DE102008012310A1 - Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor und Ablauf zum Steuern davon - Google Patents

Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor und Ablauf zum Steuern davon Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader. Ein Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilkenngrößen ist geeignet eingerichtet, um einen Arbeitswinkel und einen Hub eines Einlaßventils zu ändern. Ein Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilkenngrößen ist geeignet eingerichtet, um eine Öffnungseinstellung und eine Schließeinstellung eines Auslaßventils zu ändern. In Reaktion auf eine Erhöhung eines erwünschten Werts einer Ausgangsleistung des Motors rückt ein Steuerabschnitt eine Öffnungseinstellung des Einlaßventils vor, stellt eine Schließeinstellung des Einlaßventils zurück und rückt die Öffnungseinstellung des Auslaßventils vor. In Reaktion auf eine Erhöhung eines Ladedrucks des Abgasturboladers vergrößert der Steuerabschnitt den Arbeitswinkel und den Hub des Einlaßventils und stellt die Öffnungseinstellung und die Schließeinstellung des Auslaßventils zurück.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen bzw. Systeme zur veränderlichen Ventilbetätigung zum Steuern von Öffnungs- und Schließeinstellungen von Einlaßventilen und Auslaßventilen von Verbrennungsmotoren, welche mit Abgasturboladern versehen sind.
  • Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-3871 offenbart ein System zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor, welcher mit einem Abgasturbolader versehen ist. Wenn erfaßt wird, daß sich der Motor in einem Zustand der Beschleunigung befindet, rückt dieses System zur veränderlichen Ventilbetätigung in einem Anfangsstadium einer Beschleunigung die Öffnungs- und Schließeinstellungen eines Auslaßventils des Motors bezüglich einer normalen Einstellung, welche vor der Erfassung davon, daß sich der Motor in dem Zustand einer Beschleunigung befindet, verwendet wird, vor und verkürzt eine Periode der Ventilüberlappung, in welcher sowohl das Auslaßventil als auch ein Einlaßventil offen sind. Nach dem Anfangsstadium einer Beschleunigung rückt das System zur veränderlichen Ventilbetätigung die Öffnungs- und Schließeinstellungen des Einlaßventils vor. Dieser Ablauf ist zum schnellen Erhöhen der Drehzahl einer Abgasturbine des Abgasturboladers, um den Ladedruck des Turboladers schnell zu erhöhen, in einem Anfangsstadium einer Beschleunigung des Motors vorgesehen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist wünschenswert, eine Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, welcher geeignet ist, zu ermöglichen, daß der Motor ein Drehmoment mit einem weiter verbesserten Ansprechverhalten in einem anfänglichen Übergangsstadium einer Beschleunigung des Motors, beispielsweise in einem anfänglichen Übergangsstadium einer schnellen Beschleunigung des Motors, ausgibt, zu schaffen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader: einen Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um ein erstes Steuersignal zu empfangen und mindestens eine Öffnungseinstellung und eine Schließeinstellung eines Einlaßventils des Verbrennungsmotors gemäß dem ersten Steuersignal zu ändern; einen Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um ein zweites Steuersignal zu empfangen und mindestens eine Öffnungseinstellung eines Auslaßventils des Verbrennungsmotors gemäß dem zweiten Steuersignal zu ändern; und einen Steuerabschnitt, welcher geeignet konfiguriert ist, um: einen erwünschten Wert einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors zu bestimmen; und einen Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des erwünschten Werts der Ausgangsleistung durchzuführen, wobei der Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vorrücken der Öffnungseinstellung des Einlaßventils und Rückstellen der Schließeinstellung des Einlaßventils durch Ausgeben des ersten Steuersignals zu dem Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Auslaßventils durch Ausgeben des zweiten Steuersignals zu dem Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen. Der Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen kann geeignet eingerichtet sein, um mindestens einen Arbeitswinkel und einen Hub des Einlaßventils gemäß dem ersten Steuersignal zu ändern. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um: eine Gasversorgungsöffnung des Verbrennungsmotors zu bestimmen; einen ersten Steuerungsablauf durchzuführen, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der erste Steuerungsablauf umfaßt: Einstellen einer Öffnung eines Drosselventils des Verbrennungsmotors auf einen Wert oberhalb eines vorbestimmten Werts; und geeignetes Steuern des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, um den erwünschten Wert der Ausgangsleistung zu erreichen; und Durchführen eines zweiten Steuerungsablaufs, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der zweite Steuerungsablauf umfaßt: Einstellen der Öffnung des Drosselventils auf einen Wert oberhalb des vorbestimmten Werts; Vergrößern des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen. Der Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen kann umfassen: einen ersten Teilabschnitt, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens den Arbeitswinkel und den Hub des Einlaßventils kontinuierlich zu ändern; einen zweiten Teilabschnitt, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Maximalhubsphase des Einlaßventils kontinuierlich zu ändern. Der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen kann geeignet eingerichtet sein, um mindestens die Öffnungseinstellung und eine Schließeinstellung des Auslaßventils gemäß dem zweiten Steuersignal zu ändern. Der Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen kann ein Vorrücken sowohl der Öffnungseinstellung als auch der Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen umfassen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um einen zweiten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung eines Ladedrucks des Abgasturboladers durchzuführen, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen. Der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen kann geeignet eingerichtet sein, um mindestens die Öffnungseinstellung und die Schließeinstellung des Auslaßventils zu ändern, während ein Arbeitswinkel und ein Hub des Auslaßventils auf einem konstanten Wert gehalten werden. Der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen kann eine Vorspannvorrichtung umfassen, welche geeignet eingerichtet ist, um den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen in einer Richtung zum Vorrücken der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung des Auslaßventils vorzuspannen. Der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen kann eine Vorspannvorrichtung umfassen, welche geeignet eingerichtet ist, um den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen in einer Richtung zum Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung des Auslaßventils vorzuspannen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um eine Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil während des Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen durch Festlegen eines Vorrückungswerts der Schließeinstellung des Auslaßventils auf einen größeren Wert als einen Vorrückungswert der Öffnungseinstellung des Einlaßventils zu vermindern. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um einen zweiten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen durchzuführen, wenn erfaßt wird, daß sich ein Ladedruck des Abgasturboladers oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern eines Arbeitswinkels des Einlaßventils und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrö ßen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um einen Vorrückungswert der Öffnungseinstellung des Einlaßventils während des zweiten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen auf einen größeren Wert als einen Rückstellungswert der Schließeinstellung des Auslaßventils festzulegen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um die Öffnungseinstellung und die Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen rückzustellen, wenn eine Anomalie des Abgasturboladers erfaßt wird. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen während des Steuerungsablaufs zum Ändern der Ventilkenngrößen vor dem Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen zu betätigen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen während des Steuerungsablaufs zum Ändern der Ventilkenngrößen vor dem Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen zu betätigen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um den erwünschten Wert der Ausgangsleistung in Reaktion auf eine Vergrößerung einer Gasversorgungsöffnung des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um: den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen vor dem Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen zu betätigen, wenn sich eine Drehzahl des Verbrennungsmotors unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet; den Abschnitt zum Ändern der Kenngrößen des Auslaßventils vor dem Abschnitt zum Ändern der Kenngrößen des Einlaßventils zu betätigen, wenn sich die Drehzahl des Verbrennungsmotors oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts befindet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader: einen Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, wel cher geeignet eingerichtet ist, um mindestens einen Arbeitswinkel und einen Hub eines Einlaßventils des Verbrennungsmotors zu ändern; einen Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung und eine Schließeinstellung eines Auslaßventils des Verbrennungsmotors zu ändern; und einen Steuerabschnitt zum Steuern des Abschnitts zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen und des Abschnitts zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen gemäß einem erwünschten Wert einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors, wobei der Steuerabschnitt geeignet konfiguriert ist, um: einen ersten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des erwünschten Werts der Ausgangsleistung durchzuführen, wobei der erste Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vorrücken einer Öffnungseinstellung des Einlaßventils und Rückstellen einer Schließeinstellung des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen; und Durchführen eines zweiten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung eines Ladedrucks des Abgasturboladers, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern des Arbeitswinkels und des Hubs des Einlaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen. Der Steuerabschnitt kann geeignet konfiguriert sein, um die Öffnungseinstellung und die Schließeinstellung des Auslaßventils durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen vorzurücken, um eine Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil während des ersten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen zu vermindern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Ablauf zum Steuern einer Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung mit einem Abgasturbolader, wobei die Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung einen Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung und eine Schließeinstellung eines Einlaßventils eines Verbrennungsmotors zu ändern, und einen Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung eines Auslaßventils des Verbrennungsmotors zu ändern, umfaßt: Vorrücken der Öffnungseinstellung des Einlaßventils und Rückstellen der Schließeinstellung des Einlaßventils und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Auslaßventils in Reaktion auf eine Erhöhung eines erwünschten Werts einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Verbrennungsmotorsystem darstellt, welches ein System bzw. eine Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung, einer Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung und einer Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung in dem System zur veränderlichen Ventilbetätigung von 1.
  • 3A und 3B sind Diagramme, welche darstellen, wie die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung von 2 arbeitet, wenn diese derart gesteuert wird, daß sich diese in einem Zustand eines kleinen Ventilhubs befindet.
  • 4A und 4B sind Diagramme, welche darstellen, wie die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung von 2 arbeitet, wenn diese derart gesteuert wird, daß sich diese in einem Zustand eines maximalen Ventilhubs befindet.
  • 5 ist ein grafisches Diagramm, welches darstellt, wie der Hub, der Arbeitswinkel und die Maximalhubsphase eines Einlaßventils des Motors durch das System zur veränderlichen Ventilbetätigung von 1 gesteuert werden.
  • 6 ist eine Schnittansicht der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung in dem System zur veränderlichen Ventilbetätigung von 1.
  • 7 ist eine Schnittansicht der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung gemäß einer Linie VII-VII, welche in 6 dargestellt ist, bei einem Zustand, wobei die Auslaßventileinstellungs-Vorrichtung derart gesteuert wird, daß sich diese in einem maximal vorgerückten Zustand befindet.
  • 8 ist eine Schnittansicht der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung gemäß einer Linie VII-VII, welche in 6 dargestellt ist, bei einem Zustand, wobei die Auslaßventileinstellungs-Vorrichtung derart gesteuert wird, daß sich diese in einem maximal rückgestellten Zustand befindet.
  • 9 ist ein Flußdiagramm, welches einen Steuerungsablauf darstellt, welcher durch eine Steuerung in dem System zur veränderlichen Ventilbetätigung von 1 durchzuführen ist.
  • 10 ist ein grafisches Diagramm, welches darstellt, wie Kenngrößen der Betätigung des Einlaßventils und eines Auslaßventils des Motors gemäß dem Steuerungsablauf von 9 geändert werden.
  • 11 ist ein grafisches Diagramm, welches darstellt, wie Kenngrößen der Betätigung des Einlaßventils und des Auslaßventils gemäß dem Steuerungsablauf von 9 geändert werden.
  • 12 ist ein grafisches Diagramm, welches darstellt, wie sich das Motordrehmoment in Reaktion auf eine Gaspedalniederdrückung in den Fällen des Verbrennungsmotorsystems von 1 und eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einem Vergleichsbeispiel zeitlich ändert.
