DE10253892A1

DE10253892A1 - Ventileinstellungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10253892A1
Application number: DE10253892A
Authority: DE
Inventors: Koji Wada; Tatsuhiko Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: US20030200943A1; KR100459838B1; DE10253892B4; KR20030084558A; JP2003314313A; JP3763468B2; US6732689B2

Abstract

Eine Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Motor. Vorhandensein/Fehlen einer Drehmomentanforderung (xtq) wird beim Starten einer Sperrstift-Freigabesteuerung geschätzt, um dadurch eine Änderungsrate (beta) eines Zielphasenwinkels in Abhängigkeit von Vorhandensein/Fehlen der Drehmomentanforderung (xtq) zu ändern. Falls keine Drehmomentanforderung erteilt ist, wird die Änderungsrate auf einen kleinen Wert (beta2) zum Unterdrücken der Änderung des Zielphasenwinkels (THETAt) nach einer Erfassung einer Freigabe des Sperrstifts eingestellt, um einen für einen Fahrer unerwarteten Schock zu vermeiden. Wenn die Drehmomentanforderung erteilt ist, wird die Änderungsrate auf einen großen Wert (beta1) eingestellt, um dem Zielphasenwinkel zu ermöglichen, sich schnell einem Basiszielphasenwinkel (THETAmap) anzunähern, um dadurch eine Verzögerung in einer Reaktion zu minimieren, die in die Phasenwinkelerfassung durch die Sperrstift-Freigabesteuerung einbezogen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ventileinstellungssteuervorrichtung zum Steuern oder Regeln einer Ventilöffnungs-/Schließzeiteinstellung (hierin nachstehend einfach als die Ventileinstellung bezeichnet), zu der ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Motors geöffnet und/oder geschlossen wird.

Beschreibung des Stands der Technik

Für ein besseres Verstehen des Konzeptes, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, wird der bisher bekannte Stand der Technik zuerst einigermaßen detailliert durch Bezug auf Fig. 22 bis 26 der begleitenden Zeichnungen beschrieben, die eine konventionelle Ventilsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (hierin nachstehend auch einfach als der Motor bezeichnet) zeigen.

In den oben erwähnten Figuren ist Fig. 22 eine diametrale Schnittansicht, die einen internen Aufbau einer Ventileinstellungs-Regelvorrichtung eines Flügeltyps (die auch als das Nockenphasenstellglied bezeichnet werden kann) zeigt, Fig. 23 ist eine vertikale Schnittansicht derselben genommen entlang einer Linie A-A in Fig. 1 und zeigt einen Aufbau in einer axialen Richtung, Fig. 24 ist eine Teilperspektivansicht, die einen Sperr-/Entsperrmechanismus (Halte-/Freigabemechanismus für einen Sperrstift) und dessen peripheren Aufbau in dem Nockenphasenstellglied zeigt, und Fig. 25 und 26 sind vertikale Schnittansichten, die detailliert einen Aufbau des Sperr-/Entsperrmechanismus einschließlich eines Sperrstifts, der einen wesentlichen Teil von ihm bildet, bzw. einen peripheren Aufbau, der in Verbindung damit in verschiedenen Betriebszuständen vorgesehen ist, zeigen.

Bezugnehmend auf Fig. 22 bis 26 umfasst das Ventileinstellungs-Regelstellglied einen ersten Rotoraufbau 1 (auch als der erste Rotor bezeichnet), der gebildet wird durch einen Zahnkranz 2, ein Gehäuse 3 mit einer Vielzahl von Schuhen 3a, einer Abdeckung 4 und Klemmgliedern 5 zum gemeinsamen Sichern des Zahnkranzes 2, des Gehäuses 3 und der Abdeckung 4 in einem ganzheitlichen Aufbau. Der oben erwähnte erste Rotoraufbau 1 bildet einen Teil eines externen drehbaren Gliedes, wie etwa einer Kurbelwelle des Motors (siehe Fig. 22 und 23).

Innerhalb des Gehäuses 3 ist ein Rotor (zweiter Rotor) 6 drehbar angeordnet, der einen integralen Teil einer internen drehbaren Welle des Stellglieds bildet und der eine Vielzahl von Flügeln 6a umfasst, von denen jeder angepasst ist, sich schiebbar auf und entlang der inneren peripheren Wand des Gehäuses 3 zu bewegen (siehe Fig. 23).

