DE102008049077A1

DE102008049077A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern und Regeln einer variablen Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE102008049077A1
Application number: DE102008049077A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Isesaki-shi Machida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2009-04-02
Also published as: US20090088954A1; JP4880556B2; JP2009079577A

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung, die eine wirksame Öffnung eines Ansaugventils durch Antreiben eines Stellglieds stufenlos verändern kann und außerdem mit einer Standardeinrichtung ausgestattet ist, die das Ansaugventil mechanisch auf einer Standardöffnung hält, die so festgelegt ist, dass sie größer ist als eine minimale wirksame Öffnung, wenn der Antrieb des Stellglieds gestoppt wird, während das Ansaugventil von der Standardeinrichtung auf der Standardöffnung gehalten wird. Die wirksame Öffnung des Ansaugventils wird erfasst, und die Standardöffnung wird auf der Grundlage der erfassten wirksamen Öffnung erfasst, um somit die Standardöffnung zu erlernen, so dass eine Zufuhrrichtung einer Antriebskraft durch das Stellglied zwischen einer Vergrößerungsrichtung, die eine Vergrößerung der wirksamen Öffnung verursacht, und einer Verkleinerungsrichtung, die eine Verkleinerung derselben verursacht, umschaltet, ausgehend von der erfassten oder erlernten Standardöffnung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer variablen Ventilvorrichtung zum stufenlosen Verändern einer wirksamen Öffnung eines Motorventils, d. h. eines wirksamen Öffnungsgrades in einem Betätigungswinkel und/oder eines Ventilhubbetrages des Motorventils, das ein Einlassventil und ein Auslassventil des Motors umfasst.
Die japanische offengelegte (Kokai) Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-76621 offenbart als eine variable Ventilvorrichtung zum stufenlosen Verändern der wirksamen Öffnung eines Motorventils eine solche variable Ventilvorrichtung, bei der eine Standardeinrichtung eingebaut ist, die ausgelegt ist, eine minimale wirksame Öffnung des Motorventils zu ermöglichen, die klein genug ist, um eine Steuerung einer Ansaugluftmenge in einem minimalen Ansaugluftmengenbereich zu ermöglichen, während das Motorventil mechanisch bei einer Standardöffnung gehalten wird, die größer ist als die minimale wirksame Öffnung, um die Startleistung zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetrieb sicherzustellen, insbesondere zu einem Startzeitpunkt des Motorbetriebs unter einer Bedingung, bei welcher ein Ausfall der variablen Ventilvorrichtung ungünstigerweise aufgetreten ist.
Gemäß der variablen Ventilvorrichtung, die mit der oben beschriebenen Standardeinrichtung ausgestattet ist, kann sich jedoch, da eine Konfiguration genutzt wird, bei der die Standardöffnung auf der Grundlage einer Position bestimmt wird, bei der Federelemente, d. h. mechanische Elemente, die in der variablen Ventilvorrichtung integriert sind, ausgeglichen werden, eine Standardposition von einer beabsichtigten Position aufgrund einer Veränderung der elastischen Eigenschaften der Federelemente oder einer mit der Zeit auftretenden Verschlechterung dieser Eigenschaften unausweichlich verändern, und dadurch kann die Startleistung oder die Steuerungsleistung nach dem Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs nicht in geeigneter Weise aufrechterhalten werden.
Im Hinblick auf die obigen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Startleistung und die Steuerungsleistung nach dem Startzeitpunkt eines Motorbetriebs mit einer variablen Ventilvorrichtung, die eine Standardeinrichtung umfasst, aufrechtzuerhalten, auch wenn eine Standardöffnung verändert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 13, 14 bzw. 15 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Um das obige Ziel zu erreichen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine variable Ventilvorrichtung zum stufenlosen Verändern einer wirksamen Öffnung eines Motorventils durch Antreiben eines Stellglieds mit einer Standardeinrichtung versehen, welche das Motorventil mechanisch bei einer Standardöffnung hält, die größer als die minimale wirksame Öffnung zu einem Zeitpunkt, wenn das Antreiben des Stellglieds gestoppt wird, ist, in einem Zustand, wenn das Motorventil durch die Standardeinrichtung bei der Standardöffnung gehalten wird, wobei die Standardöffnung auf der Grundlage der wirksamen Öffnung des Motorventils, die von einem Ventilöffnungsdetektor erfasst wird, erlernt wird.
Weitere Ziele und Merkmale dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die einen Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht ist, die eine variable Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine schematische Darstellung, betrachtet von einem Pfeil A der 2, ist, welche die Ventilfunktionen zeigt, wobei A eine Ventilschließfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung eines minimalen Ventilhubbetrags anzeigt, und B eine Ventilöffnungsfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung des minimalen Ventilhubbetrags gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine schematische Darstellung, betrachtet vom Pfeil A der 2, ist, welche die Ventilfunktionen zeigt, wobei A eine Ventilschließfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung eines mittleren Ventilhubbetrags anzeigt, und B eine Ventilöffnungsfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung des mittleren Ventilhubbetrags gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine schematische Darstellung, betrachtet vom Pfeil A der 2, ist, welche die Ventilfunktionen zeigt, wobei A eine Ventilschließfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung eines maximalen Ventilhubbetrags anzeigt, und B eine Ventilöffnungsfunktion zu einem Zeitpunkt der Steuerung des maximalen Ventilhubbetrags gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Funktion einer Antriebsvorrichtung zu einem Zeitpunkt der Steuerung des minimalen Ventilhubbetrags gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Flächenaufbauansicht der Antriebsvorrichtung ist;
8 eine Kennlinienansicht ist, welche ein Verhältnis zwischen einem Ventilhubbetrag und einem wechselnden Drehmoment zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm zur Berechnung eines Drehwinkels einer Steuerwelle der variablen Ventilvorrichtung als eine wirksame Öffnung eines Einlassventils ist;
10 ein Ablaufdiagramm zum Erlernen einer Standardöffnung ist;
11 ein Ablaufdiagramm zur Diagnose ist, ob eine Standardeinrichtung sich in einem anormalen Zustand befindet;
12 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Wechselsteuerung einer Ansaugluftmengensteuerung gemäß einem Diagnoseergebnis der Standardeinrichtung zeigt;
13 ein Ablaufdiagramm ist, das die Ansaugluftmengensteuerung durch die variable Ventilvorrichtung zeigt;
14 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Korrektursteuerung zu einem Startzeitpunkt eines Motorbetriebs auf der Grundlage eines Lernergebnisses der Standardöffnung zeigt; und
15 eine schematische Darstellung ist, die eine Veränderung der Antriebskraftkennlinien der variablen Ventilvorrichtung für einen Zeitraum, wenn die Standardöffnung verändert wird, zeigt.
In 1, die einen Aufbau eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist in einem Ansaugrohr 102 eines Verbrennungsmotors 101 eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 angeordnet, die ein Drosselventil 103b mittels eines Drosselmotors 103a ansteuert, um dieses zu öffnen und zu schließen, und die Luft wird über die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 und ein Einlassventil 2 in eine Brennkammer 106 angesaugt.
Das verbrannte Abgas wird über ein Auslassventil 107 aus der Brennkammer 106 ausgestoßen und wird danach von einem vorderen Katalysator 108 und einem hinteren Katalysator 109 gereinigt, um dann in die Atmosphäre abgegeben zu werden.
Das Auslassventil 107 wird angesteuert, um sich zu öffnen und zu schließen, während ein fester Hubbetrag und ein Öffnungswinkel desselben (ein Kurbelwinkel von der Öffnung zur Schließung) durch einen Nocken 111 aufrechterhalten werden, der von einer Auslassnockenwelle 110 gelagert wird.
Auf der anderen Seite, der Seite des Einlassventils 2, ist eine VEL-Vorrichtung (Variable Ventilvorgang- und Hubvorrichtung – Variable valve Event and Lift) 112 angeordnet, welche einen Hubbetrag des Einlassventils 2 zusammen mit dessen Betätigungswinkel fortlaufend verändert. Wenn hierbei eine wirksame Öffnung als eine Öffnung definiert wird, die gleich einer durchschnittlichen Öffnung bei einem Einlasshub des Einlassventils 2 ist, dann wird die wirksame Öffnung auf der Grundlage des Ventilhubbetrags und des Betätigungswinkels bestimmt. Dementsprechend stellt die VEL 112 eine variable Ventilvorrichtung dar, welche die wirksame Öffnung des Einlassventils 2 stufenlos verändert.
Auf der Seite des Einlassventils 2 sind in ähnlicher Weise VTC-Vorrichtungen (variable Ventilsteuerzeit-Vorrichtungen – Variable valve Timing Control) 113 auf beiden Endbereichen einer Einlassnockenwelle 110 angeordnet, wobei jede der VTC-Vorrichtungen 113 durch eine Vorrichtung gebildet wird, welche eine Drehphasendifferenz einer Einlassnockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle stufenlos und variabel steuert und regelt, um somit die Ventilsteuerzeit (Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Ventils) des Einlassventils 2 vorzuziehen oder hinauszuzögern.
Ferner ist an einem Einlassanschluss 130 jedes Zylinders ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 131 angeordnet, welches Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck in Richtung zum Einlassventil 2 einspritzt, wenn es auf Grundlage eines Einspritzimpulssignals von einer Motorsteuereinheit (ECU) 114 zur Öffnung angesteuert wird.
Die ECU 114, in der ein Mikrocomputer integriert ist, empfängt Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren zum Erfassen des Motorbetriebszustandes und führt auf der Grundlage der erfassten Signale Berechnungen durch, um somit die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104, die VEL-Vorrichtung 112, die VTC-Vorrichtungen 113 und das Kraftstoffeinspritzventil 131 zu steuern und zu regeln.