  • 13 ist ein Flußdiagramm, welches einen weiteren Steuerungsablauf darstellt, welcher durch die Steuerung durchzuführen ist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 stellt ein Verbrennungsmotorsystem, welches ein System bzw. eine Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt, schematisch dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt das Verbrennungsmotorsystem einen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor.
  • Wie in 1 dargestellt, ist für jeden Zylinder eine Zylinderbohrung in einem Zylinderblock SB ausgebildet. Ein Kolben 01 ist in dieser Zylinderbohrung aufgenommen, so daß der Kolben 01 in der Zylinderbohrung auf und ab gleiten kann. Einlaßkanäle IP und Auslaßkanäle EP sind in einem Zylinderkopf SH ausgebildet. Für jeden Zylinder sind ein Paar von Einlaßventilen 4 und ein Paar von Auslaßventilen 5 zum öffnen und Schließen der jeweiligen offenen Enden der Einlaß- und Auslaß kanäle IP und EP vorgesehen. Der Kolben 01 ist über eine Verbindungsstange 02 mechanisch mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden. Eine Verbrennungskammer 03 ist zwischen der Krone des Kolbens 01 und einer unteren Oberfläche des Zylinderkopfs SH ausgebildet. Ein Ansaugrohr 04 umfaßt einen Ansaugkrümmer, welcher mit Einlaßkanälen IP verbunden ist. Ein Auspuffrohr 05 umfaßt einen Auspuffkrümmer, welcher mit Auslaßkanälen EP verbunden ist. In dem Ansaugrohr 04 ist auf der Zuflußseite des Ansaugkrümmers ein Drosselventil SV zum Steuern der Menge (Ansaugluftmenge) der Luft, welche in die Verbrennungskammer 03 eingeleitet wird, vorgesehen. Auf der Abflußseite ist eine nicht dargestellte Kraftstoffeinspritzdüse vorgesehen.
  • Das Motorsystem umfaßt einen Abgasturbolader 1, welcher zwischen dem Ansaugrohr 04 und dem Auspuffrohr 05 angeordnet ist. Der Abgasturbolader 1 umfaßt ein Abgasturbinenrad 1a, ein Ansaugverdichterrad 1b und eine Kupplungswelle 1c. Das Abgasturbinenrad 1a ist geeignet eingerichtet, um sich in dem Auspuffrohr 05 zu drehen, wobei dieses den Druck eines Abgases, welches durch das Auspuffrohr 05 fließt, aufnimmt. Das Ansaugverdichterrad 1b ist über die Kupplungswelle 1c derart mit dem Abgasturbinenrad 1a verbunden, daß sich das Ansaugverdichterrad 1b mit dem Abgasturbinenrad 1a drehen kann, um Ansaugluft, welche durch das Ansaugrohr 04 fließt, zu verdichten und die verdichtete Ansaugluft zu der Verbrennungskammer 03 zu leiten. Die Kupplungswelle 1c verbindet das Abgasturbinenrad 1a und das Ansaugverdichterrad 1b fest miteinander, um zu ermöglichen, daß sich das Abgasturbinenrad 1a und das Ansaugverdichterrad 1b als Einheit drehen.
  • Das Ansaugrohr 04 ist mit einem Einlaßumgehungskanal 06 zum Umgehen des Ansaugverdichterrads 1b des Abgasturboladers 1 versehen. Das Auspuffrohr 05 ist mit einem Auslaßumgehungskanal 07 zum Umgehen des Abgasturbinenrads 1a des Abgas turboladers 1 versehen. Ein Einlaßumgehungsventil 08 ist zum Öffnen und Schließen des Einlaßumgehungskanals 06 vorgesehen. Ein Auslaßumgehungsventil 09 ist zum Öffnen und Schließen des Auslaßumgehungskanals 07 vorgesehen.
  • Das System zur veränderlichen Ventilbetätigung umfaßt einen Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen für die Einlaßventile 4 und einen Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen für die Auslaßventile 5. Der Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen ist geeignet eingerichtet, um ein Steuersignal zu empfangen und mindestens einen Arbeitswinkel und einen Hub bzw. mindestens die Öffnungs- und Schließeinstellungen der Einlaßventile 4 gemäß dem Steuersignal zu ändern. Genauer umfaßt der Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen eine Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung (Einlaß-VEL bzw. Einlaßventilhub-Änderungsvorrichtung) 2 zum kontinuierlichen Ändern (Vergrößern oder Verkleinern) eines Arbeitswinkels (einer Öffnungsperiode) und eines Hubs der Einlaßventile 4 und eine Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung (Einlaß-VTC bzw. Einlaßventilphasen-Änderungsvorrichtung) 3 zum kontinuierlichen Ändern (Vorrücken oder Rückstellen) der Öffnungs- und Schließeinstellungen der Einlaßventile 4 bzw. zum kontinuierlichen Ändern (Vorrücken oder Rückstellen) einer Maximalhubsphase (bzw. Mittelpunktsphase des Ventilarbeitswinkels) der Einlaßventile 4. Der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen ist geeignet eingerichtet, um ein Steuersignal zu empfangen und mindestens die Öffnungs- und Schließeinstellungen der Auslaßventile 5 gemäß dem Steuersignal zu ändern. Genauer umfaßt der Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen eine Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung (Auslaß-VTC bzw. Auslaßventilphasen-Änderungsvorrichtung) 30 zum kontinuierlichen Andern (Vorrücken oder Rückstellen) der Öffnungs- und Schließeinstellungen der Auslaßventile 5 bzw. zum kontinuierlichen Ändern (Vorrücken oder Rückstellen) der Maximalhubsphase der Auslaßventile 5, während der Arbeitswinkel und der Hub der Auslaßventile 5 auf einem konstanten Wert gehalten werden.
  • Die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 weist eine Konstruktion auf, welche im wesentlichen mit der Konstruktion identisch ist, welche in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-172112 offenbart ist. Wie in 2 dargestellt, umfaßt die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 eine hohle Antriebswelle 6, welche durch Lager an einem oberen Abschnitt des Zylinderkopfs SH drehbar gelagert ist; einen Mitnehmernocken 7, welcher ein exzentrischer Drehnocken ist, welcher fest an der Antriebswelle 6 angebracht ist; ein Paar von Schwenknocken 9, welche schwenkbar an der Antriebswelle 6 angeordnet und geeignet eingerichtet sind, um durch Gleiten auf den oberen Oberflächen von Ventilhebern 8, welche in den oberen Enden der Einlaßventile 4 vorgesehen sind, jeweils die Einlaßventile 4 zu öffnen; und eine Verbindungs- bzw. Bewegungsübertragungsvorrichtung, welche geeignet eingerichtet ist, um eine Drehung des Mitnehmernockens 7 auf die Schwenknocken 9 für eine Schwenkbewegung zu übertragen.
  • Die Antriebswelle 6 ist geeignet eingerichtet, um eine Drehung von der Kurbelwelle über eine Drehungsübertragungsvorrichtung aufzunehmen, welche bei diesem Beispiel ein Kettenantrieb ist, welcher ein Steuerkettenrad 131, welches an einem Ende der Antriebswelle 6 vorgesehen ist, ein Antriebskettenrad, welches an der Kurbelwelle vorgesehen ist, und eine Steuerkette, welche nicht dargestellt ist, umfaßt. Wenn diese durch die Kurbelwelle angetrieben wird, dreht sich die Antriebswelle 6 im Uhrzeigersinn, wie durch einen Pfeil in 2 dargestellt.
  • Der Mitnehmernocken 7 ist mit einem Antriebswellen-Aufnahmeloch ausgebildet. Der Mitnehmernocken 7 ist fest an der Antriebswelle 6 angebracht, welche durch das Antriebswellen-Aufnahmeloch verläuft. Die Achse des Mitnehmernockens 7 ist in der Radialrichtung um eine vorbestimmte Entfernung gegen die Achse der Antriebswelle 6 versetzt.
  • Wie in den 2, 3A und 3B dargestellt, sind die Schwenknocken 9 identisch wie ein Regentropfen geformt und an beiden Enden einer ringförmigen Nockenwelle 10 einstückig ausgebildet. Die Nockenwelle 10 ist hohl und drehbar an der Antriebswelle 6 angebracht. Jeder Schwenknocken 9 weist eine untere Oberfläche auf, welche eine Nockenfläche 9a umfaßt. Die Nockenfläche 9a umfaßt einen Grundkreisflächenbereich auf der Nockenwellenseite, einen Rampenflächenbereich, welcher wie ein kreisförmiger Bogen von dem Grundkreisflächenbereich zu einer Nockenschnauze hin verläuft, und einen Hubflächenbereich, welcher von dem Rampenflächenbereich zu einem Scheitel der Nockenschnauze hin verläuft. Die Nockenfläche schlägt bei einer vorbestimmten Position an der oberen Oberfläche des entsprechenden Ventilhebers 8 an, und der Kontaktpunkt der Nockenfläche verschiebt sich in Abhängigkeit von der Schwenkposition des Schwenknockens 9 zwischen dem Grundkreisflächenbereich, dem Rampenflächenbereich und dem Hubflächenbereich.
  • Die oben erwähnte Verbindungs- bzw. Übertragungsvorrichtung umfaßt einen Schwenkarm 11, welcher über der Antriebswelle 6 angeordnet ist; einen Verbindungsarm 12, welcher einen ersten Endabschnitt 11a des Schwenkarms 11 mit dem Mitnehmernocken 7 verbindet; und eine Verbindungsstange 13, welche einen zweiten Endabschnitt 11b des Schwenkarms 11 mit einem Schwenknocken 9 verbindet.
  • Der Schwenkarm 11 umfaßt einen rohrförmigen mittleren Basisabschnitt, welcher mit einem Lagerungsloch ausgebildet und drehbar an einem Steuernocken 18 angebracht ist. Der erste Endabschnitt 11a des Schwenkarms 11 ist durch einen Zapfen 14 drehbar mit dem Verbindungsarm 12 verbunden, und der zweite Endabschnitt 11b ist durch einen Zapfen 15 drehbar mit einem ersten Endabschnitt 13a der Verbindungsstange 13 verbunden.
  • Der Verbindungsarm 12 umfaßt einen relativ großen ringförmigen Basisabschnitt 12a und einen Vorsprung 12b, welcher von dem Basisabschnitt 12a nach außen hervorsteht. Der Basisabschnitt 12a ist mit einem mittleren Loch ausgebildet, in welchem der Nockenabschnitt des Mitnehmernockens 7 drehbar angebracht ist. Der Vorsprung 12b ist durch den Zapfen 14 drehbar mit dem ersten Endabschnitt 11a des Schwenkarms 11 verbunden.
  • Die Verbindungsstange 13 umfaßt ein zweites Ende 13b, welches durch einen Zapfen 16 drehbar mit der Nockenschnauze des Schwenknockens 9 verbunden ist.
  • Eine Steuerwelle 17 verläuft parallel zu der Antriebswelle 6 in der Längsrichtung des Motors und ist durch die gleichen Lager in einer Position unmittelbar über der Antriebswelle 6 drehbar gelagert. Der Steuernocken 18 ist fest an der Steuerwelle 17 angebracht und verschiebbar in dem Lagerungsloch des Schwenkarms 11 angebracht, um als Drehachse für die Schwenkbewegung des Schwenkarms 11 zu dienen. Der Steuernocken ist wie ein hohler Zylinder geformt, und die Achse des Steuernockens 18 ist um ein vorbestimmtes Maß gegen die Achse der Steuerwelle 17 versetzt. Die Drehung der Steuerwelle 17 wird durch eine Antriebsvorrichtung 19 gesteuert.
