DE102012208277B4 - Steuereinrichtung für variable ventilsteuerzeiten - Google Patents

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Abstract

Eine zum Einsatz mit einer Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten geeignete Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten, die eine Elektromotorvorrichtung mit einem Elektromotor (26) und einer Elektromotortreiberschaltung (31) zum Zuführen von Leistung zum Elektromotor (26) für einen Antrieb aufweist, wobei eine durch Antreiben des Elektromotors (26) erzeugbare Rotationskraft zu einer Nockenwelle (16) für eine Brennkraftmaschine (11) übertragbar ist, um eine Rotationsphase der Nockenwelle (16) in Bezug auf eine Kurbelwelle (12) für die Brennkraftmaschine (11) durch die Rotationskraft zu ändern, wobei die Steuereinrichtung Folgendes aufweist:einen ersten Leistungszuführsteuerabschnitt (30) zum Ausführen einer ersten Leistungszuführsteuerung, um die Rotationsphase durch Antreiben des Elektromotors (26) durch die Elektromotortreiberschaltung (31) auf einen Sollwert zu steuern,einen Verriegelungserfassungsabschnitt (30) zum Erfassen eines Auftretens eines Verriegelungszustandes, bei dem eine Änderung der Rotationsphase stoppt oder im Wesentlichen stoppt, während einer Änderung der Rotationsphase zum Sollwert durch den ersten Leistungszuführsteuerabschnitt (30),einen Kühlsteuerabschnitt (30) zum Steuern des Kühlens der Elektromotorvorrichtung in einem Fall, in dem durch den Verriegelungserfassungsabschnitt (30) erfasst wird, dass der Verriegelungszustand auftritt, undeinen zweiten Leistungszuführsteuerabschnitt (30) zum Ausführen einer zweiten Leistungszuführsteuerung zum Beseitigen des Verriegelungszustandes durch Antreiben des Elektromotors (26) mittels der Elektromotortreiberschaltung (31) nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung durch den Kühlsteuerabschnitt (30), dadurch gekennzeichnet, dassder zweite Leistungszuführsteuerabschnitt (30) dazu bestimmt ist, eine Rückwärtsrotationssteuerung zum zeitweisen Steuern der Rotationsphase in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Sollwert als zweite Leistungszuführsteuerung auszuführen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten für eine Brennkraftmaschine, die die Ventilsteuerzeiten durch Leistungszuführsteuerung zu einem Elektromotor ändert.
  • HINTERGRUND
  • Es ist herkömmlicherweise eine Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten vom elektrisch betätigten Typ bekannt, die eine Rotationsphase einer Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine ändert, um die Öffnen/Schließen-Steuerzeiten (Ventilsteuerzeiten) eines Einlassventils oder eines Auslassventils zu ändern. Es werden eine Vielzahl an Verfahren zum Steuern dieser Vorrichtung vorgeschlagen ( US 2007/0 221 150 A1 ). Bei der Steuereinrichtung, die in der US 2007 / 0 221 150 A1 offenbart ist, ist im Fall der Änderung der Ventilsteuerzeiten beim Stoppen einer Brennkraftmaschine eine Betätigungsgröße des Elektromotors kleiner gestaltet als während des Betreibens der Brennkraftmaschine. Auf diese Weise wird ein Betriebsgeräusch der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten verringert.
  • In dem Fall der Änderung der Ventilsteuerzeiten nach dem Stoppen der Brennkraftmaschine ist es erforderlich, die Nockenwelle von einem Stoppzustand zu einem Rotationszustand zu übertragen. Genauer gesagt ist es beispielsweise in einem Fall, in dem ein Rotationsübertragungsabschnitt in der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten zur Nockenwelle eine Vielzahl an Zahnrädern aufweist, erforderlich, dass die Zahnräder im Rotationsübertragungsabschnitt vom Stoppzustand durch den Elektromotor gedreht werden, um dadurch die Rotationsphase der Nockenwelle zu ändern. Es liegen individuelle Differenzen bei den Abmessungen zwischen den Zahnrädern des Rotationsübertragungsabschnitts vor. Daher besteht eine Möglichkeit, dass aufgrund einer Differenz bei einem Eingriffszustand der Zahnräder oder Ähnlichem aufgrund der individuellen Differenz die Änderung bei der Rotationsphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle in der Mitte der Änderung der Ventilsteuerzeiten nach dem Stoppen der Brennkraftmaschine gestoppt wird. Das heißt, dass eine Möglichkeit besteht, dass ein Zustand (Verriegelungs- bzw. Blockierzustand) auftritt, in dem die Nockenwelle nicht weiter gedreht werden kann.
  • In einem Fall, in dem dieser Verriegelungs- bzw. Blockierzustand auftritt, besteht, wenn die Leistungszuführung zum Elektromotor fortgesetzt wird, eine Möglichkeit, dass sich eine Temperatur des Elektromotors oder einer Motortreiberschaltung zum Antreiben des (im Folgenden hier auch kurz „Motor“ genannten) Elektromotors erhöht. In dem Fall, in dem diese Temperaturerhöhung auftritt, besteht eine Möglichkeit, dass der Motor oder die Motortreiberschaltung nicht angemessen betrieben wird. Als ein Ergebnis kann beispielsweise, selbst wenn eine Leistungszuführsteuerung zum Freigeben des Verriegelungszustandes beim Auftreten der Verriegelung ausgeführt wird, der Verriegelungszustand nicht beseitigt werden.
  • Die DE 10 2008 052 220 A1 lehrt die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die US 2008 / 0 257 292 A1 offenbart ebenfalls einige dieser Merkmale, und zeigt zudem einen Stopp eines Elektromotors während des Kühlens.
  • KURZE ERLÄUTERUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten vorzusehen, die die Ventilsteuerzeiten für eine Brennkraftmaschine angemessen steuern kann.
  • Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten wird auf eine Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten angewendet, die mit einer Elektromotorvorrichtung versehen ist, die einen Elektromotor und eine Motortreiberschaltung zum Zuführen von Leistung zum Elektromotor für einen Antrieb aufweist. Eine durch den Elektromotor erzeugte Rotationskraft wird zu einer Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine übertragen und eine Rotationsphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle für die Brennkraftmaschine wird durch die Rotationskraft geändert.
  • Die Steuereinrichtung für die variablen Ventilsteuerzeiten weist die in Anspruch 1 genannten Merkmale auf: Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Rotationskraftübertragungsabschnitt einer Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten hat einen Abschnitt, bei dem eine Kraftübertragung einfach ausgeführt wird, und einen Abschnitt, bei dem eine Kraftübertragung nicht einfach ausgeführt wird. Somit ist es, wenn sich die Rotationsphase der Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle ändert, wahrscheinlich, dass eine Last zum Drehen der Nockenwelle zeitweise erhöht werden kann. Insbesondere wird in einem Fall der Änderung der Rotationsphase der Nockenwelle nach dem Stoppen der Brennkraftmaschine, da es erforderlich ist, die Rotation der Nockenwelle vom Stoppzustand auszuführen, die Last für die Rotation der Nockenwelle größer. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Rotationskraft in einem Fall unzureichend wird, in dem sich die Last der Rotation der Nockenwelle zeitweilig ändert, und als ein Ergebnis ist es wahrscheinlich, dass ein Verriegelungszustand der Nockenwelle auftreten kann. Im Hinblick auf das Vorstehende wird, wenn ein Verriegelungszustand erfasst wird, eine Leistungszuführsteuerung zu einem Elektromotor (zweite Leistungszuführsteuerung) ausgeführt, um den Verriegelungszustand zu beseitigen.
  • Unmittelbar nach dem Stoppen der Maschine wird eine Temperatur des Elektromotors und seiner Umgebung relativ hoch. Außerdem hat der Elektromotor Kennlinien, die von der Temperatur abhängen. Ein vom Elektromotor ausgegebenes Drehmoment verringert sich bei einer hohen Temperatur des Elektromotors. Daher besteht in einem Zustand des Auftretens des Verriegelns in der Nockenwelle eine Möglichkeit, dass die Verriegelungsfreigabe durch die zweite Leistungszuführsteuerung nicht angemessen ausgeführt werden kann. Das heißt, dass in einem Zustand, in dem die Verriegelung nicht auftritt, das Elektromotordrehmoment nicht so stark zum Ändern der Rotationsphase der Nockenwelle erforderlich ist, dass jedoch beim Auftreten des Verriegelungszustandes das größere Elektromotordrehmoment für die Freigabe der Verriegelung erforderlich ist. Daher kann, wenn der Elektromotor bei einer hohen Temperatur ist, das Elektromotordrehmoment, das für die Verriegelungsfreigabe erforderlich ist, möglicherweise nicht erhalten werden.
  • Selbst beim Auftreten des Verriegelungszustandes bei der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten ist es wahrscheinlich, dass eine Verriegelungsleistungszuführung ausgeführt werden kann und sich eine Temperatur der Motorvorrichtung (Elektromotor oder Elektromotortreiberschaltung) durch die Verriegelungsleistungszuführung erhöht. In diesem Fall verringert sich bei zunehmender Elektromotortemperatur das Elektromotordrehmoment stärker. In der Folge ist es wahrscheinlich, dass der Verriegelungszustand durch die zweite Leistungszuführsteuerung nicht beseitigt werden kann oder dass ein Versagen der Elektromotorsteuerschaltung aufgrund einer übermäßigen Erhöhung bei der Temperatur der Elektromotorsteuerschaltung verursacht wird.
  • Im Hinblick darauf wird entsprechend der vorliegenden Offenbarung in einem Fall, in dem der Verriegelungszustand der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten auftritt, die Temperatur der Elektromotorvorrichtung verringert, indem eine Elektromotorkühlsteuerung zum Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird. Ferner wird in einem Zustand, in dem die Temperatur der Elektromotorvorrichtung abgesenkt wird, eine zweite Leistungszuführsteuerung ausgeführt, um den Verriegelungszustand der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten zu beseitigen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich das Elektromotordrehmoment verringert oder dass die Elektromotortreiberschaltung eine Fehlfunktion hat, und kann der Verriegelungszustand der Nockenwelle bestimmt durch die zweite Leistungszuführsteuerung beseitigt werden. Die Ventilsteuerzeiten für die Brennkraftmaschine können angemessen gesteuert werden.