Die vorgenannten verschiedenen Sensoren umfassen: einen Luftmengenmesser 115 zum Erfassen einer Ansaugluftmenge Q des Motors 101, einen Gaspedalöffnungssensor APS 116 zum Erfassen der Gaspedalöffnung, einen Kurbelwinkelsensor 117 zum Aufnehmen eines Referenz-Kurbelwinkelsignals REF (Referenz-Drehpositionssignal) an jedem Kurbelwinkel 180° von einer Kurbelwelle 132 und eines Einheitswinkelsignals POS an jedem Einheitskurbelwinkel, einen Drosselsensor 118 zum Erfassen einer Öffnung TVO des Drosselventils 103b, einen Wassertemperatursensor 119 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur des Motors 101 (oder einen Öltemperatursensor zum Erfassen der Schmieröltemperatur), einen Drehwinkelsensor 120 zum Aufnehmen eines Drehwinkelsignals einer (später beschriebenen) Steuerwelle 32 der VEL-Vorrichtung 112, einen Nockenwinkelsensor 121 zum Aufnehmen eines Nockensignals CAM (Referenz-Drehpositionssignal) an jedem Nockenwinkel 90° (Kurbelwinkel 180°) von der Einlassnockenwelle, einen Zündschalter 112 und einen Startschalter 123.
In der ECU 114 wird eine Motordrehzahl Ne auf der Grundlage von Zyklen des Referenz-Kurbelwinkelsignals REF oder der Anzahl des erzeugten Einheitswinkelsignals POS pro Zeiteinheit berechnet.
2 bis 6 zeigen einen Aufbau der VEL-Vorrichtung 112 im Detail.
Wie in 2 bis 5 gezeigt, umfasst die VEL-Vorrichtung 112: ein Paar von Einlassventilen 2, 2, die über Ventilführungen (in der Figur nicht gezeigt) gleitfähig auf einem Zylinderkopf 1 angeordnet sind, um von Ventilfedern 3, 3 zu einer Ventilschließrichtung gedrängt zu werden; eine variable Hubvorrichtung 4, welche den Ventilhubbetrag jedes Einlassventils 2, 2 variabel steuert und regelt; eine Steuer-/Regelvorrichtung 5, welche eine Betätigungsposition der variablen Hubvorrichtung 4 steuert und regelt; und eine Antriebsvorrichtung 6, welche die Steuer-/Regelvorrichtung 5 zur Drehung antreibt.
Die variable Hubvorrichtung 4 umfasst: eine hohle Antriebswelle 13, die drehbar von einem Lager 14 gelagert ist, das auf einem oberen Endbereich des Zylinderkopfs 1 angeordnet ist; einen Antriebsnocken 15, der ein exzentrisch drehender Nocken ist, der mittels Presspassung oder dergleichen an der Antriebswelle 13 befestigt ist; zwei Schwenknocken 17, 17, die schwenkbar auf einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle 13 gelagert sind und mit Ventilhebern 16, 16 in Kontakt sind, die auf oberen Endbereichen der Einlassventile 2, 2 angeordnet sind, um die Einlassventile 2, 2 zu öffnen; und eine Übertragungseinrichtung, die mit dem Antriebsnocken 15 und den Schwenknocken 17, 17 verbunden ist, um eine Drehkraft des Antriebsnockens 15 als Schwenkkräfte für die Schwenknocken 17, 17 zu übertragen.
Wie in 2 gezeigt, ist die Antriebswelle 13 entlang einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Motors angeordnet, und außerdem wird eine Drehkraft derselben von der Kurbelwelle des Motors über ein nachfolgendes Kettenrad (in der Figur nicht gezeigt), das auf einem Endbereich davon angeordnet ist, eine Steuerkette (in der Figur nicht gezeigt), die um das nachfolgende Kettenrad gewickelt ist, und dergleichen, übertragen. Es ist festgelegt, dass die Richtung dieser Drehkraft im Uhrzeigersinn in 6 (Pfeilrichtung) ist.
Wie in 3A gezeigt, umfasst das Lager 14 eine Haupthalterung 14a, die auf dem oberen Endbereich des Zylinderkopfs 1 angeordnet ist, um einen oberen Bereich der Antriebswelle 13 zu stützen, und eine Nebenhalterung 14b, die auf einem oberen Endbereich der Haupthalterung 14a angeordnet ist, um eine Steuerwelle 32 (die später beschrieben wird) drehbar zu stützen, und die Halterungen 14a und 14b sind so befestigt, dass sie gemeinsam von oben mittels eines Paars von Bolzen 14c, 14c fixiert werden.
Der Antriebsnocken 15, der in einer ungefähr ringförmigen Form ausgebildet ist, umfasst einen Nockenkörper mit einer ringförmigen Form und einen zylindrischen Bereich, der einstückig mit einer Außenendfläche des Nockenkörpers angeordnet ist, und ein Antriebswellen-Einsetzloch ist in einer Innenaxialrichtung davon durch diesen ausgebildet. Außerdem ist eine Position eines Achsenzentrums Y des Nockenkörpers um einen vorbestimmten Betrag β in einer radialen Richtung von einer Position einer Achsenmitte X vorgespannt.
Weiterhin wird der Antriebsnocken 15 über das Antriebswellen-Einsetzloch an einer Außenseite der Antriebswelle 13 an die Antriebswelle 13 angedrückt und daran fixiert, um so die Ventilheber 16, 16 nicht zu behindern, und außerdem ist eine Außenumfangsfläche des Nockenkörpers mit einem Nockenprofil eines exzentrischen Kreises ausgebildet.
Jeder der Ventilheber 16, 16 hat eine zylindrische Form mit einem Deckel und wird gleitfähig in einem Rückhalteloch des Zylinderkopfs 1 gehalten, und deren obere Flächen, mit den die Schwenknocken 17, 17 in Kontakt sind, haben eine flache Form.
Wie in 2 und 3 gezeigt, sind Schwenknocken 17, 17, welche beide die gleiche Form. ungefähr wie ein Regentropfen. aufweisen, einstückig auf beiden Endbereichen der ringförmigen Nockenwelle 20 angeordnet, und die Nockenwelle 20 wird durch die Antriebswelle 13 über eine Innenumfangsfläche derselben drehbar gelagert.
Außerdem ist ein Stiftloch auf einer Seite eines Nockennasenbereichs 21 auf einem Endbereich jedes Schwenknockens 17 durchgehend ausgebildet, und auf der unteren Flächenseite jedes Schwenknockens 17 ist eine Nockenfläche 22 ausgebildet, um somit eine Basiskreisfläche auf der Seite der Nockenwelle 20 zu bilden, wobei sich eine Auflauffläche kreisförmig von der Basiskreisfläche zur Seite des Nockennasenbereichs 21 erstreckt und einer Hebefläche die Auflauffläche mit einer oberen Fläche eines maximalen Hubs auf der spitzen Endseite des Nockennasenbereichs 21 verbindet, so dass die Basiskreisfläche, die Auflauffläche und die Hebefläche mit vorbestimmten Positionen der oberen Fläche jedes Ventilhebers 16 gemäß einer Schwenkposition jedes Schwenknockens 17 in Kontakt sind.
Wie in 2 bis 5 gezeigt, umfasst die Übertragungseinrichtung einen Kipphebel 23, der über der Antriebswelle 13 angeordnet ist, einen Gelenkarm 24, der einen Endbereich 23a des Kipphebels 23 und den Antriebsnocken 15 verbindet, und eine Gelenkstange 25, die den anderen Endbereich 23b des Kipphebels 23 und den Schwenknocken 17 verbindet.
Der Kipphebel 23 wird über ein Stützloch an einem zentralen zylindrischen Basisbereich davon drehbar von einem Steuernocken 33 (wird später beschrieben) gelagert. Außerdem ist ein Stiftloch, in das ein Stift 26 eingepasst wird, durch einen Endbereich 23a hindurch ausgebildet, der so ausgebildet ist, dass er von einem Außenendbereich des zylindrischen Basisbereichs vorsteht. Außerdem ist ein Stiftloch, in das ein Stift 27, der mit einem Endbereich 25a der Gelenkstange 25 verbunden ist, eingepasst wird, durch den anderen Endbereich 23b hindurch ausgebildet, der so ausgebildet ist, dass er von einem Innenendbereich des zylindrischen Basisbereichs vorsteht.
Der Gelenkarm 24 umfasst einen ringförmigen Basisbereich 24a mit einem relativ großen Durchmesser und ein vorstehendes Ende 24b, das so ausgebildet ist, dass es von einer vorbestimmten Position einer Außenumfangsfläche des Basisbereichs 24a vorsteht. Ein Einpassloch, in das der Nockenkörper des Antriebsnockens 15 drehbar eingepasst ist, ist an einer zentralen Position des Basisbereichs 24a ausgebildet. Außerdem ist ein Stiftloch, durch welches ein Stift 26 drehbar eingesetzt ist, durch das vorstehende Ende 24b hindurch ausgebildet.
Die Gelenkstange 25 hat ungefähr die Form eines Hundebeins mit einer konkaven Form an der Seite des Kipphebels 23, und an beiden Endbereichen 25a und 25b der Gelenkstange 25 sind Stifteinsetzlöcher ausgebildet, durch die Endbereiche der Stifte 27 und 28, die in die entsprechenden Stiftlöcher am anderen Endbereich 23b des Kipphebels 23 und am Nockennasenbereich 21 des Schwenknockens 17 eingesetzt sind, drehbar eingeführt werden.
Federringe, die eine axiale Übertragung vom Gelenkarm 24 und der Gelenkstange 25 begrenzen, sind auf jeweiligen Endbereichen der Stifte 26, 27, 28 angeordnet.
