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QUERVERWEISUNG AUF VERWANDET ANMELDUNG
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Diese Anmeldung genießt die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit Nr. 10-2014-0078259 , die am 25. Juni 2014 eingereicht wurde, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein kontinuierlich variables Ventilsteuerzeitsystem und bezieht sich spezifischer auf ein Mittelphasen-kontinuierlich variables Ventilsteuerzeitsystem mit Zwischenverriegelungsstift- und Nockendrehmomentverhaltenssteuerung.
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STAND DER TECHNIK
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In Folge einer zunehmenden Anforderung für Kraftstoffeffizienzverbesserung, Abgasreduktion, Niedriggeschwindigkeits-Drehmomenterhöhung und Ausgangsverbesserung, besteht eine Notwendigkeit, die Leistung eines kontinuierlich variablen Ventilsteuerzeitsystems (CVVT) oder Nockenwellenverstellersystems zu verbessern, welches dazu geeignet ist, Einlass-/Auslassventilöffnungs- und Schließzeiten desselben gemäß einer Motorumdrehung pro Minute (RPM bzw. UpM) optimal zu steuern.
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Um die Leistung des konventionellen CVVT zu verbessern, wurde ein Mittelphasen-CVVT entwickelt, um Systemreaktionszeiten zu reduzieren und einen Nockenbetriebsbereich zu erweitern.
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Das Mittelphasen-CVVT verbessert die Kraftstoffeffizienz, indem eine Ventilüberlappung von Einlass- und Auslassventilen erhöht wird, um einen Pumpverlust zu reduzieren, und reduziert das Abgas, indem ein internes Abgasrückführungs(EGR)-wiederverbranntes („recombust“) Verbrennungsgas von der Ventilüberlappung gemäß Motorbetriebsbedingungen verwendet wird. Die Mittelphasen-CVVT verbessert ferner das Niedriggeschwindigkeitsdrehmoment und die Leistung desselben, indem eine Volumeneffizienz erhöht wird, unter Verwendung einer Optimierung von Einlassventilzeiten gemäß den Motorbetriebsbedingungen, wodurch die Kraftstoffeffizienz und die Abgasreduktion weiter verbessert werden.
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Die Mittelphasen-CVVT steuert eine Nockenposition bei einer Mittelposition, weder bei der verzögerten bzw. späten (Einlass) Position noch der verfrühten bzw. frühen (Auslass) Position, wenn eine Mittelphasen-CVVT durchgeführt wird, auf Basis einer Differenz zwischen einem Zielwert und einem aktuellen Wert des Nockens, wodurch die Systemreaktionszeit reduziert wird und der Nockenbetriebsbereich erweitert wird.
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Das Mittelphasen-CVVT hält jedoch eine Nockenmittelphase aufrecht, indem ein Verriegelungsstift bzw. Verriegelungsbolzen bzw. Arretierungsstift verwendet wird, und daher kann eine Verzögerung beim Entriegeln (Verriegeln -> Entriegeln) des Verriegelungsstifts auftreten.
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Der Verriegelungsstift muss beispielsweise beim Steuern des Mittelphasen-CVVTs zu allen Zeiten schnell entriegelt werden, das Entriegeln des Verriegelungsstifts wird aber unter einer spezifischen Bedingung verzögert, gemäß der eine Motordrehzahl (RPM) auf ungefähr 500 RPM bzw. Umdrehungen pro Minute bis 1000 RPM reduziert wird und eine Motoröltemperatur ungefähr 110°C bis 130°C beträgt, und daher tritt eine Reaktionsverzögerung auf.
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Die Reaktionsverzögerung des Verriegelungsstifts tritt hauptsächlich auf, wenn das Mittelphasen-CVVT unter der Bedingung einer Regelkreisantwortzeit bzw. „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) bei 100° (Kurbelwinkel)/s nach einem Motorstart gesteuert wird, was daher eine Effizienz von Emissionseffekten verringert, was schädliche Substanzen reduziert.