  • Figurenliste
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen ist:
    • 1 ein Bauplan, der eine Gesamtübersicht eines Ventilsteuerzeitensteuersystems zeigt, auf das Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angewendet werden,
    • 2 ein schematischer Bauplan einer Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
    • 3 eine grafische Darstellung, die Temperaturkennlinien eines Elektromotors in der Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten zeigt,
    • 4 eine Zeitdarstellung, die Spezialzustände einer Phasensteuerung und einer Kühlsteuerung beim Auftreten des Verriegelungszustandes entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 5 ein Fließbild, das eine Phasensteuerung einer Nockenwelle nach einem Maschinenstopp entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 6 eine Unterroutine, die eine grundsätzliche Steuerung nach dem Maschinenstopp entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt,
    • 7 ein Fließbild, das eine Verriegelungsfreigabesteuerung entsprechend dem Ausführungsbeispiel zeigt, und
    • 8 eine Zeitdarstellung, die Spezialzustände der Phasensteuerung und der Kühlsteuerung beim Auftreten des Verriegelungszustandes entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel, das die vorliegende Erfindung verkörpert, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Steuersystem für Ventilsteuerzeiten unter Bezugnahme auf ein Einlassventil einer Brennkraftmaschine hergestellt. Eine Steuerung für die Ventilsteuerzeiten wird durch eine elektronische Steuereinheit (auf die sich nachfolgend als ECU bezogen wird) ausgeführt. 1 zeigt einen schematischen Gesamtbauplan des Steuersystems.
  • In einer Maschine 11 ist eine Kurbelwelle 12 der Maschine 11 über eine Steuerkette (oder einen Steuerriemen) 13 mit einem Kettenrad 14 einer Nockenwelle 16 der Einlassseite und einem Kettenrad 15 einer Nockenwelle 17 der Auslassseite gekoppelt. Daher wird die Leistung der Maschine 11 über die Steuerkette 13 und die Kettenräder 14 und 15 zur Nockenwelle 16 der Einlassseite und zur Nockenwelle 17 der Auslassseite übertragen. Wenn die Nockenwelle 12 durch das Antreiben der Maschine 11 gedreht wird, drehen sich die Nockenwelle 16 der Einlassseite und die Nockenwelle 17 der Auslassseite mit der Rotation der Kurbelwelle 12 und drehen sich ebenfalls die Nocken (nicht gezeigt), die in den Nockenwellen 16 und 17 montiert sind. Mit der Rotation des Nockens drückt ein Vorsprungsabschnitt (Nockennase) des Nockens ein Einlassventil oder ein Auslassventil (jedes von diesen ist nicht gezeigt) entgegen einer Spannkraft eine Ventilfeder herunter. Daher werden das Einlassventil und das Auslassventil jeweils von einem Schließzustand zu einem Öffnungszustand geändert.
  • Eine Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten von einem elektrisch betätigten Typ ist im Einlassventil vorgesehen. Die Rotationsphase der Nockenwelle 16 der Einlassseite (Nockenwellenphase) in Bezug auf die Kurbelwelle 12 wird durch die Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten geändert, um die Öffnen/Schließen-Steuerzeiten (Ventilsteuerzeiten) des Einlassventils zu ändern.
  • 2 ist eine grafische Darstellung, die einen schematischen Aufbau der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten zeigt. In 2 ist ein Mechanismus 21 für variable Phasen in der Nockenwelle 16 der Einlassseite montiert. Der Mechanismus 21 für variable Phasen wird durch ein Innenzahnrad 22 (erstes Zahnrad), wobei Außenzähne in der Nockenwelle 16 der Einlassseite montiert sind, ein Außenzahnrad (zweites Zahnrad), wobei Innenzähne an einem Umfang des Innenzahnrades 22 angeordnet sind, und ein Planetenrad 24 (ein Zahnrad für variable Phasen), das zwischen dem Innenzahnrad 22 und dem Außenzahnrad 23 angeordnet ist, um mit diesen in Eingriff zu stehen, gebildet. Das Innenzahnrad 22 und das Außenzahnrad 23 sind in Bezug auf die Nockenwelle 16 der Einlassseite konzentrisch vorgesehen. Ferner ist ein Außenzahnrad 23 vorgesehen, um sich mit dem Kettenrad 14 der Einlassseite einstückig zu drehen.
  • Ein Motor bzw. Elektromotor 26 (Dreiphasen-Wechselstrommotor im vorliegenden Ausführungsbeispiel) ist in der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten zum Ändern einer Rotationsgeschwindigkeit des Planetenrades 24 vorgesehen. Eine Rotationswelle 27 des Elektromotors 26 ist mit der Nockenwelle 16 der Einlassseite, dem Innenzahnrad 22 und dem Außenzahnrad 22 koaxial angeordnet. Die Rotationswelle 27 und eine Stütz- bzw. Lagerwelle 25 des Planetenrades 24 sind über ein Kopplungselement 28, das sich in einer Radialrichtung erstreckt, gekoppelt. Dadurch ermöglicht die Rotation des Elektromotors 26, dass sich das Planetenrad 24 um die Lagerwelle 25 (Axialrotation) dreht und sich gleichzeitig am Umfang des Innenzahnrades 22 dreht (Umlaufrotation).
  • Im Mechanismus 21 für variable Phasen wird, wenn sich das Planetenrad 24 am Umfang des Innenrades 22 in einem Zustand des Eingriffes mit dem Innenzahnrad 22 und Außenzahnrad 23 dreht, eine Rotationskraft des Außenzahnrades 23 über das Planetenrad 24 zum Innenzahnrad 22 übertragen. Wenn sich eine Drehgeschwindigkeit (Umlaufrotationsgeschwindigkeit) des Planetenrades 24 in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Innenzahnrades 22 (Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Nockenwelle 16 der Einlassseite) ändert, wird eine Rotationsphase des Innenzahnrades 22 (Nockenwellenphase) in Bezug auf das Außenzahnrad 23 geändert.
  • Detailliert gesagt befindet sich, wenn sich die Rotationswelle 27 des Elektromotors 26 synchron mit dem Außenzahnrad 23 ohne Leistungszuführung zum Elektromotor 26 dreht, die Drehzahl des Elektromotors 26 mit der Drehzahl des Außenzahnrades 23 in Übereinstimmung. Daher wird die Rotationsphase des Innenzahnrades 22 in Bezug auf das Außenzahnrad 23 im vorliegenden Zustand aufrechterhalten und wird das Ventilzeitverhalten (Nockenwellenphase) im vorliegenden Zustand aufrechterhalten. Wenn sich die Drehzahl des Elektromotors 26 in Bezug auf die Drehzahl des Außenzahnrades 23 ändert, ändert sich die Drehgeschwindigkeit des Planetenzahnrades 24 in Bezug auf die Drehzahl des Außenzahnrades 23, um die Rotationsphase des Innenzahnrades 22 in Bezug auf das Außenzahnrad 23 zu ändern. Dadurch wird das Ventilzeitverhalten geändert.
  • Beispielsweise wird im Fall des Voreilens der Ventilsteuerzeiten die Drehzahl des Elektromotors 26 schneller als die Drehzahl des Außenzahnrades 23 gestaltet und wird die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Planetenrades 24 schneller als die Drehzahl des Außenzahnrades 23 gestaltet. Dadurch wird die Rotationsphase des Innenzahnrades 22 in Bezug auf das Außenzahnrad 23 vorbewegt, um die Ventilsteuerzeiten vorzubewegen. Währenddessen wird im Fall eines Verzögerns der Ventilsteuerzeiten die Drehzahl des Elektromotors 26 langsamer als die Drehzahl des Außenzahnrades 23 und wird die Drehgeschwindigkeit des Planetenrades 24 langsamer als die Drehzahl des Außenzahnrades 23 gestaltet. Dadurch wird die Rotationsphase des Innenzahnrades 22 in Bezug auf das Außenzahnrad 23 verzögert, um die Ventilsteuerzeiten zu verzögern.
  • Bei der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten sind das Innenzahnrad 22, das Außenzahnrad 23 und das Planetenrad 24 in einer solchen Weise konfiguriert, dass die Nockenwelle 16 der Einlassseite mit der Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 12 zu einer stationären Zeit angetrieben und gedreht wird. Die Drehzahl des Elektromotors 26 wird auf die Drehzahl eingestellt, die die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 12 ist (in einem stationären Zustand ist 1/2 der Drehzahl der Kurbelwelle 12 = Drehzahl der Nockenwelle 16 der Einlassseite), um die Ventilsteuerzeiten (Nockenwellenphase) des Einlassventils zu ändern.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist ein Nockenwinkelsensor 19 in einer Position vorgesehen, die zur Nockenwelle 16 der Einlassseite weist, um ein Nockenwinkelsignal zu jedem vorbestimmten Nockenwinkel auszugeben, und ist ein Kurbelwinkelsensor 20 in einer Position vorgesehen, die zur Kurbelwelle 12 weist, um ein Kurbelwinkelsignal zu jedem vorbestimmten Kurbelwinkel auszugeben. Ferner ist ein Elektromotorrotationswinkelsensor 29 in der Nähe der Rotationswelle 27 (es wird auf 2 verwiesen) des Elektromotors 26 vorgesehen, um ein Elektromotorrotationswinkelsignal zu jedem vorbestimmten Rotationswinkel synchron mit der Rotation des Elektromotors 26 auszugeben. Ein Rotationswinkel des Elektromotors 26 (Motorrotationsposition) kann durch ein Ausgabesignal des Elektromotorrotationswinkelsensors 29 erfasst werden.
  • Eine ECU 30 ist eine elektronische Steuereinheit, die mit einem bekannten Mikrocomputer und Ähnlichem versehen ist, und führt unterschiedliche Arten von Maschinensteuerung, wie z.B. eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, eine Zündsteuerung und eine Ventilsteuerzeitsteuerung, auf der Grundlage der Erfassungssignale von unterschiedlichen Sensoren, die im vorliegenden System vorgesehen sind, aus.
  • Die ECU 30 steuert eine Nockenwellenphase, die einem Maschinenbetriebszustand entspricht, indem eine Erregung des Elektromotors 26 gesteuert wird. Genauer gesagt berechnet die ECU 30 eine Rotationsphase der Nockenwelle 16 (Ist-Nockenwellenphase) in Bezug auf die Kurbelwelle 12 auf der Grundlage beispielsweise von Ausgabesignalen des Nockenwinkelsensors 19 und des Kurbelwinkelsensors 20. Außerdem berechnet die ECU 30 eine Soll-Nockenwellenphase entsprechend einem Maschinenbetriebszustand. Beispielsweise wird bei laufender Maschine eine Soll-Elektromotordrehzahl auf der Grundlage einer Abweichung zwischen der berechneten Soll-Nockenwellenphase (Soll-Ventilsteuerzeiten) und der berechneten Ist-Nockenphase (Ist-Ventilsteuerzeiten) und der Maschinendrehzahl berechnet. Ein Leistungszuführtastverhältnis (Leistungszuführsteuergröße) des Elektromotors 26 wird durch Regelung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen der berechneten Soll-Elektromotordrehzahl und der Ist-Elektromotordrehzahl berechnet. Das berechnete Leistungszuführtastverhältnis wird zur Elektromotortreiberschaltung (nachfolgend als EDU bezeichnet) 31 ausgegeben. Die EDU 31 führt eine Leistungszuführung zum Elektromotor 26 auf der Grundlage des Leistungszuführtastverhältnisses, das von der ECU 30 eingegeben wird, und eines Erfassungssignals des Elektromotorrotationswinkelsensors 29 aus. Die Funktion der EDU 31 kann in der ECU 30 enthalten sein.