Eine Steuervorrichtung 19 umfasst eine Steuerwelle 32, die drehbar von einem Lager 14 an einer oberen Position der Antriebswelle 13 gelagert ist, und einen Steuernocken 33, der auf einem Außenumfang der Steuerwelle 32 fixiert ist, um gleitfähig in ein Stützloch des Kipphebels 23 eingepasst zu sein, um somit als eine Schwenkunterstützung des Kipphebels 23 zu dienen.
Wie in 2 gezeigt, ist die Steuerwelle 32 in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Motors parallel zur Antriebswelle 13 angeordnet und ein Wellenlagerbereich 32b derselben an einer vorbestimmten Position wird drehbar zwischen der Haupthalterung 14a des Lagers 14 und dessen Nebenhalterung 14b getragen.
Wie in 2 bis 5 gezeigt, hat der Steuernocken 33 eine zylindrische Form und eine Position eines Achsenzentrums P2 desselben ist um α (um einen dicken Bereich) von einer Position eines Achsenzentrums P1 der Steuerwelle 32 vorgespannt.
Wie in 2, 6 und 7 gezeigt, umfasst die Antriebsvorrichtung 6 ein Gehäuse 35, das an einem hinteren Endbereich des Zylinderkopfs 1 befestigt ist, einen Elektromotor 36, der eine Drehkraftzufuhrvorrichtung ist und an einem Endbereich des Gehäuses 35 befestigt ist, und eine Schraubbewegungseinrichtung 37, die im Gehäuse 35 angeordnet ist, um eine Drehantriebskraft durch den Elektromotor 36 zur Steuerwelle 32 zu übertragen.
Das Gehäuse 35 umfasst einen Zylinderbereich 35a, der entlang einer Richtung ungefähr senkrecht zu einer Axialrichtung der Steuerwelle 32 angeordnet ist, einen Ausdehnungsbereich 35b, der an der Mitte eines oberen Endbereichs des Zylinderbereichs 35a ausgebildet ist, um darüber vorzustehen, dessen Innerem ein Endbereich 32a der Steuerwelle 32 zugewandt ist, und einen Endöffnungsbereich 35c, der einen Seitenbereich zwischen dem Zylinderbereich 35a und dem Ausdehnungsbereich 35b blockiert.
Der Elektromotor 36 ist als proportionaler DC-Motor ausgelegt, und ein spitzer Endbereich 38a mit kleinem Durchmesser eines ungefähr zylindrischen Motorgehäuses 38 ist an einem Endöffnungsbereich 35c des Zylinderbereichs 35a angedrückt und daran befestigt. Weiterhin wird eine Antriebswelle 36a des Elektromotors 36 von Kugellagern 39 gelagert, die in dem spitzen Endbereich 38a mit kleinem Durchmesser des Motorgehäuses 38 angeordnet sind.
Weiterhin wird der Elektromotor 36 auf der Grundlage eines von der ECU 114 ausgegebenen Steuersignals angetrieben und stellt ein Stellglied der VEL-Vorrichtung 112 dar.
Da hierbei der Ventilhubbetrag (die wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 auf der Grundlage eines Drehwinkels der Steuerwelle 32 bestimmt wird, welcher vom Drehwinkelsensor 120 erfasst wird, ist der Drehwinkelsensor 120 derjenige zum Erfassen des Drehwinkels der Steuerwelle 32, um somit die wirksame Öffnung des Einlassventils 2 zu erfassen.
Wie in 6 und 7 gezeigt, umfasst die Schraubbewegungseinrichtung 37 hauptsächlich eine Schraubenwelle 45, die in dem Zylinderbereich 35a des Gehäuses 35 ungefähr koaxial zur Antriebswelle 36a des Elektromotors 36 angeordnet ist, eine Schraubenmutter 46, die ein Übertragungselement ist, das mit einem Außenumfang der Schraubenwelle 45 verschraubt ist, einen Verbindungsarm 47, der ein Verbindungsbereich ist, der an einem Außenumfang eines Endbereichs der Steuerwelle 32 im Gehäuse 35 fixiert ist, und ein Gelenkelement 48, das den Verbindungsarm 47 und die Schraubenmutter 46 verbindet.
Die Schraubenwelle 45 ist so ausgebildet, dass äußere Schraubenbereiche 49, die Schraubenbereiche sind, die ununterbrochen auf der gesamten Außenumfangsfläche der Schraubenwelle 45 außer an beiden Endbereichen davon ausgebildet sind, und auch beide Endbereiche 45a und 45b der Schraubenwelle, die einem Endöffnungsbereich 35c des Zylinderbereichs 35a und dessen anderem Endöffnungsbereich 35d zugewandt sind, drehbar von Kugellagern 50 gelagert werden.
Weiterhin ist eine Mutter 52, welche die Schraubenwelle 45 im Zylinderbereich 35a hält, auf einen spitzen Endbereich des anderen Endbereichs 45b der Schraubenwelle 45 aufgeschraubt, und gemäß dieser Mutter 52 veranlasst ein vorstehender Bereich 52a an einer Seite davon einen Innenring 51a auf einer Seite der Kugellager 51 zur Befestigung an einem Stufenbereich auf der Seite des anderen Endbereichs 45b der Schraubenwelle 45, und außerdem wird die Mutter 52 einstückig mit der Schraubenwelle 45 gedreht. Weiterhin wird eine Kappe 53 am anderen Endöffnungsbereich 35d des Zylinderbereichs 35a aufgeschraubt, so dass ein Außenring 51b auf einer Seite der Kugellager 51 gedrängt wird, an einem Stufenbereich 35h des anderen Endöffnungsbereich 35d mittels eines zylindrischen vorderen Endbereichs der Kappe 53 befestigt zu werden.
Auf der Seite des anderen Endbereichs 45b der Schraubenwelle 45 sind Eingriffsflächen 45d, 45d mit einer Schlüsselweite ausgebildet, mit denen eine Druckeinspannvorrichtung in Eingriff ist, um so die Drehung der Schraubenwelle 45 zu verhindern, wenn die Mutter 52 mittels einer vorbestimmten Einspannvorrichtung, zum Beispiel einem Schraubenschlüssel, festgezogen ist.
Außerdem sind eine Welle 45c mit spitzem Ende und kleinem Durchmesser eines Endbereichs 45a in der Schraubenwelle 45 und ein spitzer Endbereich 36b mit kleinem Durchmesser der Antriebswelle 36a des Elektromotors 36 mittels eines zylindrischen Verbindungselements 54 kerbverzahnt, um so in einer axialen Richtung koaxial beweglich zu sein.
Konkav-konvexe Kerbverzahnungsbereiche sind auf Außenumfangsflächen der Welle 45c mit spitzem Ende und kleinem Durchmesser und des spitzen Endbereichs 36b mit kleinem Durchmesser entlang der axialen Richtung ausgebildet, und auf der anderen Seite ist ein Kerbverzahnungsbereich, der in den konkav-konvexen Kerbverzahnungsbereich in einem losen Einpasszustand eingepasst werden soll, auf einer Innenumfangsfläche des Verbindungselements 54 entlang der axialen Richtung ausgebildet. Gemäß einer solchen Kerbverzahnungsverbindung wird die Drehantriebskraft vom Elektromotor 36 zur Schraubenwelle 45 übertragen und weiterhin wird die geringe Bewegung der Schraubenwelle 45 in der axialen Richtung erlaubt.
Die Schraubenmutter 46, die auf ihrer gesamten Innenumfangsfläche eine ungefähr zylindrische Form aufweist, ist mit einem Innenschraubenbereich 55 ausgebildet, der mit dem Außenschraubenbereich 49 verschraubt ist, um die Drehkraft der Schraubenwelle 45 in eine Bewegungskraft zur axialen Richtung umzuwandeln. Weiterhin sind, wie in 7 gezeigt, Stiftlöcher 56, 56 auf beiden Endbereichen der Schraubenmutter 46 an einer ungefähr zentralen Position in der axialen Richtung entlang einer Durchmesserrichtung ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt, hat der Verbindungsarm 47 ungefähr die Form eines Regentropfens, und ein Endbereich 32a der Steuerwelle 32 ist in ein Befestigungsloch 47a eingesetzt, das durch einen Basisbereich mit großem Durchmesser hindurch ausgebildet ist, und der Verbindungsarm 47 ist an einem Endbereich 32a mittels eines Bolzens (in der Figur nicht gezeigt) fixiert. Weiterhin ist ein Schlitz 57 an einer Mittelposition in einer Richtung der Breite eines verjüngten spitzen Endbereichs 47b des Verbindungsarms 47 ausgebildet, und an dem spitzen Endbereich 47b sind zwei Stiftlöcher 47c, 47c, die fortlaufend entlang der Steuerwelle 32 hindurch verlaufen, ausgebildet. Dementsprechend sind Positionen einer Achsenmitte Z der Stiftlöcher 47c, 47c von einer Position der Achsenmitte P1 der Steuerwelle 32 vorgespannt.
Das Gelenkelement 48, das ungefähr eine Y-Form hat, umfasst einen Endbereich 58 in der Form einer flachen Platte und die anderen Endbereiche 59, 59 mit zweigeteilter Form, und ein Endbereich 58 ist so angeordnet, dass er in den Schlitz 57 des Verbindungsarms 47 eingesetzt wird, um durch einen Stift 60, der durch Stiftlöcher 47c, 47c und ein Stiftloch 58a davon verläuft, drehbar mit dem spitzen Endbereich 47b des Verbindungsarms verbunden zu sein.