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Das Mittelphasen-CVVT wird gesteuert bzw. geregelt, um Betriebsfunktionen bei einer Öltemperatur von –10°C bis 130°C und einer Motordrehzahl bzw. Motor-RPM identisch mit oder größer als 500 RPM zu erfüllen, sodass die Reaktionsverzögerung des Verriegelungsstifts unter spezifischen Niedriggeschwindigkeits- und Hochtemperaturbedingungen die Betriebsleistung des Mittelphasen-CVVTs reduzieren kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts richtet sich auf ein Mittelphasen-kontinuierlich variables Ventilsteuerzeit-(CVVT)-System mit Zwischenverriegelungsstift- und Nockendrehmomentverhaltenssteuerung und ein Verfahren dazu, zum Reduzieren einer Reaktionsverzögerung eines Verriegelungsstifts unter einer Bedingung einer Regelkreis- bzw. „Open Loop“-Antwortzeit bei 100° (Kurbelwinkel)/s, einer Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 1000 RPM und einer Öltemperatur von 110°C bis 130°C unter Verwendung von zwei Steuermoden. Die zwei Steuermoden schließen einen Nockenphasensteuermodus als einen allgemeinen Steuermodus und einen Nockendrehmomentverhalten- bzw. Nockendrehmomentreaktions-Steuermodus ein, der den Verriegelungsstift vor dem Nockenphasensteuermodus auf eine Notwendigkeit einer schnellen Entriegelungsschaltung (Verriegelt -> Entriegelt) des Verriegelungsstifts hin schnell entriegelt, der einen Nocken bei einer Mittelposition verriegelt, wenn ein Motor läuft und benötigte Betriebsfunktionen bei einer Öltemperatur von –10°C bis 130°C und einer Motordrehzahl identisch mit oder größer als 500 RPM erfüllt sind.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können mittels der nachfolgenden Beschreibung verstanden werden und werden in Bezug auf Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts ersichtlich sein. Es ist für den Fachmann, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, auch offenkundig nachvollziehbar, dass sich die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung mittels der beanspruchten Elemente bzw. Mittel und Kombinationen derselben realisieren lassen.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts ist ein Verfahren zum Steuern eines Zwischenverriegelungsstifts und eines Nockendrehmomentverhaltens bzw. einer Nockendrehmomentreaktion bzw. -antwort für ein Mittelphasen-kontinuierlich variables Ventilsteuerzeit-(CVVT)-System offenbart. Das Verfahren schließt das Einleiten eines Nockenphasensteuermodus zum Steuern des Mittelphasen-CVVTs, wenn ein Motor startet, oder das Ausführen eines Verriegelungsstift Chatterings bzw. -ratterns ("Chattering") eines Verriegelungsstifts ein, der einen Nocken bei einer Mittelposition verriegelt, die sich zwischen einer späten Position und einer frühen Position befindet, mittels eines Öldrucks. Ein Nockenwellendrehmomentreaktionssteuermodus zum Steuern des Mittelphasen-CVVTs wird eingeleitet. Das Verriegelungsstift-Chattern tritt in Folge eines intermittierenden bzw. unterbrochenen Ölflusses auf, der dem Verriegelungsstift zugeführt wird.
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Der intermittierende Ölfluss kann durch intermittierendes bzw. aussetzendes Einschalten/Ausschalten eines Ölflusssteuerventils (OCV) herbeigeführt werden, welches das Öl steuert.
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Der Nockenwellendrehmomentreaktionssteuermodus kann eingeleitet werden, wenn ein Zielwert des Nockens derselbe ist wie ein aktueller Wert des Nockens, und der Nockenphasensteuermodus kann eingeleitet werden, wenn sich der Zielwert des Nockens von dem aktuellen Wert des Nockens unterscheidet.
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Eine Ausführungsbedingung des Nockenwellendrehmomentreaktionssteuermodus kann eine Motorumdrehungszahl pro Minute (RPM) von 500 bis 1000 Umdrehungen pro Minute und eine Öltemperatur von 110°C bis 130°C einschließen.
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Die Ausführungsbedingung des Phasendrehmomentreaktionssteuermodus kann ferner eine Regelkreis- bzw. „Open Loop“-Antwortzeit bei 100° (Kurbelwellenwinkel)/s für einen Emissionseffekt einschließen.
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Der Nockenwellendrehmomentreaktionssteuermodus kann ausgeführt werden, indem ermittelt wird, ob ein Entriegeln des Verriegelungsstifts verzögert ist, mittels einer ersten bzw. durch eine erste Schnellentriegelungsbedingung bzw. einem ersten Schnellentriegelungszustand. Ob das Verriegelungsstift-Chattern mittels einer zweiten bzw. durch eine zweite Schnellentriegelungsbedingung bzw. einen Schnellentriegelungszustand ausgeführt wird, wird nach der Verriegelungsverzögerung des Verriegelungsstifts ermittelt. Das Verriegelungsstift-Chattern wird durchgeführt, indem die Nockendrehmomentverhaltenssteuerung gesteuert wird, wenn das Mittelphasen-CVVT gesteuert wird.
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Die erste Schnellentriegelungsbedingung kann eine Öltemperatur, eine Motordrehzahl und eine Spannung einschließen.
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Ermittlungsbedingungen bzw. Feststellbedingungen des ersten Schnellentriegelns können einschließen: Öltemperatur > TH_O (Öltemperaturschwellenwert), Motordrehzahl < TH_R (Motordrehzahlschwellenwert) und Spannung > TH_L (Spannungsschwellenwert). Die Entriegelungsverzögerung des Verriegelungsstifts kann ermittelt bzw. erfasst werden, wenn alle Ermittlungsbedingungen erfüllt sind.