  • Die Antriebsvorrichtung 19 umfaßt einen Elektromotor 20, welcher an einem Ende eines Gehäuses befestigt ist; und eine Übertragungsvorrichtung 21 zum Übertragen einer Drehung des Elektromotors 20 auf die Steuerwelle 17. Bei diesem Beispiel ist die Übertragungsvorrichtung 21 eine Kugelspindel-Übertragungsvorrichtung.
  • Die Kugelspindel-Übertragungsvorrichtung 21 umfaßt eine Kugelspindelwelle 23, eine Kugelumlaufmutter 24, einen Verbindungsarm 25 und ein Verbindungsglied 26. Die Kugelspindelwelle 23 und die Antriebswelle des Elektromotors 20 sind hintereinander und in Linie miteinander angeordnet, so daß deren Achsen eine im wesentlichen gerade Linie bilden. Die Kugelumlaufmutter 24 dient als bewegliche Mutter, welche auf die Kugelspindelwelle 23 geschraubt und geeignet eingerichtet ist, um sich gemäß der Drehung in Axialrichtung zu bewegen. Der Verbindungsarm 25 ist mit einem Endabschnitt der Steuerwelle 17 verbunden. Das Verbindungsglied 26 verbindet den Verbindungsarm 25 und die Kugelumlaufmutter 24.
  • Die Kugelspindelwelle 23 ist mit einer einzigen kontinuierlichen äußeren Kugelumlaufnut ausgebildet, welche in Form eines helixförmigen Gewindeelements über die äußere Oberfläche der Kugelspindelwelle 23 verläuft. Die Kugelspindelwelle 23 und die Antriebswelle des Elektromotors 20 sind durch ein Kupplungselement, welches eine Drehantriebskraft von dem Elektromotor 20 auf die Kugelspindelwelle 23 überträgt, hintereinander verbunden. Die Kugelumlaufmutter 24 weist ungefähr die Form eines hohlen Zylinders auf. Die Kugelumlaufmutter 24 ist mit einer inneren Führungsnut ausgebildet, welche geeignet gestaltet ist, um eine Vielzahl von Kugeln in Zusammenwirkung mit der Kugelumlaufnut der Kugelspindelwelle 23 derart zu halten, daß die Kugeln zwischen der Führungsnut und der Umlaufnut rollen können. Diese Führungsnut ist ein einziges kontinuierliches helixförmiges Gewindeelement, welches in der Innenumfangsfläche der Kugelumlaufmutter 24 ausgebildet ist. Die Kugelumlaufmutter 24 ist geeignet eingerichtet, um die Drehung der Kugelspindelwelle 23 in eine lineare Bewegung der Kugelumlaufmutter 24 zu übersetzen und eine Axialkraft zu erzeugen. Eine Spiralfeder 24a ist vorgesehen, um die Kugelumlaufmutter 24 in Axialrichtung zu dem Elektromotor 20 hin zu drängen und dadurch ein Flankenspiel bezüglich der Kugelspindelwelle 23 zu beseitigen. Aus der folgenden Beschreibung ist zu ersehen, daß die Spiralfeder 24a zum Vorspannen der Kugelumlaufmutter 24 in der Richtung zum Verkleinern des Hubs und des Arbeitswinkels der Einlaßventile 4 dient.
  • Der Elektromotor 20 dieses Beispiels ist ein Gleichstrommotor des Proportionaltyps. Der Elektromotor 20 wird durch eine Steuerung 22 gemäß einem gemessenen Betriebszustand des Motors gesteuert.
  • Die Steuerung 22 dieses Beispiels ist eine allgemeine Steuereinheit bzw. ein Steuerabschnitt, welche bzw. welcher zum Steuern sämtlicher Vorrichtungen aus der Gruppe der Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2, der Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 verwendet wird. Die Steuerung 22 ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, um Informationen über den Betriebszustand des Motors zu sammeln. Die Steuerung 22 empfängt Datensignale, welche von den Sensoren ausgegeben werden, und bestimmt den Motorbetriebszustand auf der Basis der Datensignale. Die Sensoren umfassen einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen des Drehwinkels der Kurbelwelle, einen Kühlmitteltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Motorkühlmittels, einen Ansaugrohrdrucksensor 27 zum Erfassen eines Ansaugrohrdrucks Pa in dem Ansaugrohr 04 auf der Abflußseite des Drosselventils SV, einen Abgasdrucksensor 28 zum Erfassen eines Abgasdrucks Pc in dem Auspuffrohr 05, einen Gasversorgungsöffnungssensor zum Erfassen eines Gasversorgungsöffnungsgrads, einen Drosselsensor zum Erfassen des Öffnungsgrads des Drosselventils SV, einen Steuerwellenwinkelsensor 29 zum Erfassen des Drehwinkels der Steuerwelle 17, einen Antriebswellenwinkelsensor 128 zum Erfassen des Drehwinkels der Antriebswelle 6, einen Turbinendrehungssensor 60 zum Erfassen der Drehung des Abgasturbinenrads 1a und einen Lade drucksensor 61 zum Erfassen eines Ladedrucks in dem Ansaugrohr 04 auf der Zuflußseite des Drosselventils SV. Die Steuerung 22 mißt die relative Drehposition zwischen dem Steuerkettenrad 131 und der Antriebswelle 6 auf der Basis der Datensignale von dem Kurbelwinkelsensor und dem Antriebswellenwinkelsensor 128.
  • Die Steuerung 22 erzeugt Steuersignale und steuert das Einlaßumgehungsventil 08, das Auslaßumgehungsventil 09, das Drosselventil SV, einen Steuerschieber 147 der Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und einen Steuerschieber 47 der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 gemäß dem Motorbetriebszustand durch Senden von Steuersignalen zu diesen.
  • Die derart konstruierte Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 arbeitet folgendermaßen. Wenn der Motor nach einem Anlaßbetrieb in einem vorbestimmten Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last läuft, wirkt die Steuerung 22 geeignet, um die Kugelumlaufmutter 24 durch Senden eines Steuerstroms zu dem Elektromotor 20 und Drehen der Kugelspindelwelle 23 mit dem Elektromotor 20 geradlinig zu dem Elektromotor 20 hin zu bewegen. Mit dieser Bewegung der Kugelumlaufmutter 24 wird die Steuerwelle 17 durch das Verbindungsglied 26 und den Verbindungsarm 25 in einer Richtung gedreht. Demgemäß dreht sich der Steuernocken 18 um die Achse der Steuerwelle 17, so daß sich die Achse des Steuernockens 18 um die Achse der Steuerwelle 17 dreht, wie in den 3A und 3B (in Form einer Ansicht von hinten) dargestellt, und ein dicker Wandabschnitt des Steuernockens 18 wird von der Antriebswelle 6 ausgehend nach oben verschoben. Infolgedessen wird der Schwenkpunkt zwischen dem zweiten Endabschnitt 11b des Schwenkarms 11 und der Verbindungsstange 13 gegen die Antriebswelle 6 nach oben verschoben. Daher wird jeder Schwenknocken 9 gemäß der Ansicht in den 3A und 3B im Gegenuhrzeigersinn gedreht, und die Nockenschnauze wird durch die Verbindungsstange 13 nach oben gezogen. Demgemäß dreht sich der Mitnehmernocken 7 und drückt den ersten Endabschnitt 11a des Schwenkarms 11 durch den Verbindungsarm 12 nach oben. Obwohl eine Bewegung für einen Ventilhub über die Verbindungsstange 13 auf den Schwenknocken 9 und den Ventilheber 16 übertragen wird, wird der Ventilhub ausreichend auf einen kleinen Hub L1 verkleinert, dargestellt durch eine Ventilhubskurve in 5, und der Arbeitswinkel (die Ventilöffnungsperiode) D wird auf einen kleinen Wert D1 verkleinert. Diese Einstellung ist geeignet, wenn der Ladedruck Pb niedrig ist bzw. sich unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet.
  • Ein Motoranlaßbetrieb wird gestartet, wenn ein Zündschalter auf Ein geschaltet wird. Zuerst wird ein Anlassermotor drehend angetrieben, um zu ermöglichen, daß sich die Kurbelwelle zu drehen beginnt. Während eines Anfangsstadiums eines Motorkurbelbetriebs wird der Ventilhub unter dem Einfluß der Vorspannkraft der Spiralfeder 24a auf einem kleinen Wert gehalten. Der Ventilarbeitswinkel ist gleichfalls klein, so daß sich die Schließeinstellung des Einlaßventils 4 (die Einlaßventils-Schließeinstellung IVC) auf der Vorrückungsseite des unteren Umkehrpunkts befindet. Der kleine Ventilarbeitswinkel, der kleine Ventilhub und dadurch sowohl die niedrige Reibung als auch die Dekompressionswirkung dienen zum schnellen Erhöhen der Motordrehzahl während des Motorkurbelbetriebs. Der Ventilarbeitswinkel D ist klein, und die Öffnungseinstellung der Einlaßventile 4 (die Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO) befindet sich auf der Rückstellungsseite des oberen Umkehrpunkts. Daher tritt keine Überlappung zwischen dem Arbeitswinkel der Einlaßventile 4 und dem Arbeitswinkel der Auslaßventile 5 auf. Dies ist für einen Motoranlaßbetrieb und einen Betrieb bei niedrigem Ladedruck geeignet.
  • Wenn der Motor danach in einem Bereich mittlerer Drehzahl und mittlerer Last läuft, treibt die Steuerung 22 den Elektromotor 20 in einer umgekehrten Drehrichtung an und dreht dadurch die Kugelspindelwelle 23 in der umgekehrten Richtung. Mit dieser umgekehrten Drehung der Kugelspindelwelle 23 bewegt sich die Kugelumlaufmutter 24 in der Axialrichtung von dem Elektromotor 20 fort, und die Steuerwelle 17 wird gemäß der Ansicht in den 3A und 3B um ein vorbestimmtes Maß im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Daher wird der Steuernocken 18 in der Winkelposition gehalten, in welcher die Achse des Steuernockens 18 um ein vorbestimmtes Maß gegen die Achse der Steuerwelle 17 nach unten verschoben ist und der dicke Wandabschnitt des Steuernockens 18 nach unten verschoben ist. Der Schwenkarm 11 wird im Uhrzeigersinn aus der Position der 3A und 3B bewegt, und das Ende des Schwenkarms 11 drückt die Nockenschnauze des Schwenknockens 9 über das Verbindungsglied 13 nach unten, und der Schwenknocken 9 dreht sich geringfügig im Uhrzeigersinn. Demgemäß dreht sich der Mitnehmernocken 7 und drückt das Ende 11a des Schwenkarms 11 über den Verbindungsarm 12 nach oben. Eine Bewegung für einen Ventilhub wird über das Verbindungsglied 13 auf die Schwenknocken 9 und die Ventilheber 8 übertragen. In diesem Fall wird der Ventilhub auf einen mittleren Hub L2 vergrößert, und der Arbeitswinkel wird auf einen mittleren Winkel D2 vergrößert.