Auf der anderen Seite sind die anderen Endbereiche 59, 59 mit zweigeteilter Form auf beiden Seiten der Schraubenmutter 46 angeordnet, um durch zwei Stiftwellen 61, 61, die in Stiftlöcher 59a, 59a, die gegenüber ausgebildet sind, und Stiftlöcher 56, 56 der Schraubenmutter 46 eingesetzt sind, drehbar mit der Schraubenmutter 46 verbunden zu sein. Schließlich ist ein Stift 60 an beiden Stiftlöchern 47c, 47c der Schraubenmutter 47 an beiden Endbereichen davon fixiert, und ein Mittelbereich davon ist gleitfähig im Stiftloch 58a des Gelenkelements 48. Auf der anderen Seite sind die Stiftwellen 61, 61 in Stiftlöcher 59a, 59a des Gelenkelements 48 an Außenendbereichen davon gedrückt und fixiert, und Innenendbereiche davon sind in Stiftlöchern 56, 56 der Schraubenmutter 46 gleitfähig.
Wie weiter in 6 gezeigt, sind auf einer Innenseite einer Seitenwand 35e des Gehäuses 35 erste und zweite Anschlagstifte 62, 63 angeordnet, welche Beschränkungseinrichtungen sind, die maximale Drehpositionen nach rechts und links der Steuerwelle 42 über den Verbindungsarm 47 beschränken.
Dabei ist der erste Anschlagstift 62 an einer Position der Seitenwand 35e, an der die Steuerwelle 32 gegen den Uhrzeigersinn in 6 gedreht wird, befestigt, so dass der Ventilhubbetrag jedes Einlassventils 2, 2 durch die variable Hubvorrichtung 4 minimal ist. Auf der anderen Seite ist der zweite Anschlagstift 63 an einer Position der Seitenwand 35e befestigt, an der die Steuerwelle 32 im Uhrzeigersinn in 6 gedreht wird, so dass der Ventilhubbetrag maximal ist. Dementsprechend sind die minimalen und maximalen Drehpositionen nach links und rechts der Steuerwelle 32 durch die ersten und zweiten Anschlagstifte 62, 63 beschränkt.
Weiterhin sind Stufenbereiche 35f, 35g jeweils auf Innenseiten der jeweiligen Öffnungsbereiche 35c, 35d des Gehäusezylinderbereichs 35a ausgebildet, und erste und zweite Schraubenfedern 64 und 65, die Metallfederelemente sind, sind jeweils auf den Stufenbereichen 35f, 35g angeordnet. Es sei angemerkt, dass an Stelle dieser Schraubenfedern auch Wellfedern verwendet werden können.
Die Schraubenfedern 64, 65, die in einer ungefähr oben geschnittenen konischen Form ausgebildet sind, stehen mit Eckbereichen der Stufenbereiche 35, f, 35g an deren Bereichen 64a, 65a mit großen Durchmesser in Kontakt, und sind jeweils in der axialen Richtung über Außenumfangsflächen der Bereiche 64a, 65a mit großen Durchmesser gleitfähig. Wie weiter in 6 gezeigt, sind bezüglich jeder Schraubenfeder 64, 65 Bereiche 64b, 65b mit kleinem Durchmesser an spitzen Endseiten davon mit Vorwärts-Rückwärts-Endflächen der Schraubenmutter 46 in Kontakt, um Federkräfte auf die Schraubenmutter 46 aufzubringen, unmittelbar bevor der Verbindungsarm 47 maximal nach rechts und links gedreht wird, um mit den ersten und zweiten Anschlagstiften 63, 63 in Kontakt zu gelangen. Dementsprechend ist jede der Schraubenfedern 64, 65 von der Schraubenmutter 46 so beabstandet, dass sie keine Federdrängkräfte aufbringen, bei einer normalen Bewegungsposition außer eine Position in der Nähe der Maximalbewegung der Schraubenmutter 46 nach rechts und links. Weiterhin sind die Schraubenfedern 64, 65 in Schmieröl eingetaucht, das in den Zylinderbereich 35a des Gehäuses 35 eingefüllt ist.
Anschlagringe 66, 67, die Herausfallverhinderungseinrichtungen sind, welche nach innen gerichtete Maximalbewegungen jeder Schraubenfeder 64, 65 beschränken, um ein Herausfallen der Schraubenfedern 64, 65 zu verhindern, sind auf nach innen gerichteten Seitenpositionen der Stufenbereich 35f, 35g eingepasst, um an einem Innenumfang des Zylinderbereichs 35 befestigt zu werden.
Nachfolgend werden die Funktionen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst, zum Beispiel in einem Motorbetriebsbereich mit niedriger Drehung, einschließlich eines Leerlaufzeitraums, wenn ein Drehmoment, das auf der Grundlage eines von der ECU 114 ausgegebenen Steuersignals zum Elektromotor 36 übertragen wird, zur Schraubenwelle 45 übertragen wird, um somit die Schraubenwelle 45 zu drehen, bewegt sich die Schraubenmutter 46 in Reaktion auf diese Drehung zur maximalen rechten Position, wie in 6 gezeigt. Dadurch wird die Steuerwelle 32 angetrieben, sich durch das Gelenkelement 48 und den Verbindungsarm 47 gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, und eine Seitenfläche des spitzen Endbereichs 47b des Verbindungsarms 47 ist mit dem ersten Anschlagstift 62 in Kontakt, so dass die weitere Drehung der Steuerwelle 32 beschränkt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Endfläche der Schraubenmutter 46 gedrückt, um den Bereich 64b mit kleinem Durchmesser der ersten Schraubenfeder 64 zusammendrückend zu verformen.
Wie in 3A und 3B gezeigt, wird dementsprechend der Steuernocken 33 um die Position der Achsenmitte P1 der Steuerwelle 32 im gleichen Radius gedreht, und der dicke Bereich davon bewegt sich aufwärts, um sich von der Antriebswelle 13 zu entfernen. Dadurch bewegt sich ein Drehpunkt zwischen dem anderen Endbereich 23b des Kipphebels 23 und dem Drehstützpunkt der Gelenkstange 25 in Bezug auf die Antriebswelle 13 aufwärts, und somit wird jeder Schwenknocken 17 erzwungenermaßen durch die Gelenkstange 25 am Nockennasenbereich 21 davon nach oben gezogen, um insgesamt im Uhrzeigersinn gedreht zu werden.
Wenn also der Antriebsnocken 15 gedreht wird, um somit einen Endbereich 23a eines Kipphebels 23 über den Gelenkarm 24 nach oben zu schieben, wird der Ventilhubbetrag zu diesem Zeitpunkt über die Gelenkstange 25 zum Schwenknocken 17 und zum Ventilheber 16 übertragen, aber ein Hubbetrag L1 hierbei ist ausreichend klein.
Dementsprechend ist der Ventilhubbetrag in einem solchen Motorbetriebsbereich mit niedriger Drehung der kleinste, so dass der Öffnungszeitpunkt jedes Einlassventils 2 verzögert wird und Ventilüberlappung mit dem Auslassventil kleiner ist. Somit kann der Kraftstoffverbrauch verbessert und eine stabile Motordrehung erzielt werden.
Weiterhin sind wechselnde positive und negative (+, –) Drehmomente, die auf Steuerwelle 32 wirken, zu diesem Zeitpunkt ausreichend klein, wie durch T1' in 8 dargestellt, und da eine über den Verbindungsarm 47 und das Gelenkelement 48 zur Schraubenmutter 46 übertragene Drehmomentlast ebenfalls klein ist, tritt keine große konzentrierte Last auf die Schraubenwelle 45 auf.
Dann, unmittelbar bevor der Verbindungsarm 47 mit dem ersten Anschlagstift 62 in Kontakt kommt, wie durch die Strichpunktlinie in 6 gezeigt, ist der Bereich 64b mit kleinem Durchmesser der ersten Schraubenfeder 64 mit der einen Endfläche der Schraubenmutter 46 in Kontakt, um eine Federgegenkraft auf diese aufzubringen. Somit kann eine ausreichende Pufferwirkung des Verbindungsarms 47 auf den ersten Anschlagstift 62 erhalten werden, so dass eine Kollision des Verbindungsarms 47 mit dem ersten Anschlagstift 62 zuverlässig vermieden werden kann.
In dem Fall, wenn der Motorbetriebsbereich von einem Bereich mit niedriger Drehung zu einem Bereich mit hoher Drehung wechselt, aufgrund einer plötzlichen Beschleunigung des Fahrzeugs aus dem Motorbetriebsbereich mit niedriger Drehung, wenn der Elektromotor 36 aufgrund eines von der ECU 114 ausgegebenen Steuersignals umgekehrt gedreht wird, so dass die Schraubenwelle 45 weiter in der gleichen Richtung gedreht wird, bewegt sich die Schraubenmutter 46 mit dieser Drehung weit nach links in 6. Zu diesem Zeitpunkt wird der Verbindungsarm 48 an einer Position, an der der Verbindungsarm 48 mit dem zweiten Anschlagstift 63 in Kontakt ist, an einer weiteren Bewegung gehindert, und auch die Schraubenmutter 46 wird daran gehindert, sich weiter zu bewegen, während die zweite Schraubenfeder 65 zusammendrückend verformt wird.
Dementsprechend dreht die Steuerwelle 32 den Steuernocken 33, um durch eine in 4 gezeigte Position hindurch zu verlaufen, und dreht ferner den Steuernocken 33 im Uhrzeigersinn, so dass die Position des Achsenzentrums P2 nach unten bewegt wird, wie in 5A und 5B gezeigt. Deshalb bewegt sich der Kipphebel 23 insgesamt in Richtung zur Steuerwelle 13, um den Nockennasenbereich 21 des Schwenknockens 17 über die Gelenkstange 25 durch deren anderen Endbereich 23b nach unten zu schieben, um somit den gesamten Schwenknocken 17 um ein vorbestimmtes Ausmaß gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.