Die Nockenwelle 7 umfasst ein Klemmglied 8, das sich entlang der Drehmittelachse des Nockenphasenstellglieds erstreckt. Die Räume, die zwischen radial herausragenden Schuhen 3a des Gehäuses 3 und den Flügeln 6a des zweiten Rotors 6 definiert sind, arbeiten zusammen, um Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern 9 bzw. Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern 10 zu bilden (siehe Fig. 23).

Mit jeder der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern 9 und Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern 10 sind verbunden ein erster Öldurchgang (Hydraulikkammer-Speisedurchgang) 11 bzw. ein zweiter Öldurchgang 12 (Fig. 22 und 23).

An einem Spitzenendabschnitt des herausragenden Schuhs 3a von jeden Flügeln 6a ist ein flüssigkeitsdichtes Versiegelungsmittel 13 vorgesehen.

Ein stiftempfangendes Loch 14 mit einer darin bestimmten Rückdruckkammer 14a ist in einem der Flügel 6a ausgebildet, und ein Sperrstift (Sperrglied) 15 ist innerhalb des empfangenden Lochs 14 untergebracht. Der Sperrstift 15 wird unter dem Einfluss eines Drängungsmittels 16, wie etwa einer Feder, elastisch in einer vorspringenden Richtung (Sperrrichtung) gedrängt (siehe Fig. 23).

In der Rückdruckkammer 14a des empfangenden Lochs 14 ist ein Entladeloch 17 ausgebildet.

Mit der Entsperrhydraulikkammer 18a sind ein erster Entsperr- Hydraulikdruck-Speisedurchgang 20 und ein zweiter Entsperr- Hydraulikdruck-Speisedurchgang 21 mittels eines Prüfventils 19 verbunden. Auf der Stromabwärtsseite des Prüfventils 19 sind ein Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikdruck-Verteilungsdurchgang 22 bzw. ein Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikdruck-Verteilungsdurchgang 23 austauschbar vorgesehen (siehe Fig. 25, 26).

Ferner ist in einer Seitenwand des empfangenden Lochs 14 ein Reinigungsdurchgang 24 ausgebildet (Fig. 25, 26), der dazu dient, durch das Entladeloch 17 die Luft abzulassen, die während eines Stopps des Motors eingeschlossen ist, wenn der Hydraulikdruck von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) beim Start eines Motorbetriebs zugeführt wird.

Auf Grund der Anordnung, dass die Luft beim Start des Motorbetriebs gezwungenermaßen abgelassen wird, wird durch das Öl, das an die Rückdruckkammer 14a zugeführt wird, ein Resthydraulikdruck generiert, wodurch das Entsperren des Sperrstifts 15 positiv verhindert werden kann (Fig. 25).

Wenn andererseits der Vorschubhydraulikdruck zur Wirkung gebracht wird, wird das Drängungsbestreben des Drängungsglieds 16 durch den Hydraulikdruck überwunden, der von der Ölpumpe zugeführt wird, als ein Ergebnis dessen der Spitzenendabschnitt des Sperrstifts 15 in der Entsperrrichtung gedrückt wird, wodurch der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand freigegeben wird (Fig. 26).

Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer konventionellen Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor allgemein und schematisch zeigt, auf die die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann.

Bezugnehmend auf Fig. 27 bezeichnet Bezugszeichen 101 allgemein einen Verbrennungsmotor, der eine Luftreinigungsvorrichtung 102 zum Reinigen der Luft, die in den Motor 101 angesaugt wird, einen Luftstromsensor 103 zum Messen einer Ansaugluftmenge (Flussrate der Ansaugluft), die in den Motor 101 zugeführt wird, und ein Ansaugrohr 104 umfasst.

Das Ansaugrohr 104 ist mit einem Drosselventil 105 zum Abstimmen der Ansaugluftmenge (Flussrate) ausgerüstet, um dadurch das Ausgangsdrehmoment des Motors 101 und einen Kraftstoffinjektor 106 zum Einspritzen einer Menge von Kraftstoff, die mit der Ansaugluftmenge vereinbar ist, zu steuern.

Ferner ist der Verbrennungsmotor 101 mit einem Auslassrohr 107 zum Auslassen von Abgas, das aus einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer resultiert, versehen. Innerhalb des Auslassrohrs 107 sind ein O₂- Sensor 108 zum Erfassen einer Restmenge von Sauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist, und ein Drei-Wege-Katalysator 109 angeordnet.