  • Wenn der Motorbetriebszustand in einen Bereich hoher Drehzahl und hoher Last übergeht, kann dieses System zur veränderlichen Ventilbetätigung den Elektromotor 20 durch Senden des Steuersignals von der Steuerung 22 in der umgekehrten Richtung drehen, um den Steuernocken 18 weiter im Gegenuhrzeigersinn mit der Steuerwelle zu der Position zu drehen, in welcher die Achse nach unten gedreht ist, wie in den 4A und 4B dargestellt. Daher bewegt sich der Schwenkarm 11 zu einer Position, welche sich näher bei der Antriebswelle 6 befindet, und das zweite Ende 11b drückt die Nockenschnauze des Schwenknockens 9 über die Verbindungsstange 13 nach unten, so daß der Schwenknocken 9 um ein vorbestimmtes Maß weiter im Uhrzeigersinn gedreht wird. Demgemäß dreht der Mitnehmernocken 7 das erste Ende 11a des Schwenkarms 11 über den Verbindungsarm 12 und drückt dieses nach oben. Eine Bewegung für einen Ventilhub wird über die Verbindungsstange 13 auf den Schwenknocken 9 und den Ventilheber 8 übertragen. In diesem Fall wird der Ventilhub kontinuierlich von L2 auf L3 vergrößert, wie in 5 dargestellt.
  • In dieser Weise ändert die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 den Hub der Einlaßventile 4 kontinuierlich von dem kleinen Hub L1 zu dem großen Hub L3 und ferner den Arbeitswinkel der Einlaßventile 4 kontinuierlich von dem kleinen Winkel (Winkelabstand) D1 zu dem großen Winkel D3.
  • Während des vorangehenden Betriebs der Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 ändern sich der Hub und der Arbeitswinkel der Einlaßventile 4 in einem annähernd stationären Zustand gemäß einem erwünschten Motorbetriebszustand schrittweise und kontinuierlich derart, daß sich der Motorbetriebszustand in einem annähernd stationären Zustand dem erwünschten Betriebszustand angleicht. Wenn eine schnelle Beschleunigung verlangt wird, so daß sich der Motorbetriebszustand über einen Übergangsablauf zu dem erwünschten Betriebszustand ändern muß, betätigt die Steuerung 22 die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 jedoch in einer unterschiedlichen Weise, wie nachfolgend genau beschrieben.
  • Bei diesem Beispiel sind die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 identische Vorrichtungen eines Flügeltyps. Im folgenden wird die Konstruktion der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 beschrieben. Wie in den 6 und 7 dargestellt, umfaßt die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 ein Steuerkettenrad 31 zum Übertragen einer Drehung auf die Antriebswelle 6; ein Flügelelement 32, welches an einer Auslaßnockenwelle CS befestigt und drehbar in dem Steuerkettenrad 31 aufgenommen ist; und einen Hydraulikkreis 33 zum Drehen des Flügelelements 32 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch die Verwendung eines Öldrucks.
  • Das Steuerkettenrad 31 umfaßt ein Gehäuse 34, welches das Flügelelement 32 drehbar aufnimmt; eine vordere Verkleidung 35, welche wie eine kreisförmige Scheibe geformt und geeignet angeordnet ist, um eine vordere Öffnung des Gehäuses 34 zu schließen; und eine hintere Verkleidung 36, welche ungefähr wie eine kreisförmige Scheibe geformt und geeignet angeordnet ist, um eine hintere Öffnung des Gehäuses 34 zu schließen. Das Gehäuse 34 ist sandwichartig zwischen der vorderen und der hinteren Verkleidung 35 und 36 umschlossen und mit diesen Verkleidungen durch vier Bolzen 37 mit kleinem Durchmesser, welche in der Axialrichtung der Antriebswelle 6 verlaufen, verbunden, um eine Einheit zu bilden.
  • Das Gehäuse 34 weist die Form eines hohlen Zylinders auf, welcher die vordere und die hintere Öffnung aufweist. Das Gehäuse 34 umfaßt eine Vielzahl von Vorsatzelementen 34a, welche von der Innenumfangsfläche in Radialrichtung nach innen hervorstehen und als Abtrennung dienen. Bei diesem Beispiel sind vier der Vorsatzelemente 34a in Abständen von etwa 90 Grad angeordnet.
  • Jedes Vorsatzelement 34a weist einen ungefähr trapezförmigen Querschnitt auf. Ein Bolzenloch 34b ist ungefähr bei der Mitte jedes Vorsatzelements 34a ausgebildet. Jedes Bolzenloch 34b läuft in Axialrichtung durch eines der Vorsatzelemente 34a und nimmt den Schaft eines der in Axialrichtung verlau fenden Bolzen 37 auf. Jedes Vorsatzelement 34a umfaßt eine innere Endfläche. Eine Haltenut verläuft in Form eines Ausschnitts in der inneren Endfläche jedes Vorsatzelements 34a in einer höheren Position in Axialrichtung. Ein U-förmiges Dichtungselement 38 ist in jeder Haltenut angebracht und wird durch eine nicht dargestellte Blattfeder, welche in der Haltenut angebracht ist, in Radialrichtung nach innen gedrängt.
  • Die vordere Verkleidung 35 umfaßt ein mittleres Lagerungsloch 35a, welches einen relativ großen Innendurchmesser aufweist; und vier nicht dargestellte Bolzenlöcher, welche jeweils einen der in Axialrichtung verlaufenden Bolzen 37 aufnehmen. Diese vier Bolzenlöcher sind um das mittlere Lagerungsloch 35a angeordnet.
  • Die hintere Verkleidung 36 umfaßt einen gezahnten Abschnitt 36a, welcher einstückig auf der Rückseite ausgebildet und geeignet angeordnet ist, um mit der zuvor erwähnten Steuerkette ineinanderzugreifen; und ein mittleres Lagerungsloch 36b, welches einen relativ großen Innendurchmesser aufweist und in Axialrichtung durch die hintere Verkleidung 36 verläuft.
  • Das Flügelelement 32 umfaßt einen mittleren Flügelrotor 32a und eine Vielzahl von Flügeln 32b, welche von dem Flügelrotor 32a in Radialrichtung nach außen hervorstehen. Bei diesem Beispiel sind vier der Flügel 32b in Winkelabständen von etwa 90 Grad in Umfangsrichtung um den Flügelrotor 32a angeordnet. Der Flügelrotor 32a ist ringförmig und umfaßt ein mittleres Bolzenloch 14a bei der Mitte. Die Flügel 32b sind einstückig mit dem Flügelrotor 32a ausgebildet. Das Flügelelement 32 ist durch einen Befestigungsbolzen 139, welcher in Axialrichtung durch das mittlere Schraubenloch 14a des Flügelrotors 32a verläuft, an dem vorderen Ende der Auslaßnockenwelle CS befestigt.
  • Der Flügelrotor 32a umfaßt einen vorderseitigen röhrenförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, welcher durch das mittlere Lagerungsloch 35a der vorderen Verkleidung 35 drehbar gelagert ist, und einen rückseitigen röhrenförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, welcher durch das Lagerungsloch 36b der hinteren Verkleidung 36 drehbar gelagert ist.
  • Drei der vier Flügel 32b sind kleinere Flügel, welche ungefähr wie ein relativ langes Rechteck geformt sind, und der restliche ist ein größerer Flügel, welcher wie ein relativ großes Trapezoid geformt ist. Die kleineren Flügel 32b weisen ungefähr gleiche Umfangsbreiten auf, während der größere Flügel 32b eine größere Umfangsbreite aufweist, welche größer als die jedes der kleineren Flügel 32b ist, so daß insgesamt ein Gleichgewicht des Flügelelements 32 erreicht wird. Die vier Flügel 32b des Flügelelements 32 und die vier Vorsatzelemente 34a des Gehäuses 34 sind abwechselnd in der Umfangsrichtung um die Mittelachse angeordnet, wie in den 7 und 8 dargestellt. Jeder Flügel 32b umfaßt eine in Axialrichtung verlaufende Haltenut, welche ein U-förmiges Dichtungselement 40 in Gleitkontakt mit der inneren zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 34 aufnimmt, und eine nicht dargestellte Blattfeder, um das Dichtungselement 40 in Radialrichtung nach außen zu drängen und dadurch das Dichtungselement 40 gegen die innere zylindrische Oberfläche des Gehäuses 34 zu pressen. Ferner sind in einer Seite jedes Flügels 32b, welche in die Richtung gewandt ist, welche der Drehrichtung der Auslaßnockenwelle CS entgegengesetzt ist, zwei kreisförmige Vertiefungen 32c ausgebildet.
  • Eine Vorrückungs-Fluiddruckkammer 41 und eine Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 sind auf beiden Seiten jedes Flügels 32b ausgebildet. Demgemäß gibt es vier der Vorrü ckungs-Fluiddruckkammern 41 und vier der Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42.
  • Der Hydraulikkreis 33 umfaßt einen ersten Fluidkanal 43, welcher zu den Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41 führt, zum Zuleiten und Ableiten eines Vorrückungs-Fluiddrucks eines Arbeitsöls zu und aus den Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41; einen zweiten Fluidkanal 44, welcher zu den Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42 führt, zum Zuleiten und Ableiten eines Rückstellungs-Fluiddrucks des Arbeitsöls zu und aus den Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42; und einen Steuerschieber bzw. ein Schaltventil 47, welcher bzw. welches den ersten Fluidkanal 43 und den zweiten Fluidkanal 44 selektiv mit einem Zuleitungskanal 45 und einem Ableitungskanal 46 verbindet. Eine Fluidpumpe 49 ist mit dem Zuleitungskanal 45 verbunden und geeignet eingerichtet, um das Hydraulik-Arbeitsfluid bzw. -öl aus einer Ölwanne 48 des Motors zu saugen und das Fluid in den Zuleitungskanal 45 zu drängen. Die Pumpe 49 ist eine Pumpe eines Typs mit einer einzigen Arbeitsrichtung. Das Abflußseitenende des Ableitungskanals 46 ist mit der Ölwanne 48 verbunden und geeignet eingerichtet, um das Fluid zu der Ölwanne 48 abzuleiten.
  • Der erste und der zweite Fluidkanal 43 und 44 umfassen Abschnitte, welche in einem zylindrischen Abschnitt 39 ausgebildet sind, welcher von einem ersten Ende ausgehend durch den rohrförmigen Abschnitt des Flügelrotors 32a mit kleinem Durchmesser in das Lagerungsloch 32d des Flügelrotors 32a eingeführt ist. Ein zweites Ende des zylindrischen Abschnitts 39 ist mit dem Steuerschieber 47 verbunden.
  • Zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 39 und der Innenumfangsfläche des Lagerungslochs 32d sind drei ringförmige Dichtungselemente 127 vorgesehen, welche fest an dem zylindrischen Abschnitt 39 nahe bei dem vorderen Ende angebracht und geeignet eingerichtet sind, um den ersten und den zweiten Fluidkanal 43 und 44 gegeneinander abzudichten.
  • Der erste Fluidkanal 43 umfaßt einen Kanalabschnitt 43a, welcher als Druckkammer dient, und vier Zweigkanäle 43b, welche den Kanalabschnitt 43a jeweils mit den vier Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41 verbinden. Der Kanalabschnitt 43a ist in einem Endabschnitt des Lagerungslochs 32d auf der Seite der Auslaßnockenwelle CS ausgebildet. Die vier Zweigkanäle 43b sind in dem Flügelrotor 32a ausgebildet und verlaufen in Radialrichtung in dem Flügelrotor 32a.