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Die Öltemperatur kann 110°C bis 130°C betragen, die Motordrehzahl kann 500 bis 1000 RPM bzw. Umdrehungen pro Minute betragen und die Spannung kann eine Spannung eines Ölflusssteuerventils sein, welche das Öl des Mittelphasen-CVVTs steuert.
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Wenn irgendeine unter der Ermittlungsbedingung der Öltemperatur, der Ermittlungsbedingung der Motordrehzahl und der Ermittlungsbedingung der Spannung nicht erfüllt ist, kann die Entriegelungsverzögerungsermittlung des Verriegelungsstifts enden, und der Nockenphasensteuermodus, der unmittelbar die Steuerung des Mittelphasen-CVVTs ausführt, kann eingeleitet werden.
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Die zweite Schnellentriegelungsbedingung kann eine Kurbelwellensignalsynchronisation einschließen, eine Öffnungszeitpunktermittlung des Einlassventils für jeden Zylinder, eine Nockendrehmomentermittlung, eine Öltemperaturüberprüfung und eine Nockendrehmomentphasenermittlung. Wenn die Nockendrehmomentphase ein negatives erzeugtes Nockendrehmoment ist und das Einlassventil geöffnet ist, kann das Verriegelungsstift-Chattern ermittelt werden. Die Öltemperatur kann in eine erste Öltemperatur eines Bereichs von 110°C und eine zweite Öltemperatur eines Bereichs von 130°C unterteilt werden, und das Verriegelungsstift-Chattern kann jeweils bei der ersten Öltemperatur und der zweiten Öltemperatur durchgeführt werden.
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Wenn ein positives Nockendrehmoment erzeugt wird und sich das Einlassventil schließt, kann das Verriegelungsstift-Chattern enden, und der Nockenphasensteuermodus, der die Steuerung des Mittelphasen-CVVTs unmittelbar ausführt, kann eingeleitet werden.
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In der Nockenphasenverhaltenssteuerung kann das Verriegelungsstift-Chattern ein Pulsbreitenmodulations(PWM)-Betriebssignal sein, das einem Ölflusssteuerventil (OCV) zugeführt wird. Die Erzeugung des PWM-Betriebssignals kann unterteilt werden in eine erste Öltemperatur eines Bereichs von 110°C und eine zweite Öltemperatur eines Bereichs von 130°C unter der zweiten Schnellentriegelungsbedingung, und eine Ausgabe des PWM-Betriebssignals kann bei einer negativen Nockendrehmomentphase erzeugt werden, wenn sich das Einlassventil unter der zweiten Schnellentriegelungsbedingung öffnet.
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In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts, weist in einem kontinuierlichen variablen Ventilsteuerzeitsystem gemäß erfinderischem Konzept eine Mittelphasen-kontinuierliche variable Ventilzeitsteuerung eine Steuerung auf, die zum Steuern eines Mittelphasen-CVVTs geeignet ist, wenn ein Motor läuft. Die Steuerung weist einen Nockendrehmomentsensor, einen Nockenphasensteuerungsermittler, einen Nockendrehmomentsteuerermittler, und eine Nockenphasensteuerung auf. Der Nockendrehmomentsensor ist zur Verwendung eines Kurbelwellensignals, einer Kühlwassertemperatur und eines Ölflusssteuerventil(OCV)-Werts als Nockendrehmomenterfassungsdaten ausgebildet, die dazu geeignet sind, eine Nockendrehmomentphase durch ein negatives Nockendrehmoment, das zu dem Zeitpunkt einer Öffnung eines Einlassventils erzeugt wird, und ein positives Nockendrehmoment zu erfassen, das erzeugt wird, wenn sich das Einlassventil schließt, und dazu geeignet, ein Signal des negativen Nockendrehmoments an die Phasensteuerung auszugeben. Der Nockenphasensteuerungsermittler ist dazu geeignet, eine Differenz zwischen einem Nockenzielwert und einem aktuellen Nockenwert, die aus dem Nockendrehmoment berechnet wird, als Nockenphasenerfassungsdaten zu verwenden, und gibt ein Signal in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Nockenzielwert und dem aktuellen Nockenwert an die Nockenphasensteuerung aus. Ein Nockendrehmomentsteuerungsermittler ist dazu geeignet, eine Öltemperatur für Öltemperaturdaten zu verwenden, die Öltemperatur in eine erste Öltemperatur und eine zweite Öltemperatur zu unterteilen, und dazu geeignet, die unterteilten Öltemperaturen an die Nockenphasensteuerung auszugeben. Die Nockenphasensteuerung ist dazu geeignet, ein Pulsbreitenmodulations(PWM)-Betriebssignal auszugeben, das durch die erste Öltemperatur und die zweite Öltemperatur erzeugt wird, wenn die Nockendrehmomentphase eine negative Phase ist, und dazu geeignet, das PWM-Betriebssignal an die OCV-Steuerung auszugeben, die ein Öl des Mittelphasen-CVVTs steuert.