Der Drei-Wege-Katalysator 109 dient dazu, gleichzeitig schädliche Gasbestandteile, die in dem Abgas enthalten sind, wie etwa HC (Kohlenwasserstoff), CO (Kohlenmonoxid) und NOX (Stickstoffoxide), zu reinigen.

Ferner ist der Motor 1101 mit einer Zündkerze 111 versehen, die ausgelegt ist, durch eine Zündspule 110 angesteuert zu werden. Die Zündkerze 111 dient dazu, einen Funken zum Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs, das in die Verbrennungskammer des Motors geladen wird, mit Hochspannungsenergie, die von der Zündspule 110 zugeführt wird, zu generieren.

Ein Nockenwinkelsensor 112, der in Verbindung mit dem Einlassventil des Motors 101 vorgesehen ist, generiert ein Impulssignal bei jedem Durchlaufen eines Vorsprungs, der in einer Nockenwinkel-Erfassungssensor-Platte (nicht gezeigt) ausgebildet ist, um dadurch den Nockenwinkel zu erfassen.

An dieser Stelle sollte erwähnt werden, dass obwohl nur der Nockenwinkelsensor 112, der in Verbindung mit dem Einlassventil vorgesehen ist, gezeigt wird, dies nur zur Vereinfachung der Beschreibung geschieht. Es sollte verstanden werden, dass der Nockenwinkelsensor natürlich in Verbindung mit dem Auslassventil oder mit sowohl dem Einlassventil als auch dem Auslassventil vorgesehen werden kann.

In Verbindung mit dem Einlassventil und dem Auslassventil des Motors 101 ist eine Nockenwelle zum Einstellen einer Einlass- /Auslass-Ventilsteuerung in Synchronismus mit einer Drehung der Kurbelwelle vorgesehen. Das Nockenphasenstellglied 113, das als das Ventileinstellungs-Regelmittel dient, ist in Verbindung mit der Nockenwelle vorgesehen und derart gestaltet, um den relativen Winkel (Nockenphase) zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle in der Richtung zum Vorschieben der Ventileinstellung (d. h. Ventileinstellungs-Vorschubrichtung) oder in der Richtung zum Retardieren der Ventileinstellung (d. h. Ventileinstellungs-Retardierungsrichtung) zu ändern.

Ein Ölsteuerventil (hierin nachstehend auch abgekürzt als OCV bezeichnet) 114 ist derart gestaltet, um den Hydraulikdruck zu regeln, der an das Nockenphasenstellglied 113 zugeführt wird, um dadurch die Nockenphase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zu steuern.

Ein Kurbelwinkelsensor 115, der entgegenliegend zu einer Sensorplatte 116 angeordnet ist, ist derart gestaltet, um ein impulsartiges Signal bei jedem Durchlauf eines Vorsprungs (nicht gezeigt) der Sensorplatte 116 zu generieren, um dadurch die Winkelposition (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle zu erfassen.

Die Sensorplatte 116 zum Erfassen des Kurbelwinkels ist an der Kurbelwelle befestigt, um sich mit ihr mitzudrehen, und hat einen Zahn oder Vorsprung (nicht gezeigt), der an einer vorbestimmten Position ausgebildet ist.

Eine ECU (elektronische Steuereinheit, electronic Control Unit) 117, die durch einen Microcomputer oder Mikroprozessor gebildet werden kann, ist derart gestaltet, um verschiedene Typen von Stellgliedern auf der Basis von erfasster Information anzusteuern, die aus den Ausgaben von verschiedenen Sensoren abgeleitet werden, die einen Betriebszustand des Motors 101 anzeigen. Die ECU trägt die Verantwortung für eine Steuerung der Nockenphase zusätzlich zu der Steuerung eines Betriebs des Motors 101.

Ferner ist eine Ölpumpe 118 vorgesehen, die dazu dient, einen Hydraulikdruck zu generieren, um das Nockenphasenstellglied 113 anzusteuern und ein Schmieröl unter Druck an mechanische Bestandteile des Motors 101 zuzuführen. Ein Hydraulikdrucksensor 119 ist zum Erfassen des Hydraulikdrucks des Schmieröls vorgesehen, das dem Ölsteuerventil 114 von der Ölpumpe 118 unter Druck zugeführt wird. Ferner ist ein Öltemperatursensor 120 zum Erfassen der Temperatur des Öls vorgesehen, das dem Ölsteuerventil 114 von der Ölpumpe 118 zugeführt wird.