  • Der zweite Fluidkanal 44 umfaßt einen in Axialrichtung verlaufenden Kanalabschnitt, welcher in Axialrichtung in dem zylindrischen Abschnitt 39 zu einem geschlossenen Ende verläuft; eine ringförmige Kammer 44a, welche um den in Axialrichtung verlaufenden Kanalabschnitt nahe bei dem geschlossenen Ende ausgebildet ist; und einen L-förmigen Kanalabschnitt 44b, welcher die ringförmige Kammer 44a mit jeder Rückstellungs-Druckkammer 42 verbindet.
  • Der Steuerschieber 47 dieses Beispiels ist ein Magnetventil, welches vier Ventilöffnungen und drei Positionen aufweist. Ein Ventilelement in dem Steuerschieber 47 ist geeignet eingerichtet, um die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidkanal 43 und 44 und dem Zuleitungs- und dem Ableitungskanal 45 und 46 unter dem Einfluß der Steuerung der Steuerung 22 zu ändern. Der Steuerschieber 47 wird geeignet gesteuert, um das Arbeitsöl zum Zeitpunkt eines Motoranlaßbetriebs zu einer Vorrückungs-Fluiddruckkammer 41 zu leiten und das Arbeitsöl nach dem Motoranlaßbetrieb zu einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 zu leiten.
  • Die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 umfaßt eine Sperrvorrichtung, welche zwischen dem Flügelelement 32 und dem Gehäuse 34 angeordnet ist, zum Sperren bzw. Ermöglichen der Drehung des Flügelelements 32 gegen das Gehäuse 34. Genauer ist diese Sperrvorrichtung zwischen der hinteren Verkleidung 36 und dem größeren Flügel 32b angeordnet. Wie in 6 dargestellt, umfaßt die Sperrvorrichtung ein Gleitloch 50, einen Sperrzapfen 51, eine Sperrvertiefung 52a, eine Federhalterung 53 und eine Spiralfeder 54. Das Gleitloch 50 ist in dem größeren Flügel 32b ausgebildet, wobei dieses in der Axialrichtung der Auslaßnockenwelle CS verläuft. Der Sperrzapfen 51 ist becherförmig, wobei dieser in dem Gleitloch 50 angeordnet und verschiebbar in dem Gleitloch 50 gelagert ist. Die Sperrvertiefung 52a ist in einem Abschnitt 52 ausgebildet, welcher an einem Loch befestigt ist, welches in der hinteren Verkleidung 36 definiert ist, und geeignet eingerichtet, um einen Spitzenabschnitt 51a des Sperrzapfens 51 aufzunehmen. Der Spitzenabschnitt 51a ist verjüngt. Die Federhalterung 53 ist an einem Bodenabschnitt des Gleitlochs 50 befestigt. Die Spiralfeder 54 wird durch die Federhalterung 53 gehalten und ist geeignet eingerichtet, um den Sperrzapfen 51 zu der Sperrvertiefung 52a hin vorzuspannen.
  • Die Sperrvertiefung 52a ist über einen nicht dargestellten Fluidkanal hydraulisch mit einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 bzw. der Pumpe 49 verbunden und nimmt den hydraulischen Druck in einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 bzw. den Förderdruck der Pumpe auf.
  • Wenn sich das Flügelelement 32 in der maximal vorgerückten Position bezüglich des Gehäuses 34 befindet, wird der Sperrzapfen 51 durch die Spiralfeder 54 zu der Sperrvertiefung 52a hin vorgespannt, so daß der Spitzenabschnitt 51a des Sperrzapfens 51 in der Sperrvertiefung 52a angebracht ist. Die Relativdrehung zwischen dem Steuerkettenrad 31 und der Auslaß nockenwelle CS wird somit gesperrt. Wenn die Sperrvertiefung 52a den hydraulischen Druck in einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 bzw. den Förderdruck der Ölpumpe aufnimmt, so bewegt sich der Sperrzapfen 51 von der Sperrvertiefung 52a fort, um die Auslaßnockenwelle CS im Hinblick auf das Steuerkettenrad 31 freizugeben.
  • Zwischen einer Seitenfläche jedes Flügels 32b und einer zugewandten Seitenfläche 10b eines benachbarten Vorsatzelements 34a ist ein Paar von Spiralfedern 55 und 56 angeordnet, welche als Vorspanneinrichtung zum Drängen des Flügelelements 32 in der Vorrückungs-Drehrichtung dienen. Anders ausgedrückt, dienen die Spiralfedern 55 und 56 als Vorspannvorrichtung, welche geeignet eingerichtet ist, um die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 in einer Richtung zum Vorrücken der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung der Auslaßventile 5 vorzuspannen.
  • Obwohl die zwei Spiralfedern 55 und 56 in den 7 und 8 überlappen, verlaufen die zwei Spiralfedern 55 und 56 getrennt parallel zueinander. Die zwei Spiralfedern 55 und 56 weisen eine gleiche Axialrichtungslänge (Spiralenlänge) auf, welche länger als der Abstand zwischen der einen Seitenfläche des entsprechenden Flügels 32b und der zugewandten Seitenfläche des benachbarten Vorsatzelements 34a ist. Die zwei Spiralfedern 55 und 56 sind in Abstand mit einer derartigen Entfernung zwischen den Achsen angeordnet, daß die Federn 55 und 56 einander selbst dann nicht berühren, wenn die Federn 55 und 56 in maximalem Ausmaß zusammengedrückt werden. Die zwei Spiralfedern 55 und 56 sind durch eine Halterung verbunden, welche wie eine dünne Folie geformt ist, und sind in den Vertiefungen 32c des entsprechenden Vorsatzelements 34a angebracht.
  • Die derart konstruierte Ventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 wird derart gesteuert, daß diese folgen dermaßen arbeitet. Zum Zeitpunkt des Anhaltens des Motors beendet die Steuerung 22 die Ausgabe des Steuerstroms zu dem Steuerschieber 47 und beendet den Betrieb der Pumpe 49. Demgemäß wird das Flügelelement 32 durch die Spiralfedern 55, 56 vorgespannt, um sich gemäß der Ansicht in 7 im Uhrzeigersinn um die Axialrichtung der Auslaß-Nockenwelle CS zu drehen. Infolgedessen wird das Flügelelement 32 in eine derartige Position gebracht, daß sich der größere Flügel 32b in Kontakt mit der zugewandten Seitenfläche des Vorsatzelements 34a befindet. Die Auslaß-Nockenwelle CS befindet sich somit in der maximal vorgerückten Position bezüglich des Steuerkettenrads 31. Gleichzeitig wird der Spitzenabschnitt 51a des Sperrzapfens 51 in die Sperrvertiefung 52a eingeführt, um zu verhindern, daß sich die Auslaß-Nockenwelle CS gegen das Steuerkettenrad 31 dreht.
  • Zum Zeitpunkt eines Anlaßbetriebs des Motors gibt die Steuerung 22 ein Steuersignal für den Steuerschieber 47 zum Verbinden des Zuleitungskanals 45 und des zweiten Fluidkanals 44 miteinander und zum Verbinden des Ableitungskanals 46 und des ersten Fluidkanals 43 miteinander aus. Demgemäß wird der Öldruck, welcher durch die Pumpe 49 abgegeben wird, durch den Ableitungskanal 46 und den zweiten Fluidkanal 44 zu einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 geleitet, während der Öldruck aus einer Vorrückungs-Fluiddruckkammer 41 durch den ersten Fluidkanal 43 und den Ableitungskanal 46 zu der Ölwanne 48 abgeleitet wird, so daß eine Vorrückungs-Fluiddruckkammer 41 in einem Zustand niedrigen Drucks verbleibt. Der Öldruck wird sowohl zu der Sperrvertiefung 52a als auch zu einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 geleitet, so daß sich der Sperrzapfen 51 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 54 zurück bewegt und der Spitzenabschnitt 51a aus der Sperrvertiefung 52a bewegt wird. Demgemäß wird das Flügelelement 32 im Hinblick auf das Gehäuse 34 freigegeben und wird durch die erhöhten Drücke in den Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42 gegen die Fe derkräfte der Spiralfedern 55 und 56 im Uhrzeigersinn gedreht, wie in 8 dargestellt. Folglich dreht sich die Auslaß-Nockenwelle CS gegen das Steuerkettenrad zu der Rückstellungsseite, wobei diese die Öffnungseinstellung der Auslaßventile 5 (die Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO) rückstellt. Somit öffnen sich die Auslaßventile 5, nachdem die Verbrennung angemessen fortgeschritten bzw. vollendet ist. Dies führt zu einer Abnahme des Abgasemissionsniveaus des Motors.
  • Wenn der Motor danach in einen Bereich niedriger Drehzahl übergeht, so betätigt die Steuerung 22 den Steuerschieber 47 zu der Position, welche den Zuleitungskanal 45 mit dem ersten Fluidkanal 43 verbindet und den Ableitungskanal 46 mit dem zweiten Fluidkanal 44 verbindet. Daher wird der Öldruck in den Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42 durch Rückleitung durch den zweiten Fluidkanal 44 und den Ableitungskanal 46 zu der Ölwanne 48 vermindert, während der Öldruck in den Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41 durch Zuleitung des Öldrucks erhöht wird. Das Flügelelement 32 dreht sich durch den hohen Druck in den Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41 und die Federkräfte der Spiralfedern 55 und 56 im Uhrzeigersinn und verschiebt daher die relative Drehphase der Auslaß-Nockenwelle CS bezüglich des Steuerkettenrads 31 zu der Vorrückungsseite. Diese Vorrückungssteuerung wird während eines anfänglichen Übergangsstadiums einer Motorbeschleunigung verwendet, wie nachfolgend genau beschrieben.
  • Wenn der Motor in einen anderen vorbestimmten Motorbetriebsbereich übergeht, fällt der Öldruck in den Vorrückungs-Fluiddruckkammern 41 ab, der Öldruck in den Rückstellungs-Fluiddruckkammern 42 steigt an, und daher verschiebt das Flügelelement 32 die relative Drehphase der Auslaß-Nockenwelle CS bezüglich des Steuerkettenrads 31 gegen die Federkräfte der Spiralfedern 55 und 56 zu der Rückstellungsseite, wie in 8 dargestellt.
  • Wenn der Motor in einem anderen vorbestimmten Motorbetriebsbereich läuft, steuert die Steuerung 22 das Flügelelement 32 derart, daß sich dieses in einer mittleren Position zwischen der maximal vorgerückten Position und der maximal rückgestellten Position befindet, und steuert den Steuerschieber 47 derart, daß sich dieser in einer Position befindet, welche sowohl den Zuleitungskanal 45 als auch den Ableitungskanal 46 verschließt. Dies ermöglicht es, das Flügelelement 32 auf eine beliebige mittlere Position einzustellen und dort zu halten.