  • Genau gesagt weist die EDU 31 eine Schaltung für logische Verknüpfung 32 mit einer Vielzahl von Schaltelementen S1 bis S6 auf, die eine Antriebsspannung an jede Spule des Elektromotors 26 anlegt, indem die Schaltelemente S1 bis S6 geschaltet werden. Ferner weist die EDU 31 eine Steuerschaltung 33 für das Steuern der Schaltelemente S1 bis S6 auf, um eine Antriebsspannung zu jeder Spule des Elektromotors 26 von den Schaltelementen S1 bis S6 auszugeben. Die EDU 31 steuert einen Schaltbetrieb von jedem der Schaltelemente S1 bis S6, um die Leistungszuführung/Nichtzuführung zu jeder Spule des Elektromotors 26 zu schalten, wodurch ein Antreiben des Elektromotors 26 gesteuert wird. Die Elektromotorvorrichtung wird vom Elektromotor 26 und der Elektromotortreiberschaltung (EDU) 31 gebildet.
  • Ein optimaler Wert der Ventilsteuerzeit beim Maschinenstart weicht in Abhängigkeit von einer Temperatur der Maschine 11 (Maschinenwassertemperatur) ab und der optimale Wert ist näher an einer Voreilseite, wenn die Maschinenwassertemperatur die niedrigere ist. Daher besteht in einem Fall, in dem die Maschine durch das IG-Ausschalten gestoppt wird und die Nockenwellenphase nicht auf eine Phase gesetzt ist, die eine Maschinenstartwassertemperatur (insbesondere eine Temperatur zu einer Kühlstartzeit) beim nächsten Maschinenstarten danach eingestellt ist, eine Möglichkeit, dass die Maschine 11 nicht mit Gewissheit gestartet werden kann.
  • Im Hinblick auf das Vorstehende wird im vorliegenden System das Vorbereiten für einen Fall, in dem die Maschine durch das IG-Ausschalten gestoppt ist und anschließend das nächste Maschinenstarten zu einer Kühlzeit ausgeführt wird, die Nach-Stopp-Steuerung (erste Leistungszuführsteuerung) zum Ändern der Nockenwellenphase auf eine Phase, die beim Kühlstarten geeignet ist, ausgeführt. In der Konsequenz kann beim nächsten Maschinenstarten die Maschine 11 mit Gewissheit gestartet werden.
  • Das Berechnen einer Ist-Nockenwellenphase nach dem Maschinenstopp wird auf der Grundlage eines Ausgabesignals des Elektromotorrotationswinkelsensors 29 ausgeführt. Genauer gesagt berechnet die ECU 30 eine Ist-Nockenwellenphase unmittelbar vor dem Maschinenstopp auf der Grundlage der Ausgabesignale des Nockenwinkelsensors 19 und des Kurbelwinkelsensors 20. Außerdem wird eine Betriebsgröße des Elektromotors 26 nach dem Maschinenstopp auf der Grundlage der Ausgabe des Elektromotorrotationswinkelsensors 29 berechnet. Die Ist-Nockenwellenphase nach dem Maschinenstopp wird auf der Grundlage der Ist-Nockenwellenphase unmittelbar vor dem Maschinenstopp und der Elektromotorbetriebsgröße nach dem Maschinenstopp berechnet.
  • Im Fall der Änderung der Nockenwellenphase nach dem Maschinenstopp ist es erforderlich, die Nockenwelle 16 von einem Rotationsstoppzustand zu betreiben. Daher werden beim Ändern der Rotationsphase der Nockenwelle 16 (Ändern der Ventilsteuerzeiten) durch die Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten nach dem Maschinenstopp die Einflüsse eines Zustandes des Eingriffs zwischen den jeweiligen Zahnrädern im Mechanismus 21 für variable Phasen, der Ventilfeder und Ähnlichem möglicherweise größer als während des Maschinenbetriebes. Daher besteht beim Ändern der Nockenwellenphase nach dem Maschinenstopp eine Möglichkeit, dass ein Zustand (Verriegelungszustand) auftritt, in dem die Änderung der Rotationsphase der Nockenwelle 16 in Bezug auf die Kurbelwelle 12 in der Mitte der Phasenänderung stoppt oder im Wesentlichen stoppt.
  • Genauer gesagt besteht bei jedem Zahnrad (Innenzahnrad 22, Außenzahnrad 23 und Planetenrad 24) des Mechanismus 21 für variable Phasen die Wahrscheinlichkeit, dass Verformungen aufgrund von Herstellungsfehlern oder thermischer Verarbeitung in Bezug auf Zähne von jedem Zahnrad im Herstellungsprozess beispielsweise erzeugt werden. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Eingriffszustand zwischen den jeweiligen Zahnrädern aufgrund der Verformungen in den jeweiligen Rädern in Abhängigkeit von der Positionsbeziehung zwischen den Zahnrädern in Rotationsrichtung verschlechtert wird, und es zeitweise schwierig ist, die Rotationskraft des Elektromotors 26 zur Nockenwelle 16 zu übertragen. In diesem Fall wird das Drehmoment in Bezug auf die Rotation der Nockenwelle 16 unzureichend und als ein Ergebnis besteht die Möglichkeit, dass der Verriegelungszustand in einfacher Weise auftritt.
  • Wenn die Nockenwelle 16 in Bezug auf die Kurbelwelle 12 durch die Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten gedreht wird, wird das Einlassventil zwangsweise entgegen einer Spannkraft der Ventilfeder verschoben, d.h. es ist erforderlich, dass über die Nockennase des Nockens gegangen wird, der an der Nockenwelle 16 montiert ist. Zu diesem Zeitpunkt ist, da die Rotation der Kurbelwelle 12 nach dem Maschinenstopp stoppt, die Last zum Drücken und Kontrahieren der Ventilfeder größer als während des Maschinenbetriebes. Daher kann die Niederdrückkraft der Nockennase die Kraft von der Ventilfeder zum Zeitpunkt der Drehung der Nockenwelle 16 nicht überwinden und tritt als ein Ergebnis der Verriegelungszustand der Nockenwelle 16 möglicherweise auf. Wenn sich die Nockenwelle 16 der Einlassseite aufgrund unterschiedlicher Faktoren nicht dreht, ist es nicht möglich, die Ventilsteuerzeiten zu einer gewünschten Steuerzeit (beispielsweise optimale Steuerzeit beim Kühlstart) zu ändern, und als ein Ergebnis besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass das Startverhalten bzw. die Startausführung beim nächsten Maschinenstart verschlechtert ist.
  • Daher wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Ventilzeitverhaltenssteuerung nach dem Maschinenstopp ausgeführt wird, sodass die Ist-Phase der Nockenwelle 16 der Einlassseite zu einer Soll-Nockenwellenphase geändert wird, erfasst, ob ein Verriegelungszustand auftritt, in dem sich die Nockenwellenphase nicht ändert. Wenn erfasst wird, dass der Verriegelungszustand auftritt, wird die Verriegelungsfreigabesteuerung (zweite Leistungszuführsteuerung) zum Beseitigen des Verriegelungszustandes der Nockenwelle 16 durch die Leistungszuführsteuerung des Elektromotors 26 ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Bezug auf die Verriegelungsfreigabesteuerung die Nockenwellensteuerung zeitweise in eine Richtung gesteuert, die zur Änderungsrichtung zur Soll-Nockenwellenphase entgegengesetzt liegt. Genauer gesagt wird die Nockenwelle 16 einmal umgekehrt gedreht, indem die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 umgekehrt wird, und danach wird die Steuerung zum Rückführen der Leistungszuführrichtung zurück zum Original ausgeführt.
  • Genauer gesagt wird, wenn die Nach-Stopp-Steuerung der Ventilsteuerzeiten zur Verriegelungsfreigabesteuerung übertragen wird, eine Elektromotorkühlsteuerung zum Kühlen der Elektromotorvorrichtung (Elektromotor 26, EDU 31) ausgeführt, bevor die Verriegelungsfreigabesteuerung ausgeführt wird.
  • Unmittelbar nach dem Betriebsstopp der Maschine 11 ist eine Temperatur des Elektromotors 26 (Elektromotortemperatur) durch Wärmeerzeugung in der Maschine 11 vor dem Maschinenbetriebsstopp oder durch Wärmeerzeugung des Elektromotors 26 aufgrund des Betriebes der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten relativ hoch. Der Elektromotor 26 hat Temperaturkennlinien und hat genauer gesagt, wie es in 3 gezeigt ist, die Kennlinien, dass das Elektromotordrehmoment mit wachsender Elektromotortemperatur kleiner wird. Hier ist zur Normalzeit, wenn die Verriegelung nicht auftritt, das Elektromotordrehmoment nicht so stark erforderlich, um die Nockenwellenphase zu ändern. Andererseits wird beim Auftreten des Verriegelns ein größeres Elektromotordrehmoment für die Verriegelungsfreigabe als beim Ändern der Nockenwellenphase zur Normalzeit erforderlich. Daher besteht, wenn der Elektromotor eine hohe Temperatur hat, eine Wahrscheinlichkeit, dass der Elektromotor 26 das für die Freigabe der Verriegelung erforderliche Drehmoment nicht ausgeben kann.
  • Zusätzlich ist eine gegebene Zeit bis zu einem Punkt des Bestimmens des Auftretens der Verriegelung von einem Punkt nötig, zu dem keine Änderung der Nockenwellenphase beginnt, und zwar in der Mitte des Änderns der Nockenwellenphase. Dementsprechend wird für eine Periode, bis dass das Auftreten der Verriegelung bestimmt ist, die Leistungszuführung zum Elektromotor 26 durch die EDU 31 in einem Zustand fortwährend ausgeführt, in dem der Verriegelungszustand auftritt. In diesem Fall wird die Temperatur des Elektromotors 26 höher und wird das Motordrehmoment aufgrund der übermäßigen Temperaturerhöhung des Elektromotors 26 weiter verringert. Als ein Ergebnis besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Verriegelungsfreigabe durch die Elektromotorleistungszuführsteuerung nicht erreicht werden kann.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird ein Wärmeerzeugungsbetrag der Schaltelemente S1 bis S6 aufgrund der Leistungszuführung beim Verriegelungszustand groß und daher besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass Fehler der Schaltelemente S1 bis S6 eingebracht werden. Genauer gesagt wird in einer Konfiguration, in der die Leistungszuführsteuerung zum Elektromotor 26 durch die Regelung ausgeführt wird, eine Abweichung zwischen der Ist-Nockenwellenphase und der Soll-Nockenwellenphase beim Auftreten der Verriegelung nicht beseitigt. Daher wird zum Beseitigen der Abweichung ein relativ gro-ßer Wert als ein Leistungszuführtastverhältnis (Leistungszuführsteuergröße) zum Elektromotor 26 eingestellt und dadurch strömt ein großer Strom im Elektromotor 26 oder in den Schaltelementen S1 bis S6. Als ein Ergebnis besteht eine Tendenz, dass eine Temperaturerhöhung im Elektromotor 26 oder in den Schaltelementen S1 bis S6 einfach vorgenommen wird. Daher wird in einem Fall des Steuerns der Schaltelemente S1 bis S6 entsprechend einer Elektromotorrotationsposition, die durch den Elektromotorrotationswinkelsensor 29 erfasst wird, da sich die Elektromotorrotationsposition beim Auftreten der Verriegelung nicht ändert, der Leistungszuführzustand in einem Teil der Schaltelemente fortgesetzt. Als ein Ergebnis wird die Wärmeerzeugungsgröße des entsprechenden Schaltelementes weiter größer.