Kühlwasser 121 wird um den Verbrennungsmotor 101 in Umlauf gebracht, um ihn zu kühlen. Ein Wassertemperatursensor 112 ist zum Erfassen einer Temperatur des Kühlwassers 121 vorgesehen.

Alle Information, die durch die verschiedenen oben erwähnten Sensoren und andere erfasst wird, wird an die ECU 117 eingegeben.

Als nächstes richtet sich die Beschreibung unter Bezug auf Fig. 22 bis 26 zusammen mit Fig. 27 auf den Betrieb der konventionellen Ventileinstellungssteuervorrichtung des oben beschriebenen Aufbaus.

Die Steuerung der Ventileinstellung (Nockenphase) wird durch das Ölsteuerventil 114 und das Nockenphasenstellglied 113 unter der Steuerung der ECU 117 ausgeführt.

Die ECU 117 ist derart gestaltet oder programmiert, um einen gewünschten oder Zielphasenwinkel auf der Basis des Betriebszustands des Motors 1101 zu berechnen oder arithmetisch zu bestimmen. Ferner bestimmt die ECU 117 arithmetisch einen erfassten Phasenwinkel (Ventileinstellung) auf der Basis des Kurbelwinkels, der durch den Kurbelwinkelsensor 115 erfasst wird, und des Nockenwinkels, der durch den Nockenwinkelsensor 112 erfasst wird.

Ferner bestimmt die ECU 117 arithmetisch einen Erregerstromwert (Leitungsstromwert) oder eine relative Einschaltdauer für das Ölsteuerventil 114 durch eine Rückführungssteuerung basierend auf einem Fehler zwischen dem erfassten Phasenwinkel und dem Zielphasenwinkel (d. h. einer Abweichung des ersteren von dem letzteren), sodass der erfasste Phasenwinkel mit dem Zielphasenwinkel übereinstimmt.

Das Ölsteuerventil 114 wählt den Öldurchgang für das Nockenphasenstellglied 113 und steuert die Ventileinstellung durch Abstimmen des Hydraulikdrucks, der an das Nockenphasenstellglied 113 angelegt wird.

Bezugnehmend nun auf Fig. 22 bis 26 wird ein Betrieb des Nockenphasenstellglieds (Ventileinstellungs-Steuervorrichtung oder Regler) 113 konkreter beschrieben. Beim Startbetrieb des Motors 1101 wird das Ölsteuerventil 114 derart gesteuert, dass das Hydraulikmedium oder Öl an die Ventileinstellungs- Retardierungshydraulikkammern 10 des Nockenphasenstellglieds 113 zugeführt oder eingespeist wird.

In Verbindung damit wird jedoch zu vermerkt, dass in dem Zustand, wo der Betrieb des Motors 1101 noch nicht gestartet ist (d. h. wenn der Motor gestoppt ist), die Möglichkeit entsteht, dass das Öl innerhalb des Nockenphasenstellglieds 113 und des Öldurchgangs, der sich von der Ölpumpe 118 zu dem Nockenphasenstellglied 113 erstreckt, in die Ölwanne abgelassen werden kann, da kein Hydraulikdruck angelegt ist.

Wenn entsprechend der Motorbetrieb gestartet ist, wird die Luft (oder das Öl, das die Luft enthält) innerhalb des Öldurchgangs in die Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer 10 des Nockenphasenstellglieds 113 eingeführt. Danach wird die Luft (oder die Luft, die Öl enthält), die in die Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern 10 eingeführt ist, außerhalb des Nockenphasenstellglieds 113 über den Reinigungsdurchgang 24, die Rückdruckkammer 14a und das Entladeloch 17 abgelassen.

Sobald der Betrieb des Motors 1101 gestartet wurde, wird der Hydraulikdruck auch in die Stiftentsperrhydraulikkammer 18a von dem Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikdruck-Verteilungsdurchgang 23 eingeführt. Der Sperrstift 15 wird jedoch in dem Zustand, der innerhalb des Haltelochs 18 gehalten wird, unter dem Einfluss des Drängungsmittels 16 beibehalten. Auf diese Art und Weise kann anomales oder fremdes Rauschen, das anderenfalls wegen Rattern des zweiten Rotors 6 generiert würde, wenn der Sperrstift 15 aus dem Halteloch 18 in der Motorstartphase freigegeben würde, positiv unterdrückt werden.