  • Die Steuerung 22 legt erwünschte Werte von Steuerungsvariablen der Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2, der Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3, der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30, des Drosselventils SV, des Einlaßumgehungsventils 08 und des Auslaßumgehungsventils 09 auf der Basis des Motorbetriebszustands fest und gibt entsprechende Steuersignale zu diesen aus. Von diesen Steuerungsobjekten werden die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2, die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 durch eine Rückführregelung mit konstanter Überwachung tatsächlicher Arbeitspositionen davon gesteuert. Insbesondere, wenn der Motor in einem Beschleunigungszustand (einer Übergangsphase einer Beschleunigung) läuft, werden die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 und die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 in einer speziellen Weise gesteuert, um in einem Anfangsstadium einer Beschleunigung das Ansprechverhalten des Abgasturboladers 1 zu verbessern und das Ansprechverhalten des Motordrehmoments (die Drehmomentsreaktion) zu verbessern.
  • 9 stellt einen Steuerungsablauf dar, welcher durch die Steuerung 22 durchzuführen ist, um die Drehmomentsreaktion des Motors zu verbessern. In Schritt S1 liest die Steuerung 22 nach einem Motoranlaßbetrieb eine Gasversorgungsöffnung θ auf der Basis des Datensignals, welches von dem Gasversorgungsöffnungssensor ausgegeben wird, und eine Drosselöffnung α auf der Basis des Datensignals, welches von dem Drosselöffnungssensor ausgegeben wird, ein bzw. bestimmt diese. Somit bestimmt die Steuerung 22 einen erwünschten Wert einer Ausgangsleistung des Motors. Der erwünschte Wert der Motorausgangsleistung wird derart festgelegt, daß dieser mit einer Vergrößerung der Gasversorgungsöffnung θ ansteigt. Sodann geht der Steuerungsablauf zu Schritt S2 über.
  • In Schritt S2 bestimmt die Steuerung 22, ob die Gasversorgungsöffnung 8 größer als ein vorbestimmter Gasversorgungsöffnungs-Schwellenwert 80 ist oder nicht. Wenn die Antwort für Schritt S2 bestätigend ist (JA), geht der Steuerungsablauf zu Schritt S3 über. Demgegenüber geht, wenn die Antwort für Schritt S2 negativ ist (NEIN), der Steuerungsablauf zu Schritt S11 über.
  • In Schritt S11 steuert die Steuerung 22 die Drosselöffnung α auf einen vorbestimmten großen Öffnungswert. Der vorbestimmte große Öffnungswert ist geeignet festgelegt, um einen Zustand zu liefern, wobei der Ansaugrohrdruck Pa geringfügig niedriger als der atmosphärische Druck ist, und liefert einen minimalen Unterdruck, welcher zur Vergasung und Luftzufuhr erforderlich ist. Die Drosselöffnung α wird in einem vorbestimmten Bereich einer großen Öffnung auf Basis einer Überwachung des Ansaugrohrdrucksensors 27 beständig eingestellt. Sodann steuert die Steuerung 22 in Schritt S12 das Motordrehmoment in einem annähernd stationären Zustand durch kontinuierliches Ändern des Arbeitswinkels und des Hubs der Einlaß ventile 4 durch die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 und kontinuierliches Ändern der Maximalhubsphase der Einlaßventile 4 durch die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3. Genauer ist dieser Arbeitsschritt ein sogenannter drosselfreier Steuerungsvorgang, wobei das Drosselventil SV in einem Zustand einer großen Öffnung nahe bei einer vollständigen Öffnung gehalten wird und die Ansaugluftmenge durch Ändern der Öffnung der Einlaßventile 4 gesteuert wird. Während des drosselfreien Steuerungsvorgangs wird der Abgasturbolader 1 wenig verwendet, um die Ansaugluft unter Druck zu setzen, und es wird ein Betrieb mit niedrigem Kraftstoffverbrauch mit einem geringen Pumpverlust auf der Basis eines vorbestimmten Steuerverzeichnisses, welches für normale Motorbetriebe verwendet wird, durchgeführt.
  • In Schritt S3 geht die Steuerung 22 davon aus, daß sich der Motor in einem anfänglichen Übergangsstadium einer Beschleunigung befindet, und steuert die Drosselöffnung α auf den Maximalwert. Sodann gibt die Steuerung 22 in Schritt S4 ein Steuersignal für die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 aus, um den Arbeitswinkel der Einlaßventile 4 zu vergrößern.
  • 10 stellt dar, wie Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 gemäß dem Arbeitsschritt von Schritt S4 geändert werden. In 10 stellen Strichlinien einen Zustand vor dem Arbeitsschritt von Schritt S4 dar, und Vollinien stellen einen Zustand nach dem Arbeitsschritt von Schritt S4 dar. Wie in 10 dargestellt, wird der Arbeitswinkel des Einlaßventils 4 vergrößert, um die Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO vorzurücken und die Einlaßventils-Schließeinstellung IVC rückzustellen. Bei diesem Beispiel gibt die Steuerung 22 ferner ein Steuersignal für die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 zum Korrigieren bzw. geringfügigen Rückstellen der Öffnungs- und Schließein stellungen der Einlaßventile 4 aus. Diese Korrektur dient wirksam zum Verkleinern des Vorrückungswerts der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO und dadurch zum Vermindern des Ausmaßes der Vergrößerung der Ventilüberlappung.
  • Der Druck in dem Ansaugrohr 04 auf der Abflußseite des Drosselventils SV, das bedeutet, der Ansaugrohrdruck Pa, ist nach Beginn einer Vergrößerung der Gasversorgungsöffnung, ausgehend von einer kleinen Öffnung, weiterhin im wesentlichen gleich dem atmosphärischen Druck. Aufgrund der Tatsache, daß Frischluft ohne Verzögerung des Druckanstiegs in dem Ansaugrohr 04 schnell in die Verbrennungskammer 03 eingeleitet wird, führt der Arbeitsschritt einer Vergrößerung des Arbeitswinkels der Einlaßventile 4 zu einem schnellen Anstieg des Motordrehmoments.
  • 12 stellt dar, wie sich das Motordrehmoment in den Fällen des Verbrennungsmotorsystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einem Vergleichsbeispiel in Reaktion auf die Gaspedalniederdrückung zeitlich ändert. In einem Bereich „A" weist das Verbrennungsmotorsystem gemäß dem Vergleichsbeispiel einen langsameren Anstieg des Motordrehmoments auf, verglichen mit dem Verbrennungsmotorsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dies ist aufgrund der Tatsache der Fall, daß: dann, wenn die Gasversorgungsöffnung θ klein ist, die Drosselöffnung α auf einen kleinen Wert eingestellt wird, so daß der Druck in dem Ansaugrohr einen größeren Unterdruck liefert; und, wenn die Drosselöffnung α unter dieser Bedingung maximiert wird, eine Verzögerung der Bewegung der Frischluft auftritt, wobei dies zu einem langsamen Anstieg des Drucks in dem Ansaugrohr in Richtung des atmosphärischen Drucks führt.
  • Demgegenüber weist der Verbrennungsmotor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen schnelleren Anstieg des Motordrehmoments auf. Dies ist aufgrund der Tatsache der Fall, daß: selbst dann, wenn die Gasversorgungsöffnung θ klein ist, die Drosselöffnung α auf einen großen Wert eingestellt wird, so daß der Druck in dem Ansaugrohr 04 im wesentlichen gleich dem atmosphärischen Druck ist; und dann, wenn die Gasversorgungsöffnung θ vergrößert wird, der Arbeitswinkel der Einlaßventile 04 vergrößert wird, so daß eine größere Menge von Frischluft ohne Verzögerung des Druckanstiegs in dem Ansaugrohr 04 in die Verbrennungskammer 03 eintritt. Dies verbessert das anfängliche Ansprechverhalten, das bedeutet, die Drehmomentsreaktion, in dem Anfangsstadium einer Beschleunigung (Bereich A) deutlich.
  • Nach Schritt S4 gibt die Steuerung 22 in Schritt S5 ein Vorrückungs-Steuersignal zu der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 aus, um die Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO und die Auslaßventils-Schließeinstellung EVC vorzurücken, wie in 10 dargestellt. Dies dient zum Erhöhen der Abgasausstoßenergie, zum Erhöhen des Abgasdrucks und dadurch zum schnellen Erhöhen der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a.
  • Aufgrund der Tatsache, daß die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 derart konstruiert ist, daß das Flügelelement 32 durch die Spiralfedern 55, 56 zu der Vorrückungsseite vorgespannt wird, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Vorrückung der Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO und der Auslaßventils-Schließeinstellung EVC schnell zu vollenden. Dies dient wirksam zum weiteren Erhöhen der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a.
  • Wenn die Ventilüberlappungsperiode, in welcher sowohl die Einlaßventile 4 als auch die Auslaßventile 5 offen sind, groß ist, so fließt der erhöhte Abgasdruck rückwärts in die Verbrennungskammer 03, um die Menge der Frischluft, welche in die Verbrennungskammer 03 eintritt, zu vermindern. Gemäß dem Arbeitsschritt von Schritt S5 wird die Auslaßventils-Schließeinstellung EVC vorgerückt, um die Vergrößerung der Ventilüberlappung zu vermindern, obwohl die Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO in Schritt S4 vorgerückt wird. Die Steuerung 22 kann die Ventilüberlappung durch derartiges Festlegen eines Vorrückungswerts der Auslaßventils-Schließeinstellung EVC, daß dieser größer als ein Vorrückungswert der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVC ist, vermindern. Dies dient wirksam zum Fördern der Erhöhung der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a (des Ansaugverdichterrads 1b) und zum Erhöhen des Übergangs-Motordrehmoments, wobei verhindert wird, daß das Abgas die Frischluft in der Verbrennungskammer 03 ersetzt. Infolgedessen weist das Verbrennungsmotorsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen schnelleren Anstieg des Motordrehmoments in einem Bereich „B" in 12 auf.
  • Aufgrund der Tatsache, daß die Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO durch die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 in Schritt S4 korrigiert bzw. rückgestellt wird, dient dies wirksam zum weiteren Vermindern der Vergrößerung der Ventilüberlappung und zum Fördern der Erhöhung der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a.
  • Nach Schritt S5 mißt die Steuerung 22 in Schritt S6 tatsächliche Arbeitspositionen der Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2, der Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30. Sodann bestimmt die Steuerung 22 in Schritt 57, ob die tatsächlichen Arbeitspositionen mit den erwünschten Arbeitspositionen für den Übergangs- Steuerungsablauf identisch sind oder nicht. Wenn die Antwort für Schritt S7 NEIN ist, geht der Steuerungsablauf zurück zu Schritt S4, wo die Steuerung 22 die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2, die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 und die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 steuert. Demgegenüber wird dann, wenn die Antwort für Schritt S7 JA ist, das bedeutet, wenn die Ventilhubs-Kenngrößen, welche durch Vollinien in 10 dargestellt sind, erreicht werden, die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 zeitweilig ausgesetzt.