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Das OCV kann mit einem Öldruckkreis verbunden sein, und der Öldruckkreis ist mit dem Nocken verbunden, der ein Einlassventil und ein Auslassventil steuert, wobei der Öldruckkreis mit einem Verriegelungsstift versehen sein kann, der den Nocken bei einer Mittelposition zwischen einer am spätesten Position und einer am frühesten Position verriegelt, und ein Verriegelungsstift-Chattern kann in dem Verriegelungsstift erzeugt werden, indem das OCV wiederholt mittels des PWM-Betriebssignals eingeschaltet/ausgeschaltet wird.
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Das OCV kann das Öl bei einer Öltemperatur von –10°C bis 130°C und einer Motordrehzahl, die identisch ist mit oder größer ist als 500 Umdrehungen pro Minute steuern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B zeigen Flussdiagramme eines Zwischenverriegelungsstift- und Nockendrehmomentreaktionssteuerverfahrens für ein Mittelphasen-kontinuierlich variables Ventilsteuerzeitpunkt(CVVT)-System in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts.
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2 zeigt Diagramme, die ein Beispiel eines Nockendrehmomentdiagramms zeigen, das überprüft wird, wenn eine duale Mittelphase in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts gesteuert wird.
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3 zeigt eine Konfiguration, die ein Beispiel eines Verriegelungsstift-Chatterns mittels eines Nockendrehmomentreaktionssteuermodus zeigt, der von einem Nockenphasensteuermodus unterschieden wird, während der dualen Mittelphasensteuerung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts.
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4 zeigt ein Diagramm eines stark verbesserten Anspruchsverhaltens mittels Verriegelungsstift-Chatterns unter einer Bedingung einer „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) mit 100° (Kurbelwellenwinkel)/s, einer Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute und einer Öltemperatur von 110°C bis 130°C in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts.
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5A und 5B zeigen Konfigurationsbeispiele eines Mittelphasen-CVVT-Systems, das durch eine Steuerung gesteuert wird, zum Ausführen einer Nockendrehmomentreaktionssteuerung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1A und 1B, 2, 3 und 4 zeigen ein Beispiel eines Mittelphasen-kontinuierlich variablen Ventilsteuerzeitpunkt(CVVT)-Systems mit Zwischenverriegelungsstift- und Nockendrehmomentreaktionssteuerung und einem Verfahren dazu.
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Unter Bezugnahme auf 1A und 1B, schließt ein Zwischenverriegelungsstift- und nockendrehmomentreaktionssteuerverfahren für ein Mittelphasen-kontinuierlich variables Ventilsteuerzeitpunktsystems ein Erfassen eines Nockendrehmoments ein, wenn ein Motor startet (S10), und ein Erfassen einer Differenz zwischen einem Zielwert und einem aktuellen Wert eines Nockens (S20). Ein Nockenphasensteuermodus wird eingeleitet, wenn die Differenz zwischen dem Zielwert und dem aktuellen Wert des Nockens auftritt (S200 und S300), und ein Nockendrehmomentreaktionssteuermodus wird eingeleitet (S30 bis S140), wenn keine Differenz zwischen dem Zielwert und dem aktuellen Wert des Nockens auftritt. In diesem Fall repräsentiert das Auftreten der Differenz zwischen dem Zielwert und dem aktuellen Wert des Nockens eine vorgegebene Zeitdauer nach dem anfänglichen Start des Motors, und das Nichtauftreten der Differenz zwischen dem Zielwert und dem aktuellen Wert des Nockens repräsentiert das anfängliche Starten des Motors oder einen Leerlauf des Motors. Daher wird die Ermittlung bzgl. des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus bald durchgeführt, nachdem eine Steuerung für die Mittelphasen-CVVT-Steuerung das Starten des Motors erfasst. Insbesondere wird die Ermittlung des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus und einer Bedingung einer „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) bei 100° (Kurbelwellenwinkel)/s, einer Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute und einer Öltemperatur von 110°C bis 130°C durchgeführt, welche Motorbetriebsbedingungen zum Erhöhen eines Emissionseffekts zum Reduzieren von schädlichen Substanzen darstellen.