Dementsprechend wird eine Kontaktposition der Nockenfläche 22 des Schwenknockens 17 zur oberen Fläche des Ventilhebers 16 nach rechts bewegt (Hubbereichsseite). Wenn der Antriebsnocken 15 zu einem Öffnungszeitpunkt des Einlassventils 2 gedreht wird, um somit einen Endbereich 23a des Kipphebels 23 über den Gelenkarm 24 zu schieben, wird somit ein Hubbetrag 13 für den Ventilheber 16 weitaus größer als ein mittlerer Ventilhubbetrag 12, der in 4 gezeigt ist.
Somit steigt der Ventilhubbetrag in einem solchen Betriebsbereich mit hoher Drehzahl auf das Maximum, und der Öffnungszeitpunkt jedes Einlassventils 2 wird vorgezogen, während der Schließzeitpunkt verzögert wird. Dadurch wird der Ansaugluft-Füllwirkungsgrad verbessert und eine ausreichende Leistung kann sichergestellt werden.
Wie durch T3' in 8 gezeigt, sind weiterhin die wechselnden positiven und negativen (+, –) Drehmomente zu dem Zeitpunkt größer als T1' zum Zeitpunkt des kleinen Ventilhubbetrags oder T2' zum Zeitpunkt des mittleren Ventilhubbetrags.
Weiterhin ist, unmittelbar bevor der Verbindungsarm 47 mit dem zweiten Anschlagstift 63 in Kontakt ist, ein Bereich 65b mit kleinem Durchmesser der zweiten Schraubenfeder 65 in Kontakt mit der anderen Endfläche der Schraubenmutter 46, um die Federgegenkraft aufzubringen. Somit kann die ausreichende Pufferwirkung des Verbindungsarms 47 zum zweiten Anschlagstift 63 erhalten werden, so dass die Kollision des Verbindungsarms 47 mit dem zweiten Anschlagstift 63 zuverlässig verhindert werden kann.
Wenn ein Zündschlüssel für das Fahrzeug auf AUS gedreht wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors zu stoppen, besteht außerdem eine Möglichkeit, dass das Drehmoment durch den Elektromotors 36 nicht auftritt, und die Steuerwelle 32 wird in eine Richtung gedreht, um jedes Einlassventil 2 über die variable Hubvorrichtung 4 auf der Grundlage der wechselnden Drehmomente T1' unmittelbar vor dem Zeitpunkt des Stoppens des Motorbetriebs auf den kleinsten Ventilhubbetrag zu steuern. In solch einem Fall, bei der Drehung der Steuerwelle 32 in die eine Richtung, ist die Schraubenmutter 46, ähnlich wie bei der minimalen Hubsteuerung, mit dem Bereich 64b mit kleinem Durchmesser der ersten Schraubenfeder 64 in Kontakt, um die Federgegenkraft aufzunehmen, unmittelbar bevor die Schraubenmutter 46 sich linear nach rechts entlang der Schraubenwelle 45 bewegt, wie in 6 gezeigt, und dadurch ist der Verbindungsarm 47 mit dem ersten Anschlagstift 62 in Kontakt, so dass eine weitere Drehung in der gleichen Richtung beschränkt wird. Da die Schraubenmutter 46 in einer umgekehrte Richtung zurückgeschoben wird (links in der Figur), wird somit der Verbindungsarm 47 nicht vom ersten Anschlagstift 62 beschränkt, um im Uhrzeigersinn zu drehen. Dadurch wird der Ventilhubbetrag durch die variable Hubvorrichtung 4 vom kleinen Betrag auf einen geringfügig höheren Betrag gesteuert.
Folglich kann durch einen einfachen Aufbau, wie erste und zweite Schraubenfedern 64, 64 und dergleichen, eine Pufferwirkung zwischen dem Verbindungsarm 47 und den ersten und zweiten Anschlagstiften 62, 63 erzielt werden.
Wenn der Antrieb des Elektromotors 36 gestoppt wird, wie z. B. der Zeitpunkt, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, der Zeitpunkt, wenn der Elektromotor 36 ausfällt oder dergleichen, wird außerdem eine Gegenkraft der Ventilfeder 3, um das Einlassventil 2 zur Öffnung zu drängen, vom Ventilheber 16 auf den Nockennasenbereich 21 aufgebracht, um den Ventilhubbetrag zu verringern. Jedoch wird der Ventilhubbetrag schließlich auf einem Wert gehalten (Standardöffnung: größer als ein minimaler Hubbetrag), bei dem die Gegenkraft der Ventilfeder 3 mit der Federkraft der ersten Schraubenfeder 64 ausgeglichen wird.
Die vorliegende VEL-Vorrichtung 112 ist nämlich mit einer Standardeinrichtung ausgestattet, welche den Ventilhubbetrag mechanisch bei der Standardöffnung hält, die größer als eine minimale wirksame Öffnung ist.
Dementsprechend wird die Motorbetriebs-Neustartleistung besser, auch bei einer Motorabkühlzeit, bei der eine Reibung hoch ist und eine notwendige Luft-Kraftstoff-Mischungsmenge groß ist, und zu dem Zeitpunkt, wenn der Elektromotor 36 ausfällt, kann eine notwendige Ansaugluftmenge sichergestellt werden, um somit eine ausfallsichere Leistung zu erreichen.
Jedoch verändert sich der Ventilhubbetrag (Standardöffnung) bei der VEL-Vorrichtung 112, die mit der Standardeinrichtung versehen ist, aufgrund von Veränderungen, Verschlechterung oder dergleichen der Federkennlinie der ersten Schraubenfeder 62, in dem Zustand, wenn der Antrieb des Elektromotors 36 gestoppt ist. Dadurch werden die Motorbetriebs-Startleistung und die Steuerbarkeit nach dem Start des Motorbetriebs und die ausfallsichere Leistung während des Ausfalls durch Veränderungen des Ventilhubbetrags beeinflusst.
Somit wird als eine Konfiguration eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuerung durchgeführt, so dass die Standardöffnung erfasst wird; die erfasste Standardöffnung erlernt wird; eine Kraftstoffeinspritzmenge oder ein Zündungszeitpunkt auf der Grundlage der erfassten oder erlernten Standardöffnung korrigiert wird, und eine Warnung vor einer Anormalität ausgegeben wird, wenn die erfasste oder erlernte Standardöffnung anormal ist.
Nachfolgend wird das Erlernen der Standardöffnung und die Steuerung auf der Grundlage des Lernergebnisses beschrieben.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Berechnung eines tatsächlichen Drehwinkels REVEL der Steuerwelle 32 als die wirksame Öffnung des Einlassventils 2.
In Schritt S1 wird ein Erfassungswert (analoger Wert) durch den Drehwinkelsensor 120 von analog in digital umgewandelt, um somit VCSVEL zu berechnen.
In Schritt S2 wird ein Lernwert LRNVEL in einem Lernvorgang des minimalen Drehwinkels des Drehwinkelsensors 120, der in einer Routine (in der Figur nicht gezeigt) durchgeführt wird, gelesen. Dieser minimale Drehwinkel-Lernvorgang wird insbesondere durch Aktualisieren durchgeführt, um den Drehwinkel der Steuerwelle 32 zum Zeitpunkt des minimalen Ventilhubbetrags, wenn der Verbindungsarm 47 unter einer bestimmten Bedingung mit dem ersten Anschlagstift 62 in Kontakt ist, als den Lernwert LRNVEL speichern.
In Schritt S3 wird der tatsächliche Drehwinkel REVEL der Steuerwelle 32 durch Subtrahieren des Lernwerts LRNVEL von dem Erfassungswert VCSVEL, wie in der nachfolgenden Formel gezeigt, berechnet. REVEL = VCSVEL – LRNVEL
10 zeigt ein Ablaufdiagramm des Erlernens der Standardöffnung.
In Schritt S11 wird beurteilt, ob eine Standardöffnungs-Lernerlaubnisbedingung durch die Standardeinrichtung gegeben ist. Die Lernerlaubnisbedingung ist gegeben, wenn zum Beispiel eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt ist.

a. Zündschalter 122 ist AUS
b. Startschalter 123 ist EIN
c. Kraftstoff ist in einem Absperrzustand
d. ein Zeitpunkt, wenn beurteilt wird, dass der Motor abgestorben ist

Wenn irgendeine der obigen Bedingungen erfüllt ist, ist die Bedingung eine solche, dass, auch wenn der Ventilhubbetrag durch die Standardeinrichtung auf die Standardöffnung gesteuert/geregelt wurde, solch eine Steuerung den Betrieb des Verbrennungsmotors nicht beeinträchtigt oder der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird. Jedoch wird hinsichtlich des Startzeitpunkts des Motorbetriebs (ein Zeitpunkt des Kurbelns des Motors) bei Bedingung (b) eine Steuerung durchgeführt, die weiter für die Motorbetriebs-Startleitung geeignet ist, wie später beschrieben wird.
Wenn in Schritt S11 beurteilt wird, dass die Standardöffnungs-Lernerlaubnisbedingung gegeben ist, wird in Schritt S12 und den nachfolgenden Schritten der Ventilhubbetrag des Einlassventils 2 von der Standardeinrichtung auf die Standardöffnung gesteuert, und die Standardöffnung wird erlernt.
In Schritt S12 wird die Stromzufuhr zum Elektromotor 36, der der Aktuator für die VEL-Vorrichtung 112 ist, ausgeschaltet, um den Antrieb des Elektromotors 36 zu stoppen. Dadurch wird, wenn der Ventilhubbetrag größer oder kleiner als die Standardöffnung ist, bevor die Stromzufuhr abgeschaltet wird, außer bei der oben beschriebenen Bedingung (b), die Steuerwelle 32 gedreht, bis der Ventilhubbetrag die Standardöffnung erreicht, bei der die Gegenkraft der Rückstellfeder des Einlassventils 2 durch die Federkraft der ersten Schraubenfeder 64 ausgeglichen wird.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es bei einem bestimmten Grad Zeit braucht, bis der Ventilhubbetrag die Standardöffnung erreicht, wird in Schritt S13 ein Zeitgeber TMDEFLRN zum Messen eines abgelaufenen Zeitraums nach dem Stoppen der Stromzufuhr aktiviert (die Zählung wird gestartet).