  • Im Hinblick auf das Vorstehende wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem der Verriegelungszustand der Nockenwelle 16 in der Nach-Stopp-Steuerung der Ventilsteuerzeiten auftritt, eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung als erstes durch die Elektromotorkühlsteuerung verringert und nachfolgend die Leistungszuführsteuerung zur Freigabe der Verriegelung ausgeführt.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf eine Zeitdarstellung, die in 4 gezeigt ist, eine Erläuterung in Bezug auf einen Fall vorgenommen, in dem der Verriegelungszustand in der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten in der Mitte der Änderung der Nockenwellenphase nach dem Betriebsstopp der Maschine 11 auftritt. In 4 zeigt ein Abschnitt (a) einen EIN/AUS-Zustand der Maschine 11, zeigt ein Abschnitt (b) einen Übergang einer Phase der Nockenwelle 16, zeigt ein Abschnitt (c) einen Übergang eines Leistungszuführtastverhältnisses des Elektromotors 26, zeigt ein Abschnitt (d) einen Übergang einer Temperatur des Schaltelementes, zeigt ein Abschnitt (e) einen Übergang eines Verriegelungszählers CR, zeigt ein Abschnitt (f) einen Übergang von EIN/AUS eines Verriegelungsbestimmungsflags F1, zeigt ein Abschnitt (g) einen Übergang eines Leistungszuführzählers CE, zeigt ein Abschnitt (h) einen Übergang eines Kühlzeitzählers CL und zeigt ein Abschnitt (i) einen Übergang von EIN/AUS eines Verriegelungsfreigabeflags F2.
  • In 4 wird zu einer Steuerzeit t10 unmittelbar nach dem Stoppen der Maschine die Nockenwellenphase auf die maximale Verzögerungswinkelposition θ1 eingestellt. Zur Steuerzeit t11 wird die Soll-Nockenwellenphase als Erstes beispielsweise zu einer optimalen Phase θ2 bei einem Maschinenkühlstart (Wert an einer Voreilseite um beispielsweise 50 bis 70°CA (Kurbelwellenwinkel) von der maximalen Verzögerungswinkelposition θ1) geändert und beginnt die Leistungszuführerhöhungssteuerung zusammen mit der Änderung. Ein Aufwärtszählen des Leistungszuführzählers CE beginnt.
  • Bei der Leistungszuführerhöhungssteuerung wird ein Leistungszuführtastverhältnis Duty des Elektromotors 26 auf einen Erhöhungswert (D(Ini)) eingestellt.
  • In der vorliegenden Steuerung ist der Erhöhungswert D(Ini) größer als eine Steuergröße durch die Regelung, die nach der Leistungszuführerhöhungssteuerung ausgeführt wird.
  • Genauer gesagt wird der Erhöhungswert D(Ini) auf das Leistungszuführtastverhältnis (beispielsweise das Leistungszuführtastverhältnis von gleich 80% oder mehr) eingestellt, mit dem das Drehmoment, das zum Überwinden einer statischen Reibungskraft erforderlich ist, die auf die Nockenwelle 16 oder die Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten zum Rotieren der Nockenwelle 16 ausgeübt wird, ausgegeben werden kann.
  • Wenn eine vorbestimmte Zeit T1 nach dem Beginn der Leistungszuführerhöhungssteuerung und nach dem Erreichen eines Bestimmungswertes K1 durch den Leistungszuführzähler CE verstrichen ist, beginnt die Regelung mit dem Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 zur Steuerzeit t12. Genauer gesagt wird zur Steuerzeit t12 das Leistungszuführtastverhältnis auf einen Anfangswert D(FBini) eingestellt und wird anschließend die Regelung unter Verwendung eines Integral-Terms ausgeführt.
  • Es wird ein Fall betrachtet, in dem ein Zustand (Verriegelungszustand) auftritt, in dem sich die Nockenwellenphase unabhängig von der Zuführung von Leistung zum Elektromotor 26 zur Steuerzeit t13 in der Mitte des Steuerns einer Ist-Nockenwellenphase zu einem Sollwert nicht ändert. In diesem Fall wird, da eine Abweichung zwischen der Ist-Nockenwellenphase und der Soll-Nockenwellenphase nicht klein wird, ein relativ großer Wert als Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors eingestellt. Daher erhöht sich eine Temperatur des Elektromotors 26 oder der EDU 31 (insbesondere der Schaltelemente S1 bis S6) schnell.
  • In Bezug auf die Steuerung des Auftretens der Verriegelung wird die Motorkühlsteuerung als Erstes ausgeführt, um die Temperatur des Elektromotors 26 oder der EDU 31 zu verringern. Mit der Motorkühlsteuerung im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Leistungszuführung zur Elektromotorvorrichtung gestoppt und eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung durch Wärmefreigabe im Leistungszuführstoppzustand verringert.
  • Genauer gesagt beginnt zur Steuerzeit t13 ein Hochzählen des Verriegelungszählers CR. Wenn der Verriegelungszähler CR einen Bestimmungswert K2 erreicht, wird ein Verriegelungsbestimmungsflag F1 von AUS auf EIN zur Steuerzeit t14 geschaltet, und die Elektromotorleistungszuführung gestoppt und der Leistungszuführzähler CE auf null zurückgesetzt. Auch startet ein Aufwärtszählen des Kühlzeitzählers CL. Wenn eine vorbestimmte Zeit T2 verstrichen ist, nachdem der Elektromotorleistungszuführstopp beginnt, und der Kühlzeitzähler CL einen Bestimmungswert K3 erreicht, wird das Verriegelungsbestimmungsflag F1 auf AUS eingestellt, um das Kühlen der Motorvorrichtung zu stoppen, und zwar zur Steuerzeit t15. Das Verriegelungsfreigabeflag F2 wird auf EIN eingestellt. Somit wird die Elektromotorkühlsteuerung zur Verriegelungsfreigabesteuerung übertragen.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kühlzeit T2 auf eine Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um die EDU 31 (insbesondere das Schaltelement) auf eine vorbestimmte Temperatur zu senken, und zwar als ein Ergebnis des Leistungszuführstopps (einige Sekunden).
  • In der Verriegelungsfreigabesteuerung wird die Leistungszuführung in einer Richtung entgegengesetzt zur Leistungszuführrichtung bei der Leistungszuführerhöhungssteuerung und der Leistungszuführregelung ausgeführt und dadurch wird die Nockenwellenphase in einer Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Sollwert geändert. Genauer gesagt wird in der vorliegenden Steuerung ein vorläufiger Sollwert Ntg, der für jede Verarbeitung verwendet wird, eingestellt. Der vorläufige Sollwert Ntg unterscheidet sich von einem Endsteuersollwert Mtg der Nockenwellenphase. Zu einer normalen Zeit, wenn der Verriegelungszustand nicht auftritt, wird der Steuersollwert Mtg (Volllinie in 4) als die vorläufige Solllinie Ntg eingestellt. Beim Auftreten einer Verriegelung wird ein vorläufiger Sollwert Ntg (gestrichelte Linie) für die Verriegelungsauftretezeit berechnet und wird die Nockenwellenphase durch den berechneten vorläufigen Sollwert Ntg gesteuert. In Bezug auf den vorläufigen Sollwert Ntg für die Verriegelungsauftretezeit wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Wert an einer Verzögerungsseite durch eine vorbestimmte Änderungsgröße Δθ (beispielsweise 10°CA) von der Nockenwellenphase zur Verriegelungserfassungszeit eingestellt. Nach dem Einstellen des vorläufigen Sollwertes Ntg für die Verriegelungsauftretezeit wird das Leistungszuführtastverhältnis zu einem negativen Stromtastverhältnis geschaltet, damit die Ist-Nockenwellenphase gleich dem vorläufigen Sollwert Ntg gestaltet wird. Der negative vorbestimmte Wert ist beispielsweise -D(Ini).
  • Wenn die Ist-Nockenwellenphase den vorläufigen Sollwert Ntg nach dem Start einer Rückwärtsrotation der Nockenwelle 16 erreicht, wird das Verriegelungsfreigabeflag F2 zur Steuerzeit t16 auf AUS eingestellt und wird der Sollwert der Nockenwellenphase zum Steuersollwert Mtg zurückgeführt. Im Ansprechen auf die Änderung des Sollwertes wird das Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 zu einem Tastverhältnis eines positiven Stromes geschaltet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 für eine vorbestimmte Zeit T2 von der Steuerzeit t16 auf einen vorbestimmten Erhöhungswert zeitweise erhöht (beispielsweise auf den Erhöhungswert D(Ini)).
  • Das heißt, dass zur Verriegelungserfassungszeit die Rotationsrichtung der Nockenwelle 16 der Einlassseite einmal umgekehrt wird und anschließend die Rotationsrichtung zu einer Zeit zur Änderungsrichtung (Vorwärtsrichtung) auf den Steuersollwert Mtg erneut geschaltet wird. Das Schalten von der Rückwärtsrotation zur Vorwärtsrotation der Nockenwelle 16 gibt der Rotation einen Impuls, wodurch der Verriegelungszustand der Nockenwelle 16 der Einlassseite freigegeben wird.
  • Wenn von der Steuerzeit t16 eine vorbestimmte Zeit T3 vergangen ist, wird die Phasensteuerung zur Steuerzeit t17 zur Leistungszuführregelung des Elektromotors 26 geschaltet. Wenn sich die Ist-Nockenwellenphase zur Steuerzeit t18 mit der Soll-Nockenwellenphase in Übereinstimmung befindet, wird die Regelung abgeschlossen, um die Leistungszuführung zum Elektromotor 26 zu stoppen.
  • In 4 wird eine Erläuterung eines Falls der Änderung der Nockenwellenphase von der Verzögerungsseite zur Voreilseite nach dem Maschinenstopp vorgenommen. Das Gleiche kann auf einen Fall der Änderung der Nockenwellenphase von der Voreilseite zur Verzögerungsseite angewendet werden. In diesem Fall wird in Bezug auf den vorläufigen Sollwert Ntg für die Verriegelungsauftretezeit ein Wert in einer Voreilseite durch eine Änderungsgröße Δθ (beispielsweise 10°CA) von der Ist-Nockenwellenphase eingestellt. Die Änderungsgröße Δθ kann entsprechend der Verriegelungsauftretefrequenz von nach dem Maschinenstopp variabel eingestellt werden.