Wenn ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das mit dem nun betrachteten Motorsystem ausgerüstet ist, ein Gaspedal nach dem Start des Motorbetriebs niederdrückt, wobei so ein Ventileinstellungs-Vorschubbefehl von der ECU 117 erteilt wird, wird das Ölsteuerventil 114 einer derartigen Steuerung unterzogen, dass der Hydraulikdruck in die Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern 9 des Nockenphasenstellglieds 113 eingeführt wird.

Dann wird das Öl innerhalb der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer 9 in die Stiftentsperr-Hydraulikkammer 18a über den Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikdruck-verteilungsdurchgang 22 eingeführt. Zu dieser Zeit wird das Ölsteuerventil 114 an die Position zum Ablassen des Öls aus den Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern 10 gesteuert. Somit wird das Öl innerhalb der Ventileinstellungs- Retardierungshydraulikkammern 10 in die Ölwanne über das Ölsteuerventil 114 abgelassen.

Folglich wird der Sperrstift 15 von dem Halteloch 18 unter dem Hydraulikdruck nach außen gedrückt, um aus dem gesperrten Zustand freigegeben zu werden. Nun ist der zweite Rotor 6 in dem Zustand zu arbeiten. Spezieller wird der zweite Rotor 6 in der Ventileinstellungs-Vorschubrichtung unter dem Hydraulikdruck innerhalb der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern 9 gedreht. Auf diesem Wege kann die Ventileinstellungs-Vorschubsteuerung für den Motor durchgeführt werden.

Wenn sich jedoch der gewünschte oder Zielphasenwinkel rasch von der Position ändert, an der der Sperrstift 15 in dem Halteloch 18 gehalten wird, wird eine derartige Situation entstehen, dass ein Betrieb des zweiten Rotors 6 früher startet als ein Freigeben oder Auskuppeln des Sperrstifts 15 aus dem Halteloch 18.

In diesem Fall wird der Sperrstift 15 gedreht oder verwickelt oder festgeklemmt, ohne aus dem Halteloch 18 herausgezogen zu werden, was es für den zweiten Rotor 6 unmöglich macht, in der gewünschten Richtung zu arbeiten.

Unter diesen Umständen ist hinsichtlich dessen, dem Rotor 6 zu ermöglichen, reibungsfrei zu arbeiten, beginnend von dem Zustand, in dem der Sperrstift 15 innerhalb des Haltelochs 18 gehalten wird, die ECU 117 derart gestaltet oder programmiert, um die Änderungsrate des elektrischen Stroms, der dem Ölsteuerventil 114 zugeführt wird, zu begrenzen, um dadurch die Arbeits- oder Bewegungsgeschwindigkeit des Rotors 6 zu verzögern oder abzusenken, sodass die gewöhnliche Phasenrückführungssteuerung nur ausgeführt werden kann, nachdem die Operation zum Freigeben des Sperrstifts 15 aus dem gesperrten Zustand unfehlbar ausgeführt wurde.

Als nächstes wird eine Beschreibung von beispielhaften oder typischen Fällen vorgenommen, in denen die Ventileinstellungssteuerung verhindert wird.

Nur als ein Beispiel angenommen, dass die Zeiteinstellung zum Öffnen des Einlassventils vorgeschoben ist, wird das Einlassventils dann im Verlauf des Einlasshubs geöffnet. Folglich wird das inaktive Gas veranlasst, rückwärts in Richtung der Einlassseite zu strömen, was dazu führt, dass das inaktive Gas erneut in den Zylinder des Motors 101 in dem Einlasshub gefüllt wird. Folglich erhöht sich die Wärmekapazität des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb des Zylinders, was ein Absenken der Verbrennungsgeschwindigkeit nach sich zieht.

Wenn die Vorschubsteuerung der Einlassventil-Öffnungszeiteinstellung in dem kalten Zustand des Verbrennungsmotors ausgeführt wird, senkt sich die Verbrennungsgeschwindigkeit merklich ab, da sie eigentlich niedrig ist, wenn der Motor 101 in dem Zustand einer niedrigen Temperatur ist, was somit ein Auftreten von Fehlzündung und Schwankungen der Verbrennung nach sich zieht, was das Fahrverhalten des Motors ungewollt verschlechtern kann.