In Schritt S14 wird beurteilt, ob ein Zählwert TMDEFLRN des Zeitgebers einen vorbestimmten Wert TMDEF erreicht, und wenn beurteilt wird, dass der Zählwert TMDEFLR den vorbestimmten Wert TMDEF erreicht, wird beurteilt, dass der Ventilhubbetrag die Standardöffnung erreicht, und die Routine geht weiter zu Schritt S15.
In Schritt S15 wird, gemäß dem Ablaufdiagramm in 9, der Drehwinkel REVEL der Steuerwelle 32 der VEL-Vorrichtung 112 für eine vorbestimmte Anzahl von Malen zu jedem festen Zeitpunkt als die Standardöffnung des Einlassventils 2 erfasst.
In Schritt S16 werden die Drehwinkel REVEL, die in Schritt S15 eine vorbestimmte Anzahl von Malen erfasst wurden, gemittelt.
In Schritt S17 wird ein Mittelwert AVREVEL des Drehwinkels REVEL gespeichert, um als ein Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung aktualisiert zu werden.
In dem Fall, wenn die Ansaugluftmenge, die für das Starten des Motorbetriebs erforderlich ist, durch die Standardöffnung kaum sichergestellt werden kann, wenn das Lernen der Standardöffnung zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs unter der Bedingung (b) durchgeführt wird, kann eine Drosselklappenöffnung von der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 korrigierend vergrößert werden, um einen Mangel an Ansaugluft auszugleichen.
Verschiedene Steuerungsvorgänge werden durchgeführt, welche den Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung verwenden, der auf obige Weise erhalten wurde.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm der Diagnose, ob die Standardeinrichtung sich in einem anormalen Zustand befindet.
In Schritt S21 wird der Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung gelesen.
In Schritt S22 wird beurteilt, ob der Lernwert LRNDEFVEL in einem normalen Bereich liegt, gleich oder größer als ein unterer Grenzwert LRNDEFL für die Anormalitätsbeurteilung, aber gleich oder kleiner als ein oberer Grenzwert LRNDEFH für die Anormalitätsbeurteilung, und wenn der Lernwert LRNDEFVEL außerhalb des normalen Bereichs liegt, dann wird diagnostiziert, dass die Standardeinrichtung im anormalen Zustand ist, und die Routine geht weiter zu Schritt S23, bei dem ein Anormalitäts-Flag EDEFNG auf 1 gesetzt wird, und außerdem wird eine Warnung ausgegeben, indem ein Warnlicht eingeschaltet wird oder dergleichen. Somit ist es möglich, eine Anormalität in der Standardeinrichtung in den Griff zu bekommen, indem das Ergebnis der Beurteilung gespeichert und eine Warnung ausgegeben wird.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm des Umschaltens der Ansaugluftmengensteuerung gemäß dem Diagnoseergebnis der Standardeinrichtung.
In Schritt S31 wird beurteilt, ob die Diagnose der Standardeinrichtung in dem obigen Diagnoseschritt einen anormalen Zustand anzeigt, je nachdem ob das Anormalitäts-Flag FDEFNG auf 1 gesetzt ist oder nicht.
Wenn beurteilt wird, dass sich die Standardeinrichtung in einem normalen Zustand befindet, geht die Routine weiter zu Schritt S32, bei dem die Ansaugluftmengensteuerung hauptsächlich durch die VEL-Vorrichtung 112 durchgeführt wird. Genauer wird die VEL-Vorrichtung 112 durch eine Drosselklappenöffnungssteuerung unter Verwendung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 so gesteuert, dass eine Ziel-Ansaugluftmenge, die gleich einem Ziel-Drehmoment ist, der auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen festgelegt wird, erhalten wird, während die stromabwärtige Seite der Drosselklappe gemäß dem Motorbetriebszustand auf den Einlassdruck gesteuert wird, um somit den Ventilhubbetrag (die wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 zu steuern.
Wenn andererseits beurteilt wird, dass sich die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand befindet, geht die Routine zu Schritt S33, bei dem ein Ziel-Ventilhubbetrag (wirksame Zielöffnung) des Einlassventils 2 durch die VEL-Vorrichtung 112, d. h. ein Ziel-Drehwinkel der Steuerwelle 32, auf einen Referenzwert STDVEL gesetzt wird, um somit den Ventilhubbetrag des Einlassventils 2 auf einem vorbestimmten Wert zu halten.
In Schritt S34 steuert die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 die Drosselklappenöffnung so, dass die Ziel-Ansaugluftmenge gleich dem Ziel-Drehmoment erhalten wird.
Der Referenzwert STDVEL kann auf einen Wert festgelegt werden, mit dem der maximale Ventilhubbetrag oder der Ventilhubbetrag, der diesem näher kommt, erhalten werden kann, um somit die Ansaugluftmenge durch die Drosselklappensteuerung auf Anforderung zu steuern.
Somit wird die Standardeinrichtung einer Diagnose unterzogen, und wenn die Standardeinrichtung sich im normalen Zustand befindet, kann die optimale Ansaugluftmengensteuerung mit einer vorteilhaften Reaktionskennlinie und einem vorteilhaften Kraftstoffverbrauch durch die VEL-Vorrichtung 112 durchgeführt werden. Auch wenn die Diagnose der Standardeinrichtung einen anormalen Zustand ergibt, kann die Ansaugluftmengensteuerung umgeschaltet werden, so dass sie hauptsächlich von der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 durchgeführt wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors weiterzuführen, wobei das Ziel-Drehmoment ohne Problem erfüllt wird.
13 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ansaugluftmengensteuerung durch die VEL-Vorrichtung 112.
In Schritt S41 wird der tatsächliche Drehwinkel REVEL der VEL-Vorrichtung 112 (Drehwinkel der Steuerwelle 32), der in 9 erfasst wurde, gelesen.
In Schritt S42 wird der Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung von dem tatsächlichen Drehwinkel REVEL abgezogen, um einen tatsächlichen Nachverlagerungs-Drehwinkel REVELOFF zu berechnen, der um einen Lernwertbereich versetzt ist. Um die Antriebssteuerung unter Verwendung der Standardöffnung LRNDEFVEL nach dem Lernen als ein Referenz-Nullpunkt durchzuführen, wird der tatsächliche Drehwinkel vom Referenz-Nullpunkt berechnet.
In Schritt S43 wird ein Ziel-Drehwinkel TGVEL der VEL-Vorrichtung 112, der auf der Grundlage des Motorbetriebszustandes festgelegt wurde, berechnet.
In Schritt S44 wird der Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung von dem Ziel-Drehwinkel TGVEL abgezogen, um einen Nachverlagerungs-Zieldrehwinkel TGVELOFF zu berechnen, der um einen Lernwertbereich versetzt ist. Ähnlich zu der Erläuterung in Schritt S42 wird der Ziel-Drehwinkel vom Referenz-Nullpunkt berechnet, um die Antriebssteuerung unter Verwendung der Standardöffnung LRNDEFVEL nach dem Lernen als ein Referenz-Nullpunkt durchzuführen.
In Schritt S45 wird eine Antriebsstellgröße für die VEL-Vorrichtung 112 (die Stromzufuhrmenge für den Elektromotor 36) auf der Grundlage des Nachverlagerungs-Zieldrehwinkels TGVELOFF und des tatsächlichen Nachverlagerungs-Drehwinkels REVELOFF berechnet.
In Schritt S46 wird beurteilt, ob die Antriebsstellgröße gleich oder größer 0 ist. Wenn beurteilt wird, dass die Antriebsstellgröße gleich oder größer 0 ist, geht die Routine weiter zu Schritt S47, bei dem eine Antriebskraft in einer normalen Drehrichtung zum Elektromotor 36 zugeführt wird.
Wenn die Antriebskraft in der normalen Drehrichtung erhöht wird, dreht die Steuerwelle 32 im Uhrzeigersinn in 6, gegen die Gegenkraft von der Ventilfeder 3 des Einlassventils 2, und die Schraubenmutter 46 bewegt sich nach links in 6, so dass der Ventilhubbetrag (wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 erhöht wird.
Wenn andererseits die Antriebskraft in der normalen Drehrichtung verringert wird, dreht die Steuerwelle 32 in der umgekehrten Richtung durch die Gegenkraft von der Ventilfeder 3, und die Schraubenmutter 46 bewegt sich nach rechts in 6, um zu der Position zurückgeführt zu werden, bei der die Gegenkraft der Ventilfeder 3 durch die Gegenkraft der ersten Schraubenfeder 64 ausgeglichen wird, so dass der Ventilhubbetrag (wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 verringert wird, um die Standardöffnung zu erreichen.
Wenn andererseits in Schritt S47 beurteilt wird, dass die Antriebsstellgröße kleiner als 0 ist, geht die Routine weiter zu Schritt S48, bei dem die Antriebskraft in einer umgekehrten Drehrichtung zum Elektromotor 36 zugeführt wird.
Wenn die Antriebskraft in der umgekehrten Drehrichtung erhöht wird, dreht die Steuerwelle 32 in einer Richtung umgekehrt zur normalen Drehung, und die Schraubenmutter 46 bewegt sich gegen die Drängkraft der ersten Schraubenfeder 64 nach rechts in 6, so dass der Ventilhubbetrag (effektive Öffnung) des Einlassventils 2 verringert wird, so dass er kleiner als die Standardöffnung ist.