  • Als Nächstes wird eine Phasensteuerung der Nockenwelle 16 nach dem Maschinenstopp unter Bezugnahme auf ein Fließbild in 5 erläutert. Die vorliegende Verarbeitung wird zu jedem vorbestimmten Zyklus durch die ECU 30 ausgeführt. Im vorliegenden System ermöglicht nach dem AUS eines Zündschalters (IG-Schalter) (nicht gezeigt) ein Schalten an einem Hauptrelais einer Leistungsquellenleitung die Leistungszuführung zur ECU 30, der EDU 31, dem Elektromotor 26 und Ähnlichem.
  • In Schritt S101 wird im Ansprechen auf AUS des IG-Schalters erfasst, ob sich die Maschine in einem Zustand nach dem Maschinenstopp befindet. Wenn erfasst wird, dass sich die Maschine in einem Zustand des Maschinenbetriebes befindet, endet die vorliegende Routine. Dann wird die Phasensteuerung für die Maschinenbetriebszeit (nicht gezeigt) ausgeführt. In dieser Steuerung wird beispielsweise eine Soll-Motordrehzahl auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einem Steuersollwert Mtg und einer Ist-Nockenwellephase θre und einer Maschinendrehzahl berechnet. Die Regelung eines Tastverhältnisses des Elektromotors 26 wird auf der Grundlage einer Abweichung zwischen der berechneten Soll-Elektromotordrehzahl und der Ist-Elektromotordrehzahl ausgeführt.
  • Wenn sich die Maschine in einem Zustand nach dem Maschinenstopp befindet, geht die Verarbeitung zu Schritt S102, wo bestimmt wird, ob die Änderung der Phase zum Steuersollwert Mtg abgeschlossen ist oder nicht. Wenn die Phasenänderung noch nicht abgeschlossen ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S103, wo bestimmt wird, ob der Phasenänderungsprozess bereits gestartet wurde. Wenn der Phasenänderungsprozess noch nicht gestartet wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt S104, wobei die grundlegende Steuerung der Nockenwellenphasenänderung nach dem Maschinenstopp (grundlegende Steuerung nach dem Stopp) ausgeführt wird.
  • 6 ist eine Unterroutine, die die grundlegende Steuerung nach dem Stopp zeigt. In Schritt S201 wird ein Steuersollwert Mtg als ein vorläufiger Sollwert Ntg eingestellt und wird eine Differenz zwischen einer Ist-Nockenwellenphase θre und dem Steuersollwert Mtg berechnet. Dann wird bestimmt, ob ein Absolutwert des berechneten Wertes größer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Die Ist-Nockenwellenphase θre wird auf der Grundlage einer Ist-Nockenwellenphase unmittelbar vor dem Maschinenstopp berechnet und eine Nockenwellenrotationsgröße von nach dem Maschinenstopp wird auf der Grundlage der Ausgabe des Motorrotationswinkelsensors 29 erfasst.
  • Wenn die Differenz (der Absolutwert) zwischen der Ist-Nockenwellenphase θre und dem Steuersollwert Mtg größer als der vorbestimmte Wert ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S202, wobei bestimmt wird, ob der Leistungszuführzähler CE kleiner als der Bestimmungswert K1 ist oder nicht. Wenn der Leistungszuführzähler CE kleiner als der Bestimmungswert K1 ist, wird die Leistungszuführerhöhungssteuerung in den Schritten S203 und S204 ausgeführt. Genauer gesagt wird im Schritt S203 der Leistungszuführzähler CE um einen vorbestimmten Wert („1“ in der vorliegenden Verarbeitung) hochgezählt. In Schritt S204 wird das Leistungszuführtastverhältnis Duty auf den Erhöhungswert D(Ini) eingestellt und wird der EDU 31 ein Befehl erteilt, die Leistungszuführsteuerung zum Elektromotor 26 mit dem eingestellten Leistungszuführtastverhältnis Duty (Erhöhungswert D(Ini)) auszuführen.
  • Wenn der Leistungszuführzähler CE größer als der Bestimmungswert K1 oder gleich diesem ist, geht der Prozess zu Schritt S206, wobei die Leistungszuführerhöhungssteuerung zur Regelung überführt wird. Genauer gesagt wird in Schritt S206 bestimmt, ob der Leistungszuführzähler CE der Bestimmungswert K1 ist oder nicht. Wenn der Leistungszuführzähler CE der Bestimmungswert K1 ist, geht der Prozess zu Schritt S207, wobei der Leistungszuführzähler CE um „1“ hochgezählt wird. Im nachfolgenden Schritt S208 wird das Leistungszuführtastverhältnis Duty auf einen Anfangswert D(FBini) gesetzt und wird der EDU 31 ein Befehl gegeben, die Leistungszuführsteuerung auszuführen, und zwar zum Elektromotor 26 mit dem eingestellten Leistungszuführtastverhältnis Duty (Anfangswert D(FBini)).
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Anfangswert D(FBini) im Ansprechen auf eine Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung eingestellt. Zu dieser Zeit wird der Anfangswert D(FBini) größer eingestellt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung kleiner ist (das Lastdrehmoment der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten ist größer). Die Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung wird beispielsweise erhalten, indem eine Änderungsgröße der Ist-Nockenwellenphase während einer Periode des Ausführens der Leistungszuführerhöhungssteuerung durch die Ausführzeit dividiert wird.
  • Wenn der Leistungszuführzähler CE größer als der Bestimmungswert K1 ist, geht der Prozess zu Schritt S209, wobei eine Abweichung zwischen einer momentanen Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase und einer Soll-Änderungsgeschwindigkeit berechnet wird und ein Integralterm „FBI“ der Regelung entsprechend der berechneten Abweichung berechnet wird. Zu dieser Zeit wird eine Integralverstärkung, die für die Berechnung des Integralterms „FBI“ verwendet wird, entsprechend der Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung eingestellt. Die Integralverstärkung wird eingestellt, um größer zu werden, wenn die Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung kleiner wird (wenn das Lastdrehmoment bei der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten größer wird).
  • Beim Berechnen der Abweichung zwischen der Ist-Änderungsgeschwindigkeit der momentanen Nockenwellenphase und der Soll-Änderungsgeschwindigkeit kann die Berechnungsverarbeitung vereinfacht werden, indem die Soll-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase auf einen vorbestimmten Wert festgelegt wird. Alternativ dazu kann die Soll-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase entsprechend der Abweichung zwischen der momentanen Ist-Nockenwellenphase und der Soll-Nockenwellenphase eingestellt werden. Zu dieser Zeit wird beispielsweise, wenn die Abweichung zwischen der Ist-Nockenwellenphase und der Soll-Nockenwellenphase kleiner wird, die Soll-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase kleiner. Zum Berechnen des Integralterms „FBI“ kann der Integralterm „FBI“ entsprechend der Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase während der Leistungszuführerhöhungssteuerung und der Abweichung zwischen der momentanen Ist-Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase und der Soll-Änderungsgeschwindigkeit berechnet werden.
  • In Schritt S210 wird der Integralterm „FBI“ zum vorherigen Leistungszuführtastverhältnis Duty(I-1) addiert, um ein momentanes Leistungszuführtastverhältnis Duty(I) zu berechnen. Ein Befehl wird zu EDU 31 übertragen, um die Leistungszuführsteuerung zum Elektromotor 26 mit dem berechneten Leistungszuführtastverhältnis Duty (Duty(I)) auszuführen.
  • Wenn die Antwort in Schritt S201 NEIN ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S211. In Schritt 211 wird das Leistungszuführtastverhältnis Duty des Elektromotors 26 auf null eingestellt und der Leistungszuführzähler CE auf null zurückgesetzt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 5 geht der Prozess zu Schritt S105, wenn die Antwort in Schritt S103 JA ist. In Schritt S105 wird bestimmt, ob das Verriegelungsfreigabeflag F2 AUS ist oder nicht. In einem Fall, in dem das Verriegelungsfreigabeflag F2 AUS ist, geht der Prozess zu Schritt S106, wobei bestimmt wird, ob das Verriegelungsbestimmungsflag F1 AUS ist oder nicht. Wenn das Verriegelungsfreigabeflag F1 AUS ist, geht der Prozess zu Schritt S107, wobei bestimmt wird, ob der Verriegelungszähler CR der Bestimmungswert K2 oder mehr ist oder nicht. Wenn CR < K2 ist, geht der Prozess zu Schritt S108, wobei bestimmt wird, ob die Rotation der Nockenwelle 16 in einem Zustand des Stoppens oder des im Wesentlichen Stoppens ist oder nicht. Genauer gesagt wird eine Rotationsänderungsgröße des Elektromotors 26 je Zeiteinheit (Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase) auf der Grundlage eines Ausgabesignals des Motorrotationswinkelsensors 29 berechnet. Wenn die berechnete Rotationsänderungsgröße je Zeiteinheit kleiner als ein vorbestimmter Wert oder gleich diesem ist, wird bestimmt, dass die Rotationsänderung der Nockenwelle 16 der Einlassseite in einem Zustand des Stoppens oder im Wesentlichen Stoppens ist.
  • Die Verriegelungsbestimmung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise kann, wenn die Phasensteuerung in der Mitte der Regelung des Leistungszuführtastverhältnisses zum Motor 26 ist, die Verstärkung des Integralterms „FBI“ im Ansprechen auf die Änderungsgeschwindigkeit der Nockenwellenphase variabel eingestellt werden, um das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Auftretens des Verriegelungszustandes auf der Grundlage der Verstärkung zu bestimmen.
  • Wenn die Antwort im Schritt S108 NEIN ist, wird die grundlegende Steuerung nach dem Stopp in Schritt S104 ausgeführt. Wenn die Antwort in Schritt S108 JA ist, geht der Prozess zu Schritt S109, wobei der Verriegelungszähler CR um „1“ hochgezählt wird.
  • Wenn der Verriegelungszähler CR der Bestimmungswert K2 oder mehr in Schritt S107 wird, geht der Prozess zu Schritt S110. In Schritt S110 wird das Verriegelungsbestimmungsflag F1 auf EIN gesetzt. In Schritt S111 wird das Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 auf null gesetzt (Leistungszuführung zum Elektromotor wird gestoppt). Auch werden der Leistungszuführzähler CE und der Verriegelungszähler CR auf null zurückgesetzt.
  • Wenn das Verriegelungsbestimmungsflag F1 in Schritt S106 EIN ist, geht der Prozess zu Schritt S112. In Schritt S112 wird bestimmt, ob der Kühlzeitzähler CL der Bestimmungswert K3 oder mehr ist. Wenn der Kühlzeitzähler CL weniger als K3 ist, geht der Prozess zu Schritt S113, wobei der Kühlzeitzähler CL um „1“ hochgezählt wird. Wenn der Kühlzeitzähler CL K3 oder mehr ist, geht der Prozess zu Schritt S114, wobei das Verriegelungsbestimmungsflag F1 auf AUS gesetzt wird und das Verriegelungsfreigabeflag F2 auf EIN gesetzt wird.