Aus den oben erwähnten Gründen ist die ECU 117 derart gestaltet oder programmiert, um die Steuerung zum Vorschub der Einlassventil-Öffnungszeiteinstellung mit dem Ziel einer Unterdrückung der Fehlzündung und der Schwankung oder Abweichung der Verbrennung zu verhindern, wenn die erfasste Wassertemperatur, die aus der Ausgabe des Wassertemperatursensors 122 (d. h. der Temperatur des Kühlwassers 121 des Motors 101) abgeleitet wird, geringer als eine vorbestimmte Zeit ist.

Wenn andererseits die Temperatur des Kühlwassers 121 des Motors 101 die vorbestimmte Zeit überschreitet, annulliert oder entfernt die ECU 117 den blockierten Zustand der Ventileinstellungs-Vorschubsteuerung, um dadurch zu erlauben, dass die Phasenrückführungssteuerung ermöglicht wird.

In diesem Fall wird zu dem Zeitpunkt, wenn der blockierte Zustand der Ventileinstellungs-Vorschubsteuerung freigegeben ist, die Änderungsrate (auch als die Änderungsgröße bezeichnet) der Ventileinstellung durch Begrenzung der Änderungsrate oder Größe der von dem Zielphasenwinkel hinsichtlich einer Verhinderung des Auftretens einer Abweichung oder Schwankung des Ausgabedrehmoments begrenzt, was durch eine abrupte Änderung der Ventileinstellung herbeigeführt werden kann.

In dem Fall jedoch, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, was ein Entsperren des Sperrstifts 15 vor einer Änderung der Ventileinstellung erfordert, wie etwa durch das hierin zuvor Beschriebene in Bezug auf Fig. 22 bis 26 verkörpert wird, wird die Entsperroperation des Sperrstifts 15 von einem Zeitpunkt gestartet, zu dem der Zielphasenwinkel den vorbestimmten Winkel überschritten hat, wobei der elektrische Strom, der dem Ölsteuerventil 114 zugeführt wird, langsam geändert wird.

In diesem Fall wird der Start einer Änderung der Ventileinstellung im Vergleich mit der gewöhnlichen Phasenrückführungssteuerung durch eine Zeitverzögerung begleitet. Folglich wird eine Abweichung des erfassten Phasenwinkels von dem Zielphasenwinkel, d. h. ein Fehler zwischen dem erfassten Phasenwinkel und dem Zielphasenwinkel, zu dem Zeitpunkt groß, wenn der entsperrte Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, nachdem der erfasste Phasenwinkel bis zu einem vorbestimmten Winkel vorgerückt ist.

Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Wechsel zu der Phasenrückführungssteuerung durchgeführt wird, wird der Strom, der dem Ölsteuerventil 114 zugeführt wird, wegen einem großen Phasenwinkelfehler (Abweichung oder Differenz) zwischen dem Zielphasenwinkel und dem erfassten Phasenwinkel groß, was eine rasche oder abrupte Änderung der Ventileinstellung nach sich zieht.

Wenn sich die Ventileinstellung auf diese Art und Weise rasch ändert, wird sich das Ausgabedrehmoment des Motors 101 ändern, was zu einem Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks zu seiner oder ihrer Unbehaglichkeit führen kann.

Diese Situation wird nachstehend durch Bezug auf Fig. 28 beschrieben, die ein Zeiteinstellungsdiagramm ist, das darstellt, wie sich der erfasste Phasenwinkel Θa (Ventileinstellung) als eine Funktion eines zeitlichen Verlaufs in der Sperrstift-Freigabesteuerung in der konventionellen Vorrichtung ändert.

In Fig. 28 wird eine Zeit entlang der Abszisse genommen, wobei die Vorschubgröße (Grad CA) des Nockenphasenstellglieds entlang der Ordinate genommen wird. Wie in Fig. 28 gesehen werden kann, beginnt von einem Zeitpunkt tps, zu dem sich der Zielphasenwinkel Θtw, der in Anbetracht der Wassertemperatur wie oben beschrieben (hierin nachstehend auch als der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel bezeichnet) begrenzt ist, erhöht, um den vorbestimmten Winkel (z. B. 5 [Grad CA]) zu überschreiten, der erfasste Phasenwinkel Θa anzuwachsen, worauf die Steuerung zum Entsperren des Sperrstifts 15 gestartet wird.