Wenn andererseits die Antriebskraft in der umgekehrten Drehrichtung verringert wird, dreht die Steuerwelle 32 in der normalen Drehrichtung und die Schraubenmutter 46 bewegt sich gegen die Drängkraft der ersten Schraubenfeder 64 nach links in 6, um zu der Position zurückgeführt zu werden, bei der die Gegenkraft der Ventilfeder 3 durch die Gegenkraft der ersten Schraubenfeder 64 ausgeglichen wird, so dass der Ventilhubbetrag (wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 vergrößert wird, um die Standardöffnung zu erreichen.
Eine Funktion der Ansaugluftmengensteuerung durch die VEL-Vorrichtung 112 unter Verwendung des obigen Lernwerts LRNDEFVEL wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. Zum Beispiel in einem Zustand, der auf der linken Seite der Figur gezeigt ist, bei dem die Standardöffnung auf der Referenzöffnung (Anfangsposition) gehalten wird, wenn die Standardöffnung zunehmend verändert wird, um größer als die Referenzöffnung zu sein, wie durch eine Strichpunktlinie auf der rechten Seite der Figur gezeigt, werden die Eigenschaften der Antriebskraft des Elektromotors 36 der VEL-Vorrichtung 112 verändert, so dass eine Drehmomentdifferenz in der Nähe der tatsächlichen Standardöffnung auftritt.
Wenn hier das System derart ist, dass das Erlernen der Standardöffnung nicht durchgeführt wird und eine Richtung der Antriebskraft von der Standardöffnung, die gleich der Referenzöffnung ist, umgeschaltet wird, da eine Antriebsrichtung umgeschaltet wird, wenn die wirksame Öffnung (Ventilhubbetrag) des Einlassventils 2 vergrößert wird, um größer als die Referenzöffnung zu sein, dann wird die Antriebskraft zu groß, wodurch eine Überschreibung auftritt, so dass die wirksame Öffnung (Ventilhubbetrag) des Einlassventils 2 kaum auf die wirksame Zielöffnung stabilisiert werden kann.
Auch wenn die Antriebskraft in der normalen Richtung verringert wird, um 0 zu erreichen, wenn die wirksame Öffnung (Ventilhubbetrag) verringert wird, um kleiner als die tatsächliche Standardöffnung zu sein, dann wird die wirksame Öffnung nur auf die tatsächliche Standardöffnung verringert. Wenn die Antriebskraft durch eine Feedbacksteuerung umgeschaltet wird, kann die wirksame Öffnung (Ventilhubbetrag) schließlich mit der wirksamen Zielöffnung zusammenkommen, was aber zu einer großen Verzögerung führt.
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Konfiguration so, dass auch wenn die Standardöffnung verändert wird, die tatsächliche Standardöffnung erlernt wird, und die Antriebskraftrichtung wird um den Lernwert LRNDEFVEL umgeschaltet, der die tatsächliche Standardöffnung ist. Deshalb kann die geeignete Antriebskraft sofort zugeführt werden, ohne die Notwendigkeit einer Zufuhr einer übermäßigen Antriebskraft oder ohne eine Verzögerung beim Umschalten der notwendigen Antriebskraft, so dass eine Steuerung mit großer Genauigkeit aufrechterhalten werden kann.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf die Verbesserung der Veränderungen der Standardöffnung nach dem Startzeitpunkt des Motorbetriebs. Wenn jedoch die Standardöffnung verändert wird, beeinflussen solche Veränderungen die Abgasreinigungsfunktion des Motors oder die Betriebsleistung zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs, und somit wird eine Korrektur zur Vermeidung eines solchen Einflusses durchgeführt.
14 zeigt eine Ablaufdiagramm der Korrektursteuerung zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs.
In Schritt S51 wird der Lernwert LRNDEFVEL der Standardöffnung gelesen.
In Schritt S52 wird beurteilt, ob der Startschalter 123 eingeschaltet ist.
Wenn beurteilt wird, dass der Startschalter 123 eingeschaltet ist (Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs (Zeitpunkt des Kurbelns des Motors)), geht die Routine weiter zu Schritt S53, bei dem ein Korrekturbetrag TIDEF der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des Lernwerts LRNDEFVEL berechnet wird. Genauer gesagt ist, wie in der Figur gezeigt, die Standardöffnung (wirksame Öffnung) des Einlassventils 2 klein und die Ansaugluftmenge ist kleiner als ein Referenzwert, wenn der Lernwert LRNDEFVEL kleiner als die Referenzöffnung (geplanter Wert) ist. Somit wird ein korrigierend abnehmender Wert der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht (ein abnehmender Wert von 1.0 wird erhöht). Wenn der Lernwert LRNDEFVEL größer als die Referenzöffnung ist, ist die Ansaugluftmenge größer als der Referenzwert. Deshalb wird ein korrigierend zunehmender Wert der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht (ein zunehmender Wert von 1.0 wird erhöht).
Somit ist es möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge zu korrigieren, wodurch sie für die Ansaugluftmenge passend wird, so dass ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Starten des Motorbetriebs gehalten werden kann, wodurch die Abgasreinigungsfunktion des Motors in vorteilhafter Weise aufrechterhalten wird.
Als Nächstes wird in Schritt S54 ein Korrekturbetrag ADDEF des Zündungszeitpunkts auf der Grundlage des Lernwerts LRNDEFVEL berechnet. Genauer wird, wie in der Figur gezeigt, ein Vorausverlagerungs-Winkelkorrekturbetrag des Zündungszeitpunkts erhöht, wenn der Lernwert LRNDEFVEL kleiner als die Referenzöffnung (geplanter Wert) ist, während ein Verzögerungs-Winkelkorrekturbetrag des Zündungszeitpunkts erhöht wird, wenn der Lernwert LRNDEFVEL größer als die Referenzöffnung ist.
Wenn die Standardöffnung somit verändert wird, so dass sie sich vergrößert, dann kann ein Ansteigen des Drehmoments bei Anstieg der Ansaugluftmenge und dem Anstieg der korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge durch die Verzögerungskorrektur des Zündungszeitpunkts abgemildert werden. Wenn die Standardöffnung so verändert wird, dass sie kleiner wird, kann eine Verringerung des Drehmoments bei Verringerung der Ansaugluftmenge und der Verringerung der korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge durch die Vorausverlagerungskorrektur des Zündungszeitpunkts abgemildert werden. Die Antriebskraft-Zufuhrrichtung kann nämlich immer zu einem optimalen Zeitpunkt umgeschaltet werden, unabhängig von den Veränderungen der Standardöffnung.
Folglich kann zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs, bei dem die Ansaugluftmenge nicht vom Luftmengenmesser gemessen werden kann, das notwendige und ausreichende Drehmoment sichergestellt werden, und die vorteilhafte Motorbetriebs-Startleitung und der vorteilhafte Kraftstoffverbrauch können erhalten werden.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-251259 , eingereicht am 27. September 2007, deren Priorität beansprucht wird, ist hiermit durch diesen Verweis aufgenommen.
Während nur ein ausgewähltes Ausführungsbeispiel gewählt wurde, um die vorliegende Erfindung zu erläutern und zu beschreiben, ist es für die Fachleute auf dem Gebiet aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.
Außerdem dient die vorstehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nur der Erläuterung, und nicht dem Zweck einer Einschränkung der Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
Zusammenfassend offenbart die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung, die eine wirksame Öffnung eines Ansaugventils durch Antreiben eines Stellglieds stufenlos verändern kann und außerdem mit einer Standardeinrichtung ausgestattet ist, die das Ansaugventil mechanisch auf einer Standardöffnung hält, die so festgelegt ist, dass sie größer ist als eine minimale wirksame Öffnung, wenn der Antrieb des Stellglieds gestoppt wird, während das Ansaugventil von der Standardeinrichtung auf der Standardöffnung gehalten wird. Die wirksame Öffnung des Ansaugventils wird erfasst, und die Standardöffnung wird auf der Grundlage der erfassten wirksamen Öffnung erfasst, um somit die Standardöffnung zu erlernen, so dass eine Zufuhrrichtung einer Antriebskraft durch das Stellglied zwischen einer Vergrößerungsrichtung, die eine Vergrößerung der wirksamen Öffnung verursacht, und einer Verkleinerungsrichtung, die eine Verkleinerung derselben verursacht, umschaltet, ausgehend von der erfassten oder erlernten Standardöffnung.