  • Wenn das Verriegelungsfreigabeflag F2 in Schritt S105 EIN ist, geht der Prozess zu Schritt S115, wobei die in 7 gezeigte Verriegelungsfreigabesteuerung ausgeführt wird. In 7 wird in Schritt S301 bestimmt, ob die Verriegelungsfreigabe ausgeführt wird oder nicht. Zur Startzeit der Verriegelungsfreigabe wird die negative Bestimmung in Schritt S301 ausgeführt. Der Prozess geht zu Schritt S302, wobei der vorläufige Sollwert Ntg auf einen Winkel (θre - Δθ) gesetzt wird, der um einen Änderungsgröße Δθ (beispielsweise 10°CA) von der Ist-Nockenwellenphase θre in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Steuersollwert Mtg verschoben ist. Der Kühlzeitzähler CL wird auf null zurückgesetzt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Nockenwellenphase auf der Grundlage des Steuersollwertes Mtg angezeigt, wobei eine Richtung näher zum Steuersollwert Mtg bei einem positiven Code angezeigt wird und eine Richtung entfernt vom Steuersollwert Mtg als ein negativer Code angezeigt wird. Daher wird in Bezug auf eine Formel (vorläufiger Sollwert Ntg = Ist-Nockenwellenphase θre - Änderungsgröße Δθ) in Schritt S302 in einem Fall, in dem der Steuersollwert Mtg an einer Voreilseite in Bezug auf die Nockenwellenphase unmittelbar nach dem Maschinenstopp ist, ein Wert an einer Verzögerungsseite durch die Änderungsgröße Δθ von der Ist-Nockenwellenphase θre ein vorläufiger Sollwert Ntg. Andererseits wird in einem Fall, in dem der Steuersollwert Mtg in Bezug auf die Nockenwellenphase unmittelbar nach dem Maschinenstopp vorbewegt wird, ein Wert, der um die Größe Δθ von der Ist-Nockenwellenphase θre vorbewegt ist, ein vorläufiger Sollwert Ntg.
  • In Schritt S303 wird das Leistungszuführtastverhältnis Duty auf einen Wert umgekehrt in eine Positiv-Negativ-Richtung in Bezug auf eine Richtung, in der die Ist-Nockenwellenphase θre zum Steuersollwert Mtg geändert wird, eingestellt. Genauer gesagt wird beispielsweise das Leistungszuführtastverhältnis Duty auf „-D(Ini)“ mit der gleichen Größe wie ein Erhöhungswert D(Ini) in der Leistungszuführerhöhungssteuerung eingestellt. Ein Befehl wird zur EDU 31 übermittelt, um die Leistungszuführsteuerung zum Elektromotor 26 mit dem Leistungszuführtastverhältnis Duty (beispielsweise „-D(Ini)“) auszuführen.
  • In Schritt S304 wird bestimmt, ob die Ist-Nockenwellenphase θre den vorläufigen Sollwert Ntg erreicht oder nicht. Wenn die Ist-Nockenwellenphase θre den vorläufigen Sollwert Ntg nicht erreicht, endet die vorliegende Routine. Wenn die Ist-Nockenwellenphase θre den vorläufigen Sollwert Ntg erreicht, geht der Prozess zu Schritt S305, wobei das Verriegelungsfreigabeflag F2 auf AUS gesetzt wird.
  • Unmittelbar nach dem Ausführen der umgekehrten Rotation der Nockenwelle 16 für eine vorbestimmte Periode sind die Antworten in den Schritten S105 und S106 JA und die Antworten in den Schritten S107 und S108 NEIN. Der Prozess geht zu Schritt S104, wobei die grundlegende Steuerung nach dem Stopp ausgeführt wird. Daher wird die Nockenwelle 16 von der Rückwärtsrotation zur Vorwärtsrotation geschaltet und wird unmittelbar nach dem Schalten das Elektromotorleistungszuführtastverhältnis auf einen Erhöhungswert D(Ini) zeitweise erhöht.
  • Die Verriegelungsfreigabe wird erreicht, indem der Impuls der Rotation von der Rückwärtsrotation zur Vorwärtsrotation zu dieser Zeit verwendet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die zeitweise Erhöhungszeit (T3 in 4) nach der Vorwärtsrotation auf den gleichen Wert wie die Ausführzeit (T1 in 4) der Leistungszuführerhöhungssteuerung eingestellt. Alternativ dazu kann sich T3 in der Länge von T1 unterscheiden oder länger als T1 sein.
  • Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die folgenden Vorteile erreicht werden.
  • Wenn der Verriegelungszustand der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten in der Mitte des Änderns der Nockenwellenphase zur Soll-Nockenwellenphase auftritt, wird die Temperatur der Elektromotorvorrichtung (Elektromotor 26 und Elektromotortreiberschaltung 31) durch Ausführen der Elektromotorkühlsteuerung verringert. Ferner wird, wenn die Temperatur der Elektromotorvorrichtung abgesenkt wird, die Leistungszuführsteuerung (Verriegelungsfreigabesteuerung) ausgeführt, um den Verriegelungszustand der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten zu eliminieren. Dadurch wird verhindert, dass sich das Elektromotordrehmoment aufgrund der hohen Temperatur des Elektromotors 26 oder von Versagen der Schaltelemente S1 bis S6 verringert. Daher kann der Verriegelungszustand der Nockenwelle durch die Verriegelungsfreigabesteuerung mit Gewissheit freigegeben werden. Schließlich kann die Ventilsteuerzeit beim Maschinenstopp in angemessener Weise gesteuert werden.
  • Aufgrund der Strukturierung zum Stoppen der Leistungszuführung über die EDU 31 zum Elektromotor 26 und der Verwendung der Wärmefreigabe in diesem Zustand kann die Temperatur der Elektromotorvorrichtung mit einer relativ einfachen Struktur verringert werden, ohne dass die andere Vorrichtung zum Kühlen der Elektromotorvorrichtung vorgesehen ist.
  • Wenn der Verriegelungszustand der Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten auftritt, wird die Verriegelungsfreigabesteuerung ausgeführt, um die Nockenwellenphase in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zur Soll-Nockenwellenphase zeitweise zu ändern. Daher kann, wenn die Rotationsphase der Nockenwelle 16 in die Änderungsrichtung zum Sollwert danach gedreht wird, der Verriegelungszustand mit dem Impuls der Rotation mit Gewissheit freigegeben werden, der durch die Rückwärtsrotation der Nockenwelle 16 verursacht wird. Außerdem kann, da die Elektromotorvorrichtung gekühlt wird, bevor die Steuerung der Nockenwellenphase in Rückwärtsrichtung ausgeführt wird, die Rückwärtsrotation der Nockenwelle 16 in der gleichen Steuerung mit Gewissheit ausgeführt werden.
  • Beim Zurückführen der Nockenwelle 16 zurück zur Ursprungsrotationsrichtung nach der umgekehrten Rotation der Nockenwelle 16 durch die Verriegelungsfreigabesteuerung wird die Leistungszuführgröße zum Elektromotor 26 auf eine vorbestimmte Erhöhungsgrö-ße D(lni) beim Start des Änderns der Rotationsrichtung zeitweise erhöht. Daher kann die Ausgabe des Elektromotors 26 angemessen und sofort erhöht werden, wenn eine Überführung der Rückwärtsrotation zur Vorwärtsrotation der Nockenwelle 26 stattfindet. Ferner wird der Impuls der Rotation der Nockenwelle 16 erhöht. Als ein Ergebnis kann die Verriegelungsfreigabe mit höherer Gewissheit erreicht werden.
  • [Zweites Ausführungsbeispiel]
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben, wobei sich auf eine Differenz im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel fokussiert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn der Verriegelungszustand der Nockenwelle 16 in der Mitte des Ausführens der Steuerung nach dem Stopp ausgeführt wird, die Verriegelungsfreigabesteuerung (dritte Leistungszuführsteuerung) als Erstes ausgeführt. Wenn die Verriegelungsfreigabe durch die Verriegelungsfreigabesteuerung nicht erreicht werden kann, wird die Elektromotorkühlsteuerung ausgeführt. Nach dem Ausführen der Elektromotorkühlsteuerung wird die Verriegelungsfreigabe durch die Verriegelungsfreigabesteuerung (zweite Leistungszuführsteuerung) erneut ausgeführt. Das heißt, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur in einem Fall, in dem die Verriegelungsfreigabe durch die Verriegelungsfreigabesteuerung nicht erreicht werden kann, das Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird.
  • Genauer gesagt wird entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn erfasst wird, dass der Verriegelungszustand der Nockenwelle 16 auftritt, eine Rückwärtsrotationssteuerung zum zeitweisen Steuern der Nockenwellenphase in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Sollwert als die Verriegelungsfreigabesteuerung (Rückwärtsrotationssteuerung) ausgeführt. Es wird bestimmt, ob die Änderung der Nockenwelle in Rückwärtsrichtung durch die Rückwärtsrotationssteuerung (Rückwärtsrotationsbestimmung) auftritt oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn bestimmt wird, dass die Änderung der Nockenwelle in Rückwärtsrichtung auftritt, die Rotationsphase der Nockenwelle zur Vorwärtsrichtung zurückgeführt, ohne dass das Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, beispielsweise wird diese zur Steuerung nach dem Stopp überführt. Währenddessen wird, wenn bestimmt wird, dass die Änderung der Nockenwelle in Rückwärtsrichtung nicht auftritt, die Elektromotorvorrichtung gekühlt und die Nockenwelle einmal mehr für die Verriegelungsfreigabe rückwärts gedreht.
  • 8 ist eine Zeitdarstellung, die die Phasensteuerung nach dem Maschinenstopp im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt, bei der ein Übergang der Phase der Nockenwelle 16 und ein Übergang des Leistungszuführtastverhältnisses des Elektromotors 26 gezeigt sind.
  • Es wird besprochen werden, dass die Rotation der Nockenwelle 16 stoppt oder im Wesentlichen stoppt, und zwar zur Steuerzeit t21 in der Mitte des Änderns einer Ist-Nockenwellenphase zu einem Sollwert, und es wird bestimmt, dass die Verriegelung auftritt, und zwar zur Steuerzeit t22. In diesem Fall wird zur Steuerzeit t22 ein vorläufiger Sollwert Ntg als Erstes auf einen Winkel (θre - Δθ) eingestellt, der um eine Änderungsgröße Δθ (beispielsweise 10°CA) von der Ist-Nockenwellenphase θre in einer Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zu einem Steuersollwert Mtg verschoben ist. Ein Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 wird auf ein Tastverhältnis des negativen Stromes geschaltet.