  • Durch die Schritte S11 und S12 stellt, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet, die Steuerung 22 die Drosselöffnung auf einen Wert oberhalb eines vorbestimmten Werts ein; und steuert den Arbeitswinkel und den Hub der Einlaßventile 4 geeignet, um den erwünschten Wert der Motorausgangsleistung zu erreichen. Durch die Schritte S3 bis S7 stellt, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts befindet, die Steuerung 22 die Drosselöffnung auf einen Wert oberhalb des vorbestimmten Werts ein; vergrößert den Arbeitswinkel und den Hub der Einlaßventile 4; und rückt die Öffnungseinstellung der Auslaßventile 5 vor. Anders ausgedrückt, führt die Steuerung 22 durch die Schritte S3 bis S7 einen Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des erwünschten Werts der Motorausgangsleistung durch, wobei der Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vorrücken der Öffnungseinstellung des Einlaßventils und Rückstellen der Schließeinstellung des Einlaßventils durch Ausgeben des Steuersignals zu dem Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung des Auslaßventils durch Ausgeben des Steuersignals zu dem Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  • Bei diesem Beispiel kann die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 gleichzeitig durchgeführt werden oder kann die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 vor der der Auslaßventile 5 durchgeführt werden. Wenn die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 vor der der Auslaßventile 5 durchgeführt wird, wird die Erhöhung des Übergangs-Motordrehmoments auf Basis einer Vergrößerung des Arbeitswinkels der Einlaßventile 4 mit Priorität erreicht, und die Drehmomentsreaktion in dem Bereich A in 12 wird mit Priorität verbessert.
  • Demgegenüber wird dann, wenn die Steuerung der Kenngrößen der Auslaßventile 5 vor der der Einlaßventile 4 durchgeführt wird, die Ventilüberlappung während des Übergangsablaufs vermindert, um die Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a (des Ansaugverdichterrads 1b) mit Priorität zu erhöhen. Dies dient wirksam zum Verbessern des Ansprechverhaltens der Erhöhung des Motordrehmoments in dem Bereich B in 12, obwohl die Verbesserung der Drehmomentsreaktion in dem Bereich A kleiner ist.
  • Insbesondere, wenn der Motor in einem vorbestimmten Bereich niedriger Drehzahl läuft, dient die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 wirksamer zum Verbessern der Drehmomentsreaktion. Demgemäß kann die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 in dem vorbestimmten Bereich niedriger Drehzahl eine höhere Priorität erhalten. Demgegenüber dient, wenn der Motor in einem vorbestimmten Bereich mittlerer und hoher Drehzahl läuft, die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Auslaßventile 5 wirksamer zum Erhöhen der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a. Demgemäß kann die Steuerung der Kenngrößen der Betätigung der Auslaßventile 5 in dem vorbestimmten Bereich mittlerer und hoher Drehzahl ein höhere Priorität erhalten. Der Ladedruck des Abgasturboladers 1 wird somit in dem Bereich B in 12 schnell erhöht.
  • Nach Schritt S7 mißt die Steuerung 22 in Schritt S8 durch den Ladedrucksensor 61 einen Ladedruck Pb in dem Ansaugrohr 04 auf der Zuflußseite des Drosselventils SV. Sodann bestimmt die Steuerung 22 in Schritt S9, ob der Ladedruck Pb einen vorbestimmten Ladedruck-Schwellenwert Pb0 erreicht hat oder nicht. Wenn die Antwort für Schritt S8 NEIN ist, geht der Steuerungsablauf zurück zu Schritt S8. Demgegenüber geht, wenn die Antwort für Schritt S8 JA ist, der Steuerungsablauf zu Schritt S10 über.
  • In Schritt S10 stellt die Steuerung 22 die Kenngrößen der Betätigung der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 ein, wie in 11 dargestellt. In 11 stellen Vollinien einen Zustand vor dem Arbeitsschritt von Schritt S10 dar, und Strich-Punkt-Linien stellen einen Zustand nach dem Arbeitsschritt von Schritt S10 dar. Wie in 11 dargestellt, steuert die Steuerung 22 die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 derart, daß diese die Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO und die Auslaßventils-Schließeinstellung EVC rückstellt, und steuert die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 derart, daß diese den Hub der Einlaßventile 4 weiter vergrößert, und steuert die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 derart, daß diese die Maximalhubsphase der Einlaßventile 4 geringfügig vorrückt. Dies dient wirksam zum Vergrößern der Ventilüberlappung.
  • Durch Schritt S10 führt die Steuerung 22 einen zweiten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des Ladedrucks des Abgasturboladers 1 durch, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern des Arbeitswinkels und des Hubs der Einlaß ventile 4 und Vorrücken der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO durch den Abschnitt zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung der Auslaßventile 5 durch den Abschnitt zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  • Zum Zeitpunkt des Arbeitsschritts von Schritt S10 ist der Ladedruck Pb hoch, wobei sich dieser nahe bei dem Abgasdruck befindet. Demgemäß ist selbst dann, wenn die Ventilüberlappung groß ist, die Menge des Abgases, welches rückwärts in die Verbrennungskammer 03 fließt, klein. Diese große Ventilüberlappung dient wirksam zum Vermindern von Schwankungen des Abgasdrucks, zum Fördern, daß das verbleibende Gas zu dem Auspuffrohr fließt, und zum Einleiten der Frischluft zum Eintreten in die Verbrennungskammer 03. Dies erhöht Grund-Drehmoment und -Leistung des Motors.
  • Die geringfügige Korrektur bzw. Vorrückung der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO und der Einlaßventils-Schließeinstellung IVC durch die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 dient wirksam zum Harmonisieren der Ventilüberlappungsperiode und der Abgasdruckschwankung, das bedeutet, zum Abgleichen der Ventilüberlappungsperiode mit einer Periode, in welcher der Abgasdruck relativ niedrig ist, und dadurch zum Verbessern der Absaugwirkung. Die Steuerung 22 kann einen Vorrückungswert der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO derart festlegen, daß dieser größer als ein Rückstellungswert der Auslaßventils-Schließeinstellung EVC ist. Wenn der Vorrückungswert der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO auf einen größeren Wert als den Rückstellungswert der Auslaßventils-Schließeinstellung EVC festgelegt wird, wird die Mittelpunktsphase der Ventilüberlappungsperiode vorgerückt. Dies dient wirksam zum Synchronisieren der Unterdruckwelle der Schwankungen des Abgasdrucks mit der Ven tilüberlappungsperiode und dadurch zum weiteren Verbessern der Absaugwirkung.
  • Aufgrund der Tatsache, daß der Arbeitswinkel und der Hub der Einlaßventile 4 durch die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 in Schritt S10 vergrößert werden, wird die Ansaugluftmenge bei jedem gegebenen Ladedruck vergrößert. Dies dient wirksam zum Verbessern der Verbrennungsenergie und zum Erhöhen des Ausgangsdrehmoments. Somit weist das Verbrennungsmotorsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Anstieg von Grund- Motordrehmoment und -Leistung bzw. von Motordrehmoment und -Leistung in einem stationären Zustand in einem Bereich „C" in 12 auf.
  • Die Steuerung 22 kann auf der Basis der Drehzahl des Abgasturbinenrads 1a, welche durch den Turbinendrehungssensor 60 gemessen wird, bestimmen, ob der Ladedruck Pb ausreichend hoch ist oder nicht. Alternativ kann die Steuerung 22 bestimmen, daß der Ladedruck Pb ausreichend hoch ist, wenn die Differenz zwischen dem Abgasdruck, welcher durch den Abgasdrucksensor 28 gemessen wird, und dem Ladedruck Pb kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert oder gleich diesem ist.
  • 13 stellt einen weiteren Steuerungsablauf dar, welcher durch die Steuerung 22 durchzuführen ist. Dieser Steuerungsablauf umfaßt Schritte S1 bis S9, welche in 9 dargestellt sind, und einen zusätzlichen Teilablauf zum Liefern einer Ausfallsicherungsfunktion. In Schritt S21 liest die Steuerung 22 die Gasversorgungsöffnung θ, die Drosselöffnung α, und die Motordrehzahl Ne auf Basis der Datensignale, welche von den entsprechenden Sensoren ausgegeben werden, ein. Sodann liest die Steuerung 22 in Schritt S22 den Ansaugrohrdruck Pa, den Ladedruck Pb und den Abgasdruck Pc ein. Sodann bestimmt die Steuerung 22 in Schritt S23 auf der Basis eines Vergleichs zwischen einer Gruppe von Ladedruck Pb und Abgasdruck Pc und einer Gruppe von Motordrehzahl Ne und Drosselöffnung α, ob eine Anomalie des Verbrennungsmotorsystems vorliegt oder nicht. Wenn die Antwort für Schritt S23 JA ist, geht die Steuerung 22 sodann davon aus, daß eine Anomalie des Abgasturboladers 1 vorliegt, und geht über zu Schritt S24. In Schritt S24 steuert die Steuerung 22 das Einlaßumgehungsventil 08 und daß Auslaßumgehungsventil 09 derart, daß diese den Einlaßumgehungskanal 06 und den Auslaßumgehungskanal 07 öffnen. Infolgedessen wird der Abgasturbolader 1 im wesentlichen deaktiviert. Sodann steuert die Steuerung 22 in Schritt S25 die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 derart, daß diese die Arbeitsposition der Auslaßventile 5 in einer vorbestimmten Rückstellungsposition, welche für einen Betriebszustand eines stationären Zustands niedrigen Ladedrucks geeignet ist, fixiert. Sodann führt die Steuerung 22 in Schritt S26 eine Ausfallsicherungsfunktion durch, wobei die Steuerung 22 das Motordrehmoment gemäß der Gasversorgungsöffnung θ durch geeignetes Steuern des Drosselventils SV, der Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 und der Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 steuert.
  • Wenn die Antwort für Schritt S23 NEIN ist, geht der Steuerungsablauf zu den Schritten S1 bis S9, S11 und S12 über, welche oben beschrieben sind. Nach Schritt S9 liest die Steuerung 22 in Schritt S13 den Abgasdruck Pc ein. Sodann bestimmt die Steuerung 22 in Schritt S14, ob die Differenz Pc–Pb zwischen dem Abgasdruck Pc und dem Ladedruck Pb kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert oder gleich diesem ist oder nicht. Wenn die Antwort für Schritt S14 JA ist, so geht die Steuerung 22 davon aus, daß keine Anomalie vorliegt, und geht zu Schritt S15 über. Schritt S15 ist mit Schritt S10, welcher in 9 dargestellt ist, identisch. Genauer legt die Steuerung 22 in Schritt S15 die Kenngrößen der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 fest, wie in 11 dargestellt. In 11 stellen Vollinien einen Zustand vor dem Arbeitsschritt von Schritt S10 dar, und Strich-Punkt-Linien stellen einen Zustand nach dem Arbeitsschritt von Schritt S10 dar. Wie in 11 dargestellt, steuert die Steuerung 22 die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 derart, daß diese die Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO und die Auslaßventils-Schließeinstellung EVC rückstellt, und steuert die Einlaßventil-Schaltvorgangs- und Hubsteuervorrichtung 2 derart, daß diese den Ventilhub der Einlaßventile 4 weiter vergrößert, und steuert die Einlaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 3 derart, daß diese die Mittelpunktsphase des Ventilhubs der Einlaßventile 4 geringfügig vorrückt. Dies dient wirksam zum Vergrößern der Ventilüberlappung.
  • Wenn die Antwort für Schritt S14 NEIN ist, so erfaßt die Steuerung 22 bzw. geht davon aus, daß eine Anomalie, wie etwa eine anomale Raddrehung, des Abgasturboladers 1 vorliegt, und geht zu Schritt S24 über, wo das Einlaßumgehungsventil 08 und das Auslaßumgehungsventil 09 derart gesteuert werden, daß sich diese öffnen.