Andererseits hat der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw bereits einen Basiszielphasenwinkel Θmap zu dem Zeitpunkt erreicht, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst ist. Wenn folglich die Phasenrückführungssteuerung von diesem Zeitpunkt tpe durchgeführt wird, ändert sich der erfasste Phasenwinkel Θa steil, wie in der Figur gesehen werden kann. Als ein Ergebnis dessen erfährt der Fahrer unerwartet einen Schock wegen einer Änderung des Ausgabedrehmoments des Motors.

Die konventionelle Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Verbrennungsmotor leidet an einem Problem, dass in dem Fall, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, das hierin zuvor in Verbindung mit Fig. 22 bis 26 beschrieben wurde, ein Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung zu dem Zeitpunkt tpe, wenn der erfasste Phasenwinkel bis zu dem vorbestimmten Winkel vorgerückt ist (d. h. wenn der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst ist), die Ventileinstellung steil ändert (siehe Fig. 28), was eine Änderung oder Schwankung in dem Ausgabedrehmoment des Motors 101 herbeiführt und deshalb den Fahrer zu seiner oder ihrer Unbehaglichkeit unerwartet schockt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts des oben beschriebenen Stands der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, in der ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks bei einem Übergang zu der Rückführungsphasesteuerung selbst in dem Fall unterdrückt werden kann, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, das eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei einer Änderung der Ventileinstellung erforderlich macht.

Angesichts des obigen und anderer Ziele, die offensichtlich werden, während die Beschreibung voranschreitet, wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfasst eine Nockenwelle, die in Synchronismus mit einer Drehung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, um dadurch eine Ventileinstellung für mindestens ein von einem Einlassventil und einem Auslassventil des Motors einzustellen, ein Nockenphasenstellglied mit einer Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer und einer Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer, an die ein Hydraulikdruck zum Ändern eines relativen Winkels der Nockenwelle zu der Kurbelwelle in einer Ventileinstellungs- Vorschubrichtung oder alternativ in einer Ventileinstellungs- Retardierungsrichtung zugeführt wird, einen Sperrmechanismus, der in Verbindung mit dem Nockenphasenstellglied zum Sperren des relativen Winkels bei einem vorbestimmten relativen Winkel vorgesehen ist, eine Ölpumpe zum Generieren des Hydraulikdrucks, ein Hydraulikdruck-Regelmittel zum Zuführen des Hydraulikdrucks an die Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer oder alternativ an die Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer und eine Motorsteuereinheit zum Steuern des Hydraulikdruck-Regelmittels.

In der Ventilsteuerungs-Steuervorrichtung wird der Sperrmechanismus unter der Wirkung des Hydraulikdrucks, der entweder zu der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer oder der Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer des Nockenphasenstellglieds bei Änderung des relativen Winkels zugeführt wird, freigegeben, während wenn der relative Winkel von dem gesperrten Zustand, der durch den Sperrmechanismus validiert wird, zu ändern ist, eine Phasenrückführungssteuerung des relativen Winkels durchgeführt wird, nachdem eine Steuerung zum Freigeben des gesperrten Zustands im voraus ausgeführt wurde.

Ferner umfasst die oben erwähnte Motorsteuereinheit ein Änderungsgrößen-Begrenzungsmittel zum Begrenzung einer Änderungsgröße der Ventileinstellung. Dieses Mittel ist derart gestaltet, um eine Änderungsgröße der Ventileinstellung auf einen vorbestimmten Wert beim Übergang der Freigabesteuerung des gesperrten Zustands zu der Phasenrückführungssteuerung zu begrenzen.

Auf Grund der oben beschriebenen Anordnung kann eine Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Motor realisiert werden, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, ein Auftreten des Schocks, der für den Fahrer unerwartet ist, beim Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung positiv zu unterdrücken, selbst in dem Fall, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, das eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei einer Änderung der Ventileinstellung erfordert.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und begleitende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen, genommen nur als ein Beispiel, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leichter verstanden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Verlauf der folgenden Beschreibung wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen eines gesperrten Zustands eines Sperrstifts in einer Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen eines freigegebenen Zustands des Sperrstifts in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum arithmetischen Bestimmen eines Basiszielphasenwinkels vorausgehend zu einer Validierung von verschiedenen Begrenzungen in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht zum Darstellen einer dreidimensionalen Abbildung (Datentabelle) zum arithmetischen Bestimmen eines