  • Es wird besprochen werden, dass eine Abweichung zwischen der Ist-Nockenwellenphase und dem Sollwert (vorläufigem Sollwert Ntg) nicht beseitigt ist, nachdem das Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 zum Tastverhältnis des negativen Stromes zur Steuerzeit t22 geschaltet ist. In diesem Fall wird die Leistungszuführung zum Elektromotor 26 gestoppt (das Leistungszuführtastverhältnis wird auf null gesetzt) und zwar zur Steuerzeit t23 und der Leistungszuführstoppzustand setzt sich eine vorbestimmte Zeit T4 fort. Das Leistungszuführtastverhältnis zum Elektromotor 26 wird erneut auf das Tastverhältnis des negativen Stromes zur Steuerzeit t24 eingestellt. Wenn die Nockenwelle 16 umgekehrt rotiert wird und die Rotationsphase den Sollwert (vorläufigen Sollwert Ntg) erreicht, wird der Sollwert der Nockenwellenphase zum Steuersollwert Mtg zur Steuerzeit t24 zurückgeführt. Das Leistungszuführtastverhältnis des Elektromotors 26 wird zu einem Tastverhältnis des positiven Stroms (beispielsweise einem Erhöhungswert D(lni)) geschaltet. Der Verriegelungszustand wird durch das Schalten von der Rückwärtsrichtung zur Vorwärtsrichtung freigegeben. Dann wird die Regelung ausgeführt, sodass die Nockenwellenphase gleich dem Sollwert wird.
  • Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben wurde, werden die folgenden Vorteile weiter erhalten.
  • Beim Auftreten der Verriegelung wird die Leistungszuführsteuerung als Erstes für die Verriegelungsfreigabe ausgeführt. Wenn die Verriegelungsfreigabe durch die Leistungszuführsteuerung nicht erreicht werden kann, wird das Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt. Daher kann nur in einem Fall, in dem das Elektromotordrehmoment, das für die Verriegelungsfreigabe erforderlich ist, aufgrund der hohen Temperatur der Elektromotorvorrichtung nicht erhalten werden kann, das Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt werden. Daher kann selbst in einem Fall, in dem der Verriegelungszustand auftritt, wenn die Verriegelungsfreigabe durch die Leistungszuführsteuerung erreicht werden kann, der Kühlvorgang weggelassen werden.
  • [Anderes Ausführungsbeispiel]
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann beispielsweise in der folgenden Weise ausgeführt sein.
  • Als eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Temperatur der Elektromotorvorrichtung ist ein Temperatursensor in der Nähe des Elektromotors 26 oder der EDU 31 angeordnet. Dieser Sensor erfasst eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung bei einer Kühlstartzeit oder eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung bei einer Verriegelungsbestimmungszeit (Temperatur zur Steuerzeit t14 in 4). Eine Kühlzeit der Elektromotorvorrichtung (T2 in 4) ändert sich in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur. Zu dieser Zeit wird mit zunehmender Temperatur der Elektromotorvorrichtung die Kühlzeit länger. Die Temperaturerfassungseinrichtung ist nicht auf eine Erfassungseinrichtung für das direkte Erfassen der Temperatur der Elektromotorvorrichtung begrenzt und kann eine Erfassungseinrichtung zum Abschätzen davon auf der Grundlage einer Maschinenkühlmitteltemperatur oder Ähnlichem sein.
  • Eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung kann durch den vorstehenden Temperatursensor während einer Periode des Ausführens des Kühlens der Elektromotorvorrichtung aufeinanderfolgend erfasst werden und das Kühlen der Elektromotorvorrichtung kann auf der Grundlage der momentan erfassten Temperatur gestoppt werden. Genauer gesagt kann, wenn die Temperatur der Elektromotorvorrichtung eine vorbestimmte Temperatur oder weniger innerhalb einer Kühlperiode der Motorvorrichtung wird, das Kühlen der Elektromotorvorrichtung gestoppt werden. Alternativ dazu kann, wenn die Temperatur der Elektromotorvorrichtung um eine vorbestimmte Größe innerhalb einer Kühlperiode der Elektromotorvorrichtung abgesenkt wird, das Kühlen der Elektromotorvorrichtung gestoppt werden. Die vorbestimmte Temperatur oder die vorbestimmte Größe kann ein voreingestellter konstanter Wert sein oder kann auf der Grundlage einer Temperatur bei einer Kühlstartzeit, einer Historie des Auftretens des Verriegelns oder Ähnlichem geändert werden.
  • In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird in Bezug auf die Verriegelungsfreigabesteuerung (zweite Leistungszuführsteuerung), die nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, die Elektromotorvorrichtung (Elektromotor 26 und die EDU 31) gekühlt, indem die Leistungszuführung über die EDU 31 zum Elektromotor 26 gestoppt wird. Jedoch ist ein Kühlverfahren zum Kühlen der Elektromotorvorrichtung (Kühlsteuereinrichtung) nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann ein Kühllüfter nahe dem Elektromotor 26 oder der EDU 31 angeordnet sein, um der Elektromotorvorrichtung Kühlwind zuzuführen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Leistungszuführung zum Elektromotor gestoppt werden und kann der Kühllüfter zusammen betrieben werden.
  • Wenn der Verriegelungszustand in der Mitte der Änderung der Nockenwellenphase auftritt, werden das Kühlen der Elektromotorvorrichtung durch die Elektromotorkühlsteuerung und die folgende Verriegelungsfreigabesteuerung wiederholt, bis dass der Verriegelungszustand beseitigt ist. In diesem Fall wird zu einem Zeitpunkt, zu dem die Ausführungsfrequenz der Verriegelungsfreigabesteuerung einen Bestimmungswert erreicht, zu bevorzugen, dass die Leistungszuführsteuerung für die Verriegelungsfreigabe nicht anschließend ausgeführt wird. In einem Fall, in dem der Verriegelungszustand nicht beseitigt werden kann, selbst wenn die Leistungszuführung für die Verriegelungsfreigabe eine Vielzahl an Malen nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass es schwierig ist, die Verriegelungsfreigabe durch die Leistungszuführsteuerung für die Verriegelungsfreigabe zu erreichen. Daher wird in diesem Fall die folgende Verriegelungsfreigabesteuerung gestoppt, um den verschwenderischen Leistungsverbrauch aufgrund des Ausführens der Verriegelungsfreigabesteuerung zu unterdrücken. In einem Fall, in dem die Ausführungsfrequenz der Verriegelungsfreigabesteuerung den Bestimmungswert erreicht, kann das Ausfallauftreten einem Fahrer mitgeteilt werden oder kann der Fehlerinhalt in einem Speicher für die Sicherung gespeichert werden.
  • In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist in Bezug auf die Verriegelungsfreigabesteuerung (zweite Leistungszuführsteuerung), die nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, die Leistungszuführrichtung des Elektromotors 26 umgekehrt, um die Nockenwelle in eine Richtung zeitweise zu drehen, die zur Änderungsrichtung zur Soll-Nockenwellenphase entgegengesetzt ist, jedoch ist die Verriegelungsfreigabesteuerung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Elektromotorleistungszuführgröße (Leistungszuführtastverhältnis) größer gestaltet werden, während die Leistungs- bzw. Energiezuführrichtung des Elektromotors 26 der positive Strom ist.
  • Eine Kühlzeitinformation über eine Beziehung zwischen der Kühlzeit der Elektromotorvorrichtung und dem Ergebnis von JA/NEIN der Verriegelungsbeseitigung durch die Verriegelungsfreigabesteuerung, die nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung innerhalb der Kühlzeit ausgeführt wird, wird gespeichert und eine momentane Kühlzeit kann auf der Grundlage der gespeicherten Kühlzeitinformation variabel eingestellt werden. Da die Zeit, die zum Absenken einer Temperatur der Elektromotorvorrichtung erforderlich ist, eine individuelle Differenz hat, wird die Motorkühlsteuerung in einem Zustand ausgeführt, der der individuellen Differenz entspricht. Daher kann die Temperatur der Elektromotorvorrichtung durch die Elektromotorkühlsteuerung ausreichend verringert werden, wobei schließlich mit Gewissheit die Verriegelungsfreigabe erreicht wird.
  • Genauer gesagt wird in einem Fall, in dem das Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, indem die Leistungszuführung zum Elektromotor 26 im Anschluss an das Auftreten der Verriegelung der Nockenwelle 16 gestoppt wird, die Leistungszuführstoppzeit (Kühlzeit) zum Elektromotor 26 als ein Lernwert im Speicher für die Sicherung gespeichert. Zu dieser Zeit wird das Ergebnis von JA/NEIN der Verriegelungsfreigabe durch die Verriegelungsfreigabesteuerung nach dem Kühlen ebenfalls zusammen gespeichert. In einem Fall, in dem die Verriegelungsfreigabe zur Leistungszuführstoppzeit, die bei TA1 angezeigt ist, erreicht werden kann, wird die Leistungszuführstoppzeit beim Elektromotorkühlen auf TA1 beim folgenden Auftreten der Verriegelung der Nockenwelle 16 eingestellt. In einem Fall, in dem die Verriegelungsfreigabe in der Leistungszuführstoppzeit TA1 nicht erreicht werden kann, wird die Leistungszuführstoppzeit der Elektromotorvorrichtungskühlzeit auf TA2, die länger als TA1 ist, beim folgenden Auftreten der Verriegelung der Nockenwelle 16 gesetzt.
  • Es wird bestimmt, ob der Verriegelungszustand in der Verriegelungsfreigabesteuerung (zweite Leistungszuführsteuerung) beseitigt ist oder nicht, die nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass der Verriegelungszustand nicht beseitigt ist, wird das Kühlen der Elektromotorvorrichtung durch die Elektromotorkühlsteuerung erneut ausgeführt. Dann wird nach dem erneuten Kühlen die Leistungszuführsteuerung für die Verriegelungsfreigabe erneut ausgeführt. In einem Fall, in dem Verriegelungsfreigabe nicht erreicht werden kann, selbst wenn die Verriegelungsfreigabesteuerung nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführt wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Temperatur der Elektromotorvorrichtung durch die Elektromotorkühlsteuerung vor der Verriegelungsfreigabe nicht ausreichend abgesenkt werden kann und die Verriegelungsfreigabe aufgrund eines Fehlens des Elektromotordrehmoments nicht erreicht werden kann. Auch besteht eine Möglichkeit, dass die Temperatur der Elektromotorvorrichtung weiter erhöht wird, indem Leistung der Elektromotorvorrichtung in einem Zustand zugeführt wird, in dem die Verriegelungsfreigabe nicht erreicht ist. Daher können in der vorstehend beschriebenen Konstruktion die Kühlzeit beim vorherigen Kühlen als die Kühlzeitinformation gespeichert werden und die Kühlzeit zum Zeitpunkt des erneuten Kühlens der Elektromotorvorrichtung länger als beim vorherigen Kühlen sein, und zwar auf der Grundlage der Kühlzeitinformation.