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Im Detail, ist der Nockendrehmomentreaktionsmodus (S30–S140) in Schritte unterteilt: Überprüfen einer ersten Schnellentriegelungsbedingung, in welcher ein Ansprechverhalten ("responsiveness") des Mittelphasen-CVVT in Folge einer Entriegelungsschaltverzögerung eines Verriegelungsstifts reduziert ist, welcher den Nocken bei einer Mittelposition in der Mittelphasen-CVVT verriegelt (S30 bis S50); Überprüfen einer zweiten Schnellentriegelungsbedingung, in welcher ein Ölfluss, welcher dem Verriegelungsstift zum Verriegelungsstift-Chattern zugeführt wird, verändert wird (S70 bis S110); und Durchführen einer Nockendrehmomentreaktionssteuerung, um dagegen vorzubeugen, dass das Ansprechverhalten bzw. die Ansprechzeit ("responsiveness") des Mittelphasen-CVVT erhöht wird, indem der Verriegelungsstift unter Verwendung des Verriegelungsstift-Chatterns schnell entriegelt wird (S120 bis S140).
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Die erste Schnellentriegelungsbedingung schließt die Bedingung einer Öltemperatur, einer Motordrehzahl und einer Spannung ein. Im Detail ist in Schritt S30 die Öltemperatur als eine Öltemperatur > TH_0 festgelegt, und die erste Schnellentriegelungsbedingungsüberprüfung wird kontinuierlich durchgeführt, wenn die Bedingungen erfüllt sind. Hier ist TH_0 ein Öltemperaturschwellenwert Schwellenwert_Öl, und wenn die Öltemperatur = 110°C bis 130°C, ist es dargestellt als TH_0 < 110°C bis 130°C. In Schritt S40 ist die Motordrehzahl angelegt als Motordrehzahl < TH_R. Wenn die Bedingungen erfüllt sind, wird die erste Schnellentriegelungsbedingungsüberprüfung kontinuierlich durchgeführt. Hier bezeichnet TH_R einen Motordrehzahlschwellenwert Schwellenwert_RPM, und wenn die Motordrehzahl gleich 500 Umdrehungen pro Minute bis 1000 Umdrehungen pro Minute ist, ist es dargestellt als TH_R > 1000 Umdrehungen pro Minute. In Schritt S50 ist die Spannung angelegt als Spannung < TH_L, und die erste Schnellentriegelungsbedingungsüberprüfung endet, wenn die Bedingungen erfüllt sind. Hier stellt TH_L, der ein Spannungsschwellenwert Schwellenwert_Low ist, eine Spannung dar, die an ein Ölflusssteuerventil (OCV) angelegt wird, und daher unterscheidet sich eine Stärke der angelegten Spannung gemäß einer OCV Vorgabe und ist daher nicht auf einen spezifischen Wert beschränkt.
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Daher wird unter der ersten Schnellentriegelungsbedingung, nachdem die Ermittlungen bezüglich Öltemperatur > TH_0, Motordrehzahl < TH_R und Spannung < TH_L sequentiell durchgeführt sind, und alle Bedingungen erfüllt sind, der Schritt der Einleitung des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus ausgeführt (S60), und dann wird die Überprüfung der zweiten Schnellentriegelungsbedingung durchgeführt.
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Die zweite Schnellentriegelungsbedingung schließt eine Kurbelwelle, ein Einlassventil, einen Nocken, Öl und eine Nockendrehmomentphase ein. In Schritt S70 wird eine Kurbelwellensignalsynchronisation überprüft, und in Schritt S80 wird ein Öffnungszeitpunkt des Einlassventils für jeden Zylinder unterschieden bzw. differenziert. In Schritt S90 wird ein Nockendrehmoment ermittelt, und in Schritt S100 wird die Öltemperatur überprüft, die in eine erste Öltemperatur eines Bereichs von 110°C und eine zweite Öltemperatur eines Bereichs von 130°C unterteilt ist. In Schritt S110 werden ein negatives Nockendrehmoment und ein positives Nockendrehmoment unterschieden bzw. differenziert.
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Daher kann unter der zweiten Schnellentriegelungsbedingung die sequentielle Überprüfung für die Kurbelwellensignalsynchronisation, den Öffnungszeitpunkt des Ventils für jeden Zylinder, und das Nockendrehmoment durchgeführt werden. Dann wird unter der ersten Öltemperaturbedingung des Bereichs von 110°C die Nockendrehmomentreaktionssteuerung durchgeführt, wenn das negative Nockendrehmoment erzeugt wird, oder unter der zweiten Öltemperaturbedingung des Bereichs von 130°C, die Nockendrehmomentreaktionssteuerung durchgeführt, wenn das negative Nockendrehmoment erzeugt wird (S120).