  • Der vorangehende Steuerungsablauf dient selbst dann wirksam zum Gewährleisten eines minimalen Werts der Motorleistung, wenn der Abgasturbolader 1 ausgefallen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen sind gemäß den Motorvorgaben möglich. Das System zur veränderlichen Ventilbetätigung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann nicht nur auf Benzinmotoren, sondern auch auf Dieselmotoren angewandt werden und kann auf Verbrennungsmotoren mit einem Kraftstoff-Direkteinspritzungssystem angewandt werden.
  • Die Spiralfedern 55, 56, welche in der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 vorgesehen sind, dienen zum schnellen Vorrücken der Öffnungs- und Schließeinstellungen der Auslaßventile 5 und zum schnellen Erhöhen der Drehzahl des Abgasturboladers 1, wenn eine schnelle Beschleunigung verlangt wird. Die Spiralfedern 55, 56 können jedoch in einer Rückstellungs-Fluiddruckkammer 42 zum mechanischen Vorspannen des Flügelelements 32 zu der Rückstellungsseite eingerichtet sein. Anders ausgedrückt, können die Spiralfedern 55, 56 als Vorspannvorrichtung dienen, welche geeignet eingerichtet ist, um die Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 in einer Richtung zum Rückstellen der Öffnungseinstellung und der Schließeinstellung der Auslaßventile 5 vorzuspannen. Dies dient aufgrund der Tatsache, daß die maximal rückgestellte Position der Auslaßventileinstellungs-Steuervorrichtung 30 für Situationen geeignet ist, wobei der Motor in einem normalen Betriebsbereich läuft, in welchem der Ladedruck Pb niedrig ist und die Gasversorgungsöffnung θ klein ist, wirksam zum Stabilisieren des Ausfallsicherungs-Steuerungsvorgangs. Somit dient das System zur veränderlichen Ventilbetätigung selbst dann, wenn der Abgasturbolader 1 ausgefallen ist, zum Gewährleisten eines minimalen Werts der Motorleistung.
  • Zusammenfassend erhöht das System zur veränderlichen Ventilbetätigung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Reaktion auf eine Anforderung einer schnellen Beschleunigung die Ansaugluftmenge durch Vergrößern des Arbeitswinkels der Einlaßventile 4 (Vorrücken der Einlaßventils-Öffnungseinstellung IVO und Rückstellen der Einlaßventils-Schließeinstellung IVC), um das erzeugte Motordrehmoment zu erhöhen und die Menge des Abgases zu erhöhen. Die Erhöhung des erzeugten Motordrehmoments dient zum Verbessern der Drehmomentsreaktion des Motors. Das System zur veränderlichen Ventilbetätigung erhöht ferner die Abgasaustoßenergie durch Vorrücken der Auslaßventils-Öffnungseinstellung EVO. Die Erhöhung der Menge des Abgases und die Erhöhung der Abgasausstoßenergie dienen wirksam zum Erhöhen des Abgasdrucks und dadurch zum Erhöhen der Drehzahl des Abgasturboladers 1. Dies führt zu einer Verminderung einer sogenannten Turboverzögerung des Abgasturboladers 1 und dient ferner zum Verbessern der Drehmomentsreaktion des Motors.
  • Diese Patentanmeldung basiert auf einer früheren japanischen Patentanmeldung der Nr. 2007-58111 , eingereicht am 8. 3. 2007. Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-58111 sei hiermit durch Verweis aufgenommen.
  • Obwohl die Erfindung oben unter Verweis auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen und Änderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für Fachkundige vor dem Hintergrund der obigen Darlegungen ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung ist unter Verweis auf die folgenden Ansprüche definiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (21)

  1. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader (1), wobei die Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung umfaßt: einen Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um ein erstes Steuersignal zu empfangen und mindestens eine Öffnungseinstellung (IVO) und eine Schließeinstellung (IVC) eines Einlaßventils (4) des Verbrennungsmotors gemäß dem ersten Steuersignal zu ändern; einen Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um ein zweites Steuersignal zu empfangen und mindestens eine Öffnungseinstellung (EVO) eines Auslaßventils (5) des Verbrennungsmotors gemäß dem zweiten Steuersignal zu ändern; und einen Steuerabschnitt (22), welcher geeignet konfiguriert ist, um: einen erwünschten Wert einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors zu bestimmen; und einen Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des erwünschten Werts der Ausgangsleistung durchzuführen, wobei der Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vorrücken der Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) und Rückstellen der Schließeinstellung (IVC) des Einlaßventils (4) durch Ausgeben des ersten Steuersignals zu dem Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung (EVO) des Auslaßventils (5) durch Ausgeben des zweiten Steuersignals zu dem Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  2. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen geeignet eingerichtet ist, um mindestens einen Arbeitswinkel (D) und einen Hub (L) des Einlaßventils gemäß dem ersten Steuersignal zu ändern.
  3. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 2, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um: eine Gasversorgungsöffnung des Verbrennungsmotors zu bestimmen; einen ersten Steuerungsablauf durchzuführen, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der erste Steuerungsablauf umfaßt: Einstellen einer Öffnung eines Drosselventils (SV) des Verbrennungsmotors auf einen Wert oberhalb eines vorbestimmten Werts; und geeignetes Steuern des Arbeitswinkels (D) und des Hubs (L) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, um den erwünschten Wert der Ausgangsleistung zu erreichen; und Durchführen eines zweiten Steuerungsablaufs, wenn sich die Größe der Gasversorgungsöffnung oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der zweite Steuerungsablauf umfaßt: Einstellen der Öffnung des Drosselventils (SV) auf einen Wert oberhalb des vorbestimmten Werts; Vergrößern des Arbeitswinkels (D) und des Hubs (L) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung (EVO) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  4. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 2, wobei der Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen umfaßt: einen ersten Teilabschnitt (2), welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens den Arbeitswinkel (D) und den Hub (L) des Einlaßventils (4) kontinuierlich zu ändern; und einen zweiten Teilabschnitt (3), welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Maximalhubsphase des Einlaßventils (4) kontinuierlich zu ändern.
  5. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen geeignet eingerichtet ist, um mindestens die Öffnungseinstellung (EVO) und eine Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) gemäß dem zweiten Steuersignal zu ändern.
  6. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen ein Vorrücken sowohl der Öffnungseinstellung (EVO) als auch der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen umfaßt.
  7. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventils-Kenngrößen geeignet eingerichtet ist, um mindestens einen Arbeitswinkel (D) und einen Hub (L) des Einlaßventils (4) gemäß dem ersten Steuersignal zu ändern, und wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um einen zweiten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung eines Ladedrucks (Pb) des Abgasturboladers (1) durchzuführen, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern des Arbeitswinkels (D) und des Hubs (L) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung (EVO) und der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  8. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen geeignet eingerichtet ist, um mindestens die Öffnungseinstellung (EVO) und die Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) zu ändern, während ein Arbeitswinkel und ein Hub des Auslaßventils (5) auf einem konstanten Wert gehalten werden.
  9. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen eine Vorspannvorrichtung (55, 56) umfaßt, welche geeignet eingerichtet ist, um den Abschnitt (30) zum Andern der Auslaßventilskenngrößen in einer Richtung zum Vorrücken der Öffnungseinstellung (EVO) und der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) vorzuspannen.
  10. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen eine Vorspannvorrichtung (55, 56) umfaßt, welche geeignet eingerichtet ist, um den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen in einer Richtung zum Rückstellen der Öffnungseinstellung (EVO) und der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) vorzuspannen.
  11. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um eine Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil (4) und dem Auslaßventil (5) während des Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen durch Festlegen eines Vorrückungswerts der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) auf einen grö ßeren Wert als einen Vorrückungswert der Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) zu vermindern.
  12. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 5, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um einen zweiten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen durchzuführen, wenn erfaßt wird, daß sich ein Ladedruck (Pb) des Abgasturboladers (1) oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet, wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern eines Arbeitswinkels (D) des Einlaßventils (4) und Vorrücken der Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung (EVO) und der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  13. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 12, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um einen Vorrückungswert der Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) während des zweiten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen auf einen größeren Wert als einen Rückstellungswert der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) festzulegen.
  14. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 6, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um die Öffnungseinstellung (EVO) und die Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen rückzustellen, wenn eine Anomalie des Abgasturboladers (1) erfaßt wird.
  15. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen während des Steuerungsablaufs zum Ändern der Ventilkenngrößen vor dem Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen zu betätigen.
  16. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen während des Steuerungsablaufs zum Ändern der Ventilkenngrößen vor dem Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen zu betätigen.
  17. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um den erwünschten Wert der Ausgangsleistung in Reaktion auf eine Vergrößerung einer Gasversorgungsöffnung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
  18. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um: den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen vor dem Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen zu betätigen, wenn sich eine Drehzahl des Verbrennungsmotors unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts befindet; und den Abschnitt (30) zum Ändern der Kenngrößen des Auslaßventils vor dem Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Kenngrößen des Einlaßventils zu betätigen, wenn sich die Drehzahl des Verbrennungsmotors oberhalb des vorbestimmten Schwellenwerts befindet.
  19. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader (1), wobei die Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung umfaßt: einen Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens einen Arbeitswinkel (D) und einen Hub (L) eines Einlaßventils (4) des Verbrennungsmotors zu ändern; einen Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung (EVO) und eine Schließeinstellung (EVC) eines Auslaßventils (5) des Verbrennungsmotors zu ändern; und einen Steuerabschnitt (22) zum Steuern des Abschnitts (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen und des Abschnitts (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen gemäß einem erwünschten Wert einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um: einen ersten Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung des erwünschten Werts der Ausgangsleistung durchzuführen, wobei der erste Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vorrücken einer Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) und Rückstellen einer Schließeinstellung (IVC) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Vorrücken der Öffnungseinstellung (EVO) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen; und Durchführen eines zweiten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen in Reaktion auf eine Erhöhung eines Ladedrucks (Pb) des Abgasturboladers (1), wobei der zweite Steuerungsablauf für die Ventilkenngrößen umfaßt: Vergrößern des Arbeitswinkels (D) und des Hubs (L) des Einlaßventils (4) durch den Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen; und Rückstellen der Öffnungseinstellung (EVO) und der Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen.
  20. Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung nach Anspruch 19, wobei der Steuerabschnitt (22) geeignet konfiguriert ist, um die Öffnungseinstellung (EVO) und die Schließeinstellung (EVC) des Auslaßventils (5) durch den Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen vorzurücken, um eine Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil (4) und dem Auslaßventil (5) während des ersten Steuerungsablaufs für die Ventilkenngrößen zu vermindern.
  21. Ablauf zum Steuern einer Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung mit einem Abgasturbolader (1), wobei die Vorrichtung zur veränderlichen Ventilbetätigung einen Abschnitt (2, 3) zum Ändern der Einlaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung (IVO) und eine Schließeinstellung (IVC) eines Einlaßventils (4) eines Verbrennungsmotors zu ändern, und einen Abschnitt (30) zum Ändern der Auslaßventilskenngrößen, welcher geeignet eingerichtet ist, um mindestens eine Öffnungseinstellung (EVO) eines Auslaßventils (5) des Verbrennungsmotors zu ändern, umfaßt, wobei der Ablauf umfaßt: Vorrücken der Öffnungseinstellung (IVO) des Einlaßventils (4) und Rückstellen der Schließeinstellung (IVC) des Einlaßventils (4) und Vorrücken der Öffnungseinstellung (EVO) des Auslaßventils (5) in Reaktion auf eine Erhöhung eines erwünschten Werts einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors.
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