  • Im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 umgekehrt zur Leistungszuführrichtung zum Zeitpunkt des Änderns der Nockenwellenphase zum Sollwert, um die Nockenwellenphase zeitweise umzukehren. Jedoch kann die Nockenwellenphase in einer Umkehrrichtung zeitweise geändert werden, indem die Elektromotorleistungszuführgröße verringert wird oder die Leistungszuführgröße zum Motor 26 auf null verringert wird, ohne dass die Leistungszuführrichtung des Elektromotors 26 geändert wird. In der Mitte der Änderung der Nockenwellenphase wird, wenn die Nockenwellenphase in der momentanen Phase gehalten werden soll, der Haltestrom zum Halten der Phase gefordert. Daher ist es möglich, die Nockenwellenphase in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Sollwert zu ändern, indem die Leistungszuführung zum Elektromotor 26 auf weniger als zurzeit verringert wird, und kann die Verriegelungsfreigabe durch diese Konstruktion ebenfalls erreicht werden. In diesem Fall ist es, obwohl eine Gewissheit der Verriegelungsfreigabe niedriger als in einem Fall der Änderung der Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 zur Rückwärtsrichtung ist, in einem Punkt von Vorteil, wo ein Zahnradrütteln zwischen Zahnrädern aufgrund der Rückwärtsrotation der Nockenwelle 16 unterdrückt werden kann.
  • Die Nockenwellenphase wird in einer Rückwärtsrichtung zeitweise geändert, indem die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 umgekehrt wird oder die Elektromotorleistungszuführgröße verringert oder die Leistungszuführgröße zum Elektromotor 26 auf null verringert wird, ohne dass die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 geändert wird. In dieser Struktur wird bei einem Auftreten eines ersten Verriegelungszustandes die Verriegelungsfreigabe ausgeführt, indem die Elektromotorleistungszuführgröße verringert wird oder die Leistungszuführgröße zum Elektromotor 26 auf null verringert wird, ohne dass die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 geändert wird. Beim Auftreten eines zweiten Verriegelungszustandes wird die Verriegelungsfreigabe ausgeführt, indem die Leistungszuführrichtung zum Elektromotor 26 umgekehrt wird. In diesem Fall kann die Verriegelungsfreigabe erreicht werden, während ein Gleichgewicht zwischen dem Unterdrücken des Zahnradrüttelns zwischen Zahnrädern und der Gewissheit der Verriegelungsfreigabe aufrechterhalten wird. Das heißt, dass unter der Annahme, dass das Verriegelungsauftreten im Prinzip rar ist, die Leistungszuführrichtung bei der Verriegelungsfreigabezeit als Erstes nicht geändert wird und nach Bedarf umgekehrt wird. Daher kann die bevorzugte Verriegelungsfreigabesteuerung ausgeführt werden und kann gleichzeitig das Zahnradrütteln zwischen Zahnrädern, das durch die Rückwärtsrotation der Nockenwelle 16 verursacht wird, unterdrückt werden.
  • Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten vom elektrisch betriebenen Typ zum elektrischen Rotieren der Nockenwelle 16 der Einlassseite über den Mechanismus 21 mit variabler Phase durch den Elektromotor 26 angewendet, jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine hydraulische Vorrichtung mit variablen Ventilsteuerzeiten zum Rotieren der Nockenwelle 16 der Einlassseite zum Steuern der Drücke in einer Hydraulikschaltung durch eine elektrische Pumpe, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, angewendet werden. In dieser Konstruktion besteht, da der Mechanismus 21 mit variabler Phase als ein Rotationsübertragungsabschnitt unnötig ist, obwohl die Möglichkeit des Auftretens des Verriegelns in Abhängigkeit der Gleichmäßigkeitspegel des Eingriffszustands zwischen den Zahnradzähnen des Mechanismus 21 mit variabler Phase verringert ist, eine Möglichkeit, dass der Verriegelungszustand aufgrund von Lasten auftritt, die zu Zeiten erzeugt werden, zu denen die Nocken der Nockenwelle Einlass/Auslass-Ventile entgegen Spannkräften der Ventilfedern niederdrücken. Daher kann die Wirkung der Änderung mit Gewissheit der Phase der Nockenwelle zu einem Sollwert erreicht werden, indem die vorliegende Erfindung auf eine hydraulische Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten angewendet wird.
  • Die Vorrichtung 18 für variable Ventilsteuerzeiten ist in der Nockenwelle 16 der Einlassseite vorgesehen, jedoch kann die Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten in der Nockenwelle 17 der Auslassseite vorgesehen sein. Die Verriegelungsfreigabesteuerung und die Elektromotorkühlsteuerung werden gemäß Vorbeschreibung ausgeführt.
  • Die vorliegende Erfindung wird auf eine Vorrichtung mit variablen Ventilsteuerzeiten angewendet, die mit dem Mechanismus 21 für variable Phasen zwischen dem Elektromotor 26 und der Nockenwelle 16 der Einlassseite versehen ist, jedoch ist, solange wie die Rotationsphase der Nockenwelle 16 der Einlassseite in Bezug auf die Kurbelwelle 12 durch einen Antrieb des Elektromotors 26 variabel ist, die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Konstruktion beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung mit variablen Ventilsteuerzeiten angewendet werden, die mit einem Verbindungsmechanismus versehen ist, der durch Arme bzw. Träger oder eine Führungsplatte zwischen dem Elektromotor 26 und der Nockenwelle 16 der Einlassseite konstruiert ist.
  • Eine Maschine (11) ist somit mit einer Vorrichtung (18) für variable Ventilsteuerzeiten versehen, die eine Rotationskraft, die durch einen Elektromotor (26) erzeugt wird, über eine Motortreiberschaltung (31) zu einer Nockenwelle (16) überträgt, um eine Rotationsphase der Nockenwelle (16) in Bezug auf eine Kurbelwelle (12) zu ändern. Eine ECU (30) kühlt einen Elektromotor (26) und eine Elektromotortreiberschaltung (31), wenn die Änderung der Rotationsphase stoppt, während die Änderung der Rotationsphase der Nockenwelle (16) zu einem Sollwert erfasst wird. Außerdem wird der Verriegelungszustand durch das Antreiben des Elektromotors (26) durch die Motortreiberschaltung (31) nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung beseitigt.

Claims (6)

  1. Eine zum Einsatz mit einer Vorrichtung für variable Ventilsteuerzeiten geeignete Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten, die eine Elektromotorvorrichtung mit einem Elektromotor (26) und einer Elektromotortreiberschaltung (31) zum Zuführen von Leistung zum Elektromotor (26) für einen Antrieb aufweist, wobei eine durch Antreiben des Elektromotors (26) erzeugbare Rotationskraft zu einer Nockenwelle (16) für eine Brennkraftmaschine (11) übertragbar ist, um eine Rotationsphase der Nockenwelle (16) in Bezug auf eine Kurbelwelle (12) für die Brennkraftmaschine (11) durch die Rotationskraft zu ändern, wobei die Steuereinrichtung Folgendes aufweist: einen ersten Leistungszuführsteuerabschnitt (30) zum Ausführen einer ersten Leistungszuführsteuerung, um die Rotationsphase durch Antreiben des Elektromotors (26) durch die Elektromotortreiberschaltung (31) auf einen Sollwert zu steuern, einen Verriegelungserfassungsabschnitt (30) zum Erfassen eines Auftretens eines Verriegelungszustandes, bei dem eine Änderung der Rotationsphase stoppt oder im Wesentlichen stoppt, während einer Änderung der Rotationsphase zum Sollwert durch den ersten Leistungszuführsteuerabschnitt (30), einen Kühlsteuerabschnitt (30) zum Steuern des Kühlens der Elektromotorvorrichtung in einem Fall, in dem durch den Verriegelungserfassungsabschnitt (30) erfasst wird, dass der Verriegelungszustand auftritt, und einen zweiten Leistungszuführsteuerabschnitt (30) zum Ausführen einer zweiten Leistungszuführsteuerung zum Beseitigen des Verriegelungszustandes durch Antreiben des Elektromotors (26) mittels der Elektromotortreiberschaltung (31) nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung durch den Kühlsteuerabschnitt (30), dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leistungszuführsteuerabschnitt (30) dazu bestimmt ist, eine Rückwärtsrotationssteuerung zum zeitweisen Steuern der Rotationsphase in eine Richtung entgegengesetzt zur Änderungsrichtung zum Sollwert als zweite Leistungszuführsteuerung auszuführen.
  2. Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten nach Anspruch 1, wobei der Kühlsteuerabschnitt (30) dazu geeignet ist, die Elektromotorleistungszuführung durch die Elektromotortreiberschaltung zu stoppen und die Elektromotorvorrichtung durch Wärmefreigabe im Leistungszuführstoppzustand zu kühlen.
  3. Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten nach Anspruch 1 oder 2, die ferner aufweist: einen ersten Temperaturerfassungsabschnitt zum Erfassen einer Temperatur der Elektromotorvorrichtung zu einer Kühlstartzeit durch den Kühlsteuerabschnitt, wobei der Kühlsteuerabschnitt dazu aufgebaut ist, eine Kühlzeit der Elektromotorvorrichtung auf der Grundlage der durch den ersten Temperaturerfassungsabschnitt erfassten Temperatur einzustellen.
  4. Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner aufweist: einen zweiten Temperaturerfassungsabschnitt zum Erfassen einer Temperatur der Elektromotorvorrichtung innerhalb einer Kühlausführperiode durch die Kühlsteuereinrichtung, wobei: das Kühlen der Elektromotorvorrichtung durch den Kühlsteuerabschnitt auf der Grundlage der durch den zweiten Temperaturerfassungsabschnitt erfassten Temperatur stoppbar ist.
  5. Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner aufweist: einen Speicherabschnitt (30) zum Speichern einer Kühlzeitinformation über eine Beziehung zwischen einer Kühlzeit der Elektromotorvorrichtung durch den Kühlsteuerabschnitt und einem Ergebnis von JA/NEIN der nach dem Kühlen der Elektromotorvorrichtung ausgeführten Verriegelungsbeseitigung durch die zweite Leistungszuführsteuerung, wobei die Kühlzeit der Elektromotorvorrichtung durch den Kühlsteuerabschnitt (30) auf der Grundlage der im Speicherabschnitt gespeicherten Kühlzeitinformation einstellbar ist.
  6. Eine Steuereinrichtung für variable Ventilsteuerzeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner aufweist: einen dritten Leistungszuführsteuerabschnitt (30) zum Ausführen einer dritten Leistungszuführsteuerung zum Beseitigen des Verriegelungszustandes durch Antreiben des Elektromotors (26) durch die Elektromotortreiberschaltung vor dem Kühlen durch die Kühlsteuereinrichtung, wenn der Verriegelungserfassungsabschnitt (30) erfasst, dass der Verriegelungszustand auftritt, und einen Verriegelungsfreigabebestimmungsabschnitt (30), um durch Ausführen der dritten Leistungszuführsteuerung zu bestimmen, ob der Verriegelungszustand beseitigt ist, wobei der Kühlsteuerabschnitt dazu aufgebaut ist, die Elektromotorvorrichtung zu kühlen, wenn der Verriegelungserfassungsabschnitt (30) ein Auftreten des Verriegelungszustands erfasst, und der Verriegelungsfreigabebestimmungsabschnitt (30) bestimmt, dass der Verriegelungszustand nicht beseitigt ist.
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