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In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts, wird die Nockendrehmomentreaktionssteuerung in Schritt S120 durchgeführt, wenn sich das Einlassventil öffnet. Unter Bezugnahme auf 2, wird das positive Nockendrehmoment erzeugt, wenn eine Nockenphase einer Nockenwelle, die eine Drehung der Kurbelwelle durch Motorverbrennung über eine Kette (oder einen Gurt) aufnimmt, das Einlassventil schließt, während das negative Nockendrehmoment erzeugt wird, wenn sich das Einlassventil öffnet.
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Die Nockendrehmomentreaktionssteuerung von S120 wird schnell durchgeführt, indem ein Betriebszyklus zur Steuerung des Nockendrehmoments wie in S130 ausgewählt wird und dann der Betriebszyklus an eine Nockenphasensteuerungsstufe wie in S140 übertragen wird. In diesem Fall wird der Nockendrehmomentsteuerbetriebszyklus von S130 ermittelt, identisch zu sein mit F(X), und daher ist ein Wert des Arbeitszyklus definiert als die in S100 eingelesene Öltemperatur.
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3 zeigt einen Betrieb des Mittelphasen-CVVTs, das eine Ausgabe der Nockenphasensteuerungsstufe von S140 empfängt. Wie gezeigt, wird die Ausgabe der Nockenphasensteuerungsstufe an ein Ölflusssteuerventil (OCV) 10-1 als ein Pulsbreitenmodulations(PWM)-Betriebssignal übertragen. In diesem Fall wird die Ausgabe der Nockenphasensteuerungsstufe erzeugt, wenn das negative Nockendrehmoment erzeugt wird, und daher wird das OCV 10-1 wiederholt ein/ausgeschaltet. Dann kann der Ölfluss in einem Verriegelungsstift 10-4, der an einem Öldruckkreis 10-2 installiert ist, der einen Nocken 10-3 mit dem OCV 10-1 verbindet, wiederholt intermittiert bzw. unterbrochen bzw. ausgesetzt werden, indem das OCV 10-1 an/ausgeschaltet wird. Im Ergebnis wird das Verriegelungsstift-Chattern in dem Verriegelungsstift 10-4 erzeugt, welcher den Nocken 10-3 als ein Mittelpositionsverriegelungs-(oder Sperr bzw. Rast-)Zustand hält und wird daher rasch in einen Entriegelungszustand umgeschaltet (Verriegeln → Entriegeln). Im Ergebnis wird der Nocken 10-3 schnell in eine späte Position oder eine frühe Position geschaltet, ohne durch den Verriegelungsstift 10-4 eingeschränkt zu werden, und daher wird komplett gegen eine Antwortzeitverzögerung, die in Folge des Verriegelungsstifts 10-4 auftreten kann, in der Mittelphasen-CVVT vorgebeugt.
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Ferner zeigt 4 eine Steuerleistung der Mittelphasen-CVVT, wenn der Verriegelungsstift in Folge des Verriegelungsstift-Chatterns schnell entriegelt wird. Wie in 4 gezeigt, wird, wenn eine Emissionseffektreferenzlinie A eine Bedingung einer „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) bei 100° (Kurbelwellenwinkel)/s ist, der Verriegelungsstift 10-4 in Folge des Verriegelungsstift-Chatterns in einer Nockendrehmomentreaktionssteuerung C bei der Öltemperatur von 110°C und einer Nockendrehmomentreaktionssteuerung D bei der Öltemperatur von 130°C jeweils schnell entriegelt, und daher wird bestätigt, dass ein Reaktionsverzögerungsbereich B nicht erzeugt wird, selbst bei einer Niedriggeschwindigkeitsmotordrehzahl identisch mit oder niedriger als 500 bis 1000 Umdrehungen pro Minute.
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Unter Bezugnahme auf 1A und 1B, wird der Nockenphasensteuerungsmodus (S200 und S300) eingeleitet, wenn die erste Schnellentriegelungsbedingung, die in den Schritten der Erfassung des Verriegelungsstift-Chatterns (S30 bis S50) überprüft wird, nicht festgestellt wird, und wenn die zweite Schnellentriegelungsbedingung, die in den Schritten des Einleitens des Verriegelungsstift-Chatterns (S70 bis S110) überprüft wird, nicht festgestellt wird.
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Beispielweise wenn nicht festgestellte Bedingungen der ersten Schnellentriegelungsbedingung sind: Öltemperatur > TH_0, Motordrehzahl < TH_R, und Spannung < TH_L, dann wird das Einleiten des Nockenphasensteuerungsmodus (S200) ausgeführt. In diesem Fall wird Öltemperatur > TH_0, Motordrehzahl < TH_R, und Spannung TH_L angewendet. Ferner wird das Einleiten des Nockenphasensteuerungsmodus (S200) ausgeführt, wenn eine nicht festgestellte Bedingung der zweiten Schnellentriegelungsbedingung ein Fall ist, in welchem die Nockendrehmomentphase das positive Nockendrehmoment ist.