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.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-76621 [0002]
- JP 2007-251259 [0141]

Claims

Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung (112), welche eine wirksame Öffnung eines Motorventils (2) eines Verbrennungsmotors (101) stufenlos variiert, indem ein Stellglied (36) angetrieben wird, und außerdem mit einer Standardeinrichtung ausgestattet ist, welche das Motorventil (2) mechanisch auf einer Standardöffnung des Motorventils (2) halten kann, die so festgelegt ist, dass sie zu einem Zeitpunkt, wenn das Stellglied (36) gestoppt wird, größer als die minimale wirksame Öffnung desselben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung in Kombination eine Ventilöffnungs-Erfassungseinrichtung (120) zum Erfassen der wirksamen Öffnung des Motorventils (2); und eine Standardöffnungs-Lerneinrichtung zum Erlernen der Standardöffnung auf der Grundlage der von der Ventilöffnungs-Erfassungseinrichtung (120) erfassten wirksamen Öffnung, während das Motorventil (2) durch die Standardeinrichtung auf seiner Standardöffnung gehalten wird, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (117, 122, 123) zum Erfassen des Motorbetriebszustandes des Verbrennungsmotors; und eine Beurteilungseinrichtung für den vorbestimmten Betriebszustand, um zu beurteilen, ob der Motorbetrieb auf einem vorbestimmten Motorbetriebszustand bleibt, in dem, ungeachtet des Haltens des Motorventils (2) auf der Standardöffnung durch die Standardeinrichtung, jeder Einfluss vom Motorventil auf die Funktionsfähigkeit eines Verbrennungsmotors (101) vernachlässigt werden kann, wobei die Standardöffnungs-Lerneinrichtung in der Lage ist, das Antreiben des Stellglieds (36) zu stoppen, wenn beurteilt wird, dass der Verbrennungsmotor auf dem vorbestimmten Motorbetriebszustand bleibt, wodurch das Motorventil auf seiner Standardöffnung gehalten wird, um das Erlernen der Standardöffnung zu implementieren.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Motorbetriebszustand des Verbrennungsmotors ein Betriebszustand ist, bei dem eine Abgasreinigungsfunktion des Motors auf einem guten Leistungsniveau gehalten wird, wenn das Motorventil (2) auf seiner Standardöffnung gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Motorbetriebszustand des Verbrennungsmotors ein Zustand ist, ausgewählt aus einem Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs, einem Zeitpunkt des Stoppens des Motorbetriebs und eines Zeitpunkts des Absperrens der Kraftstoffzufuhr.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine Drosselklappenöffnungs-Korrektureinrichtung zum korrigierenden Vergrößern einer Öffnung eines Drosselventils, das in einem Ansaugsystem angeordnet ist, um einen Mangel an Ansaugluft während der Standardöffnung des Motorventils in Bezug auf die erforderliche Menge an Ansaugluft auszugleichen, wenn das Erlernen von der Standardöffnungs-Lerneinrichtung zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs durchgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Parametereigenschaften-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Eigenschaften der Motorsteuerparameter, die von der wirksamen Öffnung des Motorventils (2) abhängen, auf der Grundlage eines Lernergebnisses der Standardöffnung durch die Standardöffnungs-Lerneinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Parametereigenschaften-Korrektureinrichtung eine Kraftstoffeinspritzmenge korrigierend erhöht und den Zündungszeitpunkt hin zu einer Verzögerungswinkelseite korrigiert, wenn die Standardöffnung des Motorventils abweicht, um in Bezug auf eine Referenzöffnung desselben größer zu werden, und andererseits die Kraftstoffeinspritzmenge korrigierend verringert und den Zündungszeitpunkt hin zu einer Vorverlagerungswinkelseite korrigiert, wenn die Standardöffnung des Motorventils abweicht, um in Bezug auf die Referenzöffnung kleiner zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung zum Beurteilen, ob die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand ist, wenn die Standardöffnung des Motorventils, erlernt durch die Standardöffnungs-Lerneinrichtung, außerhalb eines vorbestimmten Bereichs zur Implementierung der Beurteilung, ob die Standardeinrichtung sich in einem anormalen Zustand befindet, gelangt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung ein Ergebnis der Beurteilung speichert und eine Warnung ausgibt, wenn die Beurteilung anzeigt, dass sich die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Steuerungsumschalteinrichtung zum Umschalten auf eine Steuerung einer Ansaugluftmenge, die hauptsächlich durch ein in einem Ansaugsystem angeordnetes Drosselventil (103b) erzielt wird, von einer Steuerung, die hauptsächlich durch die variable Ventilvorrichtung (112) erzielt wird, wenn die Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung beurteilt, dass die Standardeinrichtung sich in einem anormalen Zustand befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuerungsumschalteinrichtung das Drosselventil (103b) so steuert, dass ein Einlassdruck auf einem Ziel-Einlassdruck gehalten wird, der gemäß dem Motorbetriebszustand des Verbrennungsmotors festgelegt wurde, wenn die Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung beurteilt, dass sich die Standardeinrichtung in einem normalen Zustand befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Stellgliedsteuerungs- und -korrektureinrichtung zum Umschalten einer Richtung der Zufuhr einer Antriebskraft durch das Stellglied (36) zwischen einer Vergrößerungsrichtung, die eine Vergrößerung der effektiven Öffnung, und einer Verkleinerungsrichtung, die eine Verkleinerung derselben von der erlernten Standardöffnung des Motorventils verursacht.
Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung (112), welche eine wirksame Öffnung eines Motorventils (2) eines Verbrennungsmotors stufenlos verändern kann, umfassend: ein Stellglied (36), das die variable Ventilvorrichtung (112) antreibt; eine Standardeinrichtung, die in der variablen Ventilvorrichtung (112) integriert ist, und die das Motorventil (2) mechanisch auf einer Standardöffnung hält, die so festgelegt ist, dass sie größer ist als eine minimale wirksame Öffnung des Motorventils zu einem Zeitpunkt, wenn der Antrieb des Stellglieds (36) gestoppt wird; eine Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung zum Beurteilen, ob sich die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand befindet; und eine Steuerungsumschalteinrichtung zum Implementieren einer Ansaugluftmengensteuerung hauptsächlich durch die variable Ventilvorrichtung (112), wenn die Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung beurteilt, dass sich die Standardeinrichtung in einem normalen Zustand befindet, und auch zum Umschalten der Ansaugluftmengensteuerung auf eine solche, die hauptsächlich durch eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe durchgeführt wird, wenn die Standardeinrichtungs-Diagnoseeinrichtung beurteilt, dass sich die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand befindet.
Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung (112), welche eine wirksame Öffnung eines Motorventils (2) eines Verbrennungsmotors stufenlos verändern kann, umfassend: ein Stellglied (36), das die variable Ventilvorrichtung (112) antreibt; eine Standardeinrichtung, die in der variablen Ventilvorrichtung (112) integriert ist, und die das Motorventil (2) mechanisch auf einer Standardöffnung hält, die so festgelegt ist, dass sie größer ist als eine minimale wirksame Öffnung des Motorventils zu einem Zeitpunkt, wenn der Antrieb des Stellglieds (36) gestoppt wird; eine Standardöffnungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Standardöffnung des Motorventils auf der Grundlage der vom Ventilöffnungsdetektor erfassten wirksamen Öffnung in einem Zustand, bei dem die wirksame Öffnung von der Standardeinrichtung auf der Standardöffnung gehalten wird; und eine Parametereigenschaften-Korrektureinrichtung zum korrigierenden Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge und/oder zum Korrigieren des Zündungszeitpunkts hin zu einer Verzögerungswinkelseite, wenn die Standardöffnung des Motorventils abweicht, um in Bezug auf eine Referenzöffnung des Motorventils größer zu werden, und andererseits zum korrigierenden Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge und/oder zum Korrigieren des Zündungszeitpunkts hin zu einer Vorverlagerungswinkelseite, wenn die Standardöffnung des Motorventils abweicht, um in Bezug auf eine Referenzöffnung des Motorventils kleiner zu werden.
Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer variablen Ventilvorrichtung (112), welche eine wirksame Öffnung eines Motorventils (2) eines Verbrennungsmotors (101) stufenlos verändern kann, indem ein Stellglied (36) angetrieben wird, und außerdem mit einer Standardeinrichtung versehen ist, die das Motorventil (2) mechanisch auf einer Standardöffnung des Motorventils (2) halten kann, die so festgelegt ist, dass sie größer ist als eine minimale wirksame Öffnung desselben zu einem Zeitpunkt, wenn der Antrieb des Stellglieds (36) gestoppt wird; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erfassen der wirksamen Öffnung des Motorventils (2) während das Motorventil (2) durch die Standardeinrichtung auf der Standardöffnung gehalten wird; und Erlernen der Standardöffnung auf der Grundlage der wirksamen Öffnung, die erfasst wird, während das Motorventil (2) auf der Standardöffnung gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend die Schritte: Erfassen des Motorbetriebszustandes; und Beurteilen, ob sich der Motorbetriebszustand in einem Zustand befindet, ausgewählt aus einem Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs, einem Zeitpunkt des Stoppens des Motorbetriebs, oder einem Zeitpunkt des Unterbrechens der Kraftstoffzufuhr, wobei, wenn beurteilt wird, dass sich der Motorbetriebszustand in einem dieser Zustände befindet, der Antrieb des Stellglieds (36) gestoppt wird und das Motorventil (2) auf der Standardöffnung gehalten wird, um somit die Standardöffnung zu erlernen.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend den Schritt: korrigierendes Vergrößern einer Öffnung eines Drosselventils, das in einem Ansaugsystem angeordnet ist, um einen Mangel an Ansaugluft in der Standardöffnung in Bezug auf eine erforderliche Ansaugluftmenge zu korrigieren, wenn das Erlernen durch den Standardöffnungs-Lernschritt zum Zeitpunkt des Startens des Motorbetriebs implementiert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend den Schritt: korrigierendes Erhöhen einer Kraftstoffeinspritzmenge und Korrigieren des Zündungszeitpunkts hin zu einer Verzögerungswinkelseite, wenn die Standardöffnung abweicht, um in Bezug auf die Referenzöffnung des Motorventils größer zu werden, und korrigierendes Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge und Korrigieren des Zündungszeitpunkts hin zu einer Vorausveriagerungswinkelseite, wenn die Standardöffnung abweicht, um in Bezug auf die Referenzöffnung kleiner zu werden, auf der Grundlage eines Ergebnisses des Lernens der Standardöffnung des Motorventils durch den Schritt des Lernens der Standardöffnung.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend die Schritte: Beurteilen, dass die Standardeinrichtung sich in einem anormalen Zustand befindet, wenn die durch den Lernschritt erlernte Standardöffnung außerhalb eines vorbestimmten Bereichs zur Beurteilung des anormalen Zustandes der Standardeinrichtung liegt; und Umschalten auf eine Steuerung einer Ansaugluftmenge hauptsächlich durch ein in einem Ansaugsystem angeordnetes Drosselventil (103b) von einer Steuerung hauptsächlich durch die variable Ventilvorrichtung (112), wenn die Beurteilung anzeigt, dass sich die Standardeinrichtung in einem anormalen Zustand befindet.