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Als nächstes wird die Nockenphasensteuerung ausgeführt, indem der Nockenphasensteuerungsmodus in S300 eingeleitet wird. Der Nockenphasensteuerungsmodus stellt dar, dass das PWM-Betriebssignal, das von der Nockenphasensteuerungsstufe an das OCV 10-1 übertragen wird, in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Zielwert des Nockens und des aktuellen Werts des Nockens erzeugt wird, was einen normalen Steuerzustand des Mittelphasen-CVVTs bedeutet.
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5A und 5B zeigen ein Konfigurationsbeispiel der Mittelphasen-CVVT 10, die durch eine Steuerung 110 gesteuert wird, um eine duale Mittelphasensteuerung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts auszuführen.
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Wie in 5B gezeigt, weist das Mittelphasen CVVT 10 das Ölflusssteuerventil (OCV) 10-1 auf, das zum Steuern eines Motorölflusses und eines Zustroms ausgebildet ist, der durch die PWM-Betriebssteuerung an den Nocken 10-3 zugeführt wird. Ein Öldruckkreis 10-2 ist zwischen dem Nocken 10-3 und dem OCV 10-1 zum Zirkulieren eines Öls ausgebildet. Der Nocken 10-3 führt das Öl von dem Öldruckkreis 10-2 zu. Der Verriegelungsstift 10-4 ist in dem Öldruckkreis 10-2, der mit dem Nocken 10-3 verbunden ist, angeordnet, um die Mittelpositionsverriegelung (oder Einrastung bzw. Orientierung) des Nockens 10-3 und ein Frühpositions- oder das Spätpositionsschalten auszuführen. Daher werden der Ölfluss und der Zustrom zu dem Zeitpunkt des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus geändert, indem das OCV 10-1 wiederholt ein/ausgeschaltet wird, und daher kann das Verriegelungsstift-Chattern in dem Verriegelungsstift 10-4 auftreten.
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In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts steuert das Mittelphasen CVVT 10 eine Nocken 10-3 Position bei der am spätesten (Einlass) Position oder bei der frühesten (Auslass) Position, wobei die Öltemperatur von –10°C bis 130°C beträgt und die Motordrehzahl identisch ist mit oder größer ist als 500 Umdrehungen pro Minute.
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Ferner steuert die Steuerung 110 die Mittelphase mittels eines Innenöldurchgangs und einer Ölzufuhr zu einer Früh- / Spätkammer präzise, und insbesondere dem Ein/Ausschalten des PWM-Betriebssignals, was den Verriegelungsstift 10-4 durch das Verriegelungsstift-Chattern schnell entriegeln kann.
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Unter Bezugnahme auf 5A, weist die Steuerung 110 einen Nockendrehmomentsensor 110-1, einen Nockenphasensteuerungsermittler 110-2, einen Nockendrehmomentsteuerungsermittler 110-3 und eine Nockenphasensteuerung 120 auf. Der Nockendrehmomentsensor 110-1, der Nockenphasensteuerungsermittler 110-2 und der Nockendrehmomentsteuerungsermittler 110-3 sind in einem einzelnen Block integriert, sodass jede Ausgabelinie mit der Nockenphasensteuerung 120 verbunden ist.
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Im Detail wird ein Nockendrehmomenterfassungsdatenwert 110-1A an den Nockendrehmomentsensor 110-1 eingegeben, und das Nockendrehmoment und die negative/positive Nockendrehmomentphase werden auf Basis des Nockendrehmomenterfassungsdatenwerts 110-1A ermittelt, und daher wird ein Ausführungszeitpunkt des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus (S30 bis S140) an die Nockenphasensteuerung 120 ausgegeben. Der Nockendrehmomenterfassungsdatenwert 110-1A schließt ein Kurbelwellensignal, eine Kühlwassertemperatur und eine OCV-Spannung ein. Ein Nockenphasenerfassungsdatenwert 110-2A werden an den Nockenphasensteuerungsermittler 110-2 eingegeben, und die Differenz zwischen dem Zielwert des Nockens und des aktuellen Werts des Nockens für den Nockenphasensteuerungsmodus (S200 und S300) wird auf Basis des Nockenphasenerfassungsdatenwerts 110-2A berechnet, und daher wird ein Steuerwert des Nockenphasensteuerungsmodus (S200 und S300) an die Nockenphasensteuerung 120 ausgegeben. Ein Öltemperaturdatenwert 110-3A wird an den Nockendrehmomentsteuerungsermittler 110-3 eingegeben, und die Öltemperatur wird auf Basis des Öltemperaturdatenwerts 110-3A in 100°C und 130°C unterteilt. Daher wird der Steuerwert des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus (S30 bis S140) in einen 110°C-Öltemperatursteuerwert und einen 130°C-Öltemperatursteuerwert unterteilt, und der Steuerwert des Nockendrehmomentreaktionssteuermodus wird dann an die Nockenphasensteuerung 120 ausgegeben. Die Nockenphasensteuerung 120 gibt das an das OCV 10-1 übertragene PWM-Betriebssignal als ein elektrisches Signal aus.
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts kann als die Steuerung 110 eine spezielle Steuerung, die zum Steuern des Mittelphasen-CVVTs 10 geeignet ist, oder eine Motorsteuereinheit (ECU) oder eine elektronische Steuereinheit, die den Motor steuert, verwendet werden.
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Wie vorstehend beschrieben, wird in dem kontinuierlich variablen Ventilsteuerzeitpunktsystem mit Zwischenverriegelungsstift- und Nockendrehmomentreaktionssteuerung die Reaktionsverzögerung des Verriegelungsstifts, welche die Ansprechverhaltensreduktion der Mittelphasen-CVVT unter der Bedingung der „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) bei 100° (Kurbelwellenwinkel)/s, der Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute, und der Öltemperatur von 110°C bis 130°C erzeugt, gelöst bzw. dieser abgeholfen, indem die Bedingungen überprüft werden der Öltemperatur > TH_0, der Motordrehzahl < TH_R, und der Spannung < TH_L, wobei die Ansprechzeit der Mittelphasen-CVVT reduziert wird in Folge der Entriegelungsschaltverzögerung des Verriegelungsstifts 10-4, welcher den Nocken 10-3 bei der Mittelposition verriegelt, der Überprüfung der Nockendrehmomentphasenbedingung für das Verriegelungsstift-Chattern und dann, wenn die Bedingungen erfüllt sind, Schalten des Verriegelungsstifts 10-4 in den Entriegelungszustand (Verriegeln → Entriegeln) unter Verwendung des Verriegelungsstift-Chatterns, und die benötigten Betriebsbedingungen der Mittelphasen-CVVT 10 bei der Öltemperatur von –10°C bis 130°C und der Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 500 Umdrehungen pro Minute werden komplett erfüllt, indem dagegen vorgebeugt wird, dass das Ansprechverhalten der Mittelphasen-CVVT reduziert bzw. verschlechtert wird.
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In Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts, ist es möglich, dass Steueransprechverhalten ("control responsiveness") der Mittelphasen-CVVT zu reduzieren unter der Bedingung der „Open Loop“-Antwortzeit (OLRT) bei 100° (Kurbelwellenwinkel)/s, der Motordrehzahl identisch mit oder geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute, und der Öltemperatur von 110°C bis 130°C, indem das Entriegeln schnell durchgeführt wird, unter Verwendung des Verriegelungsstift-Chatterns durch die Öldruckflusssteuerung nach dem Mittelphasenverriegeln des Nockens durch den Verriegelungsstift zu dem Zeitpunkt der Steuerung der Mittelphase des Nockens.
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Ferner ist es in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts möglich, das Verriegeln/Entriegeln des Verriegelungsstifts schnell durchzuführen, indem das Verriegelungsstift-Chattern implementiert wird, durch Ein/Ausschalten des Ölflusssteuerventils unter Verwendung der Pulsbreitenmodulations(PWM)-Steuerbefehls.
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Zusätzlich ist es in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts möglich, zwei Nockendrehmomentsteuermoden zu verwenden, die einen positiven Nockendrehmomentsteuermodus und einen negativen Nockendrehmomentsteuermodus darstellen, indem der PWM-Steuerbefehl zum Reduzieren der Reaktionsverzögerung des Verriegelungsstifts unter Verwendung des negativen Nockendrehmomentsteuerungsmodus ausgeführt wird, die erzeugt wird, wenn sich das Einlassventil öffnet.
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Ferner ist es in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts möglich, das Mittelphasen-CVVT bereitzustellen, die geeignet ist, benötigte Betriebsfunktionen zu erfüllen, mit der Öltemperatur von –10°C bis 130°C und der Motordrehzahl identisch mit oder größer als 500 Umdrehungen pro Minute, indem dagegen vorgebeugt wird, dass die Reaktionsverzögerung auftritt, in Folge der Verriegelungsverzögerung des Verriegelungsstifts zum Zeitpunkt der Steuerung der Mittelphase, und die leicht mit den strengen Umweltvorgaben fertig wird, welche die Abgasreduktion und die Kraftstoffeffizienz und Leistungssteigerung fordern, indem das Mittelphasen-CVVT an einem Fahrzeug eingesetzt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2014-0078259 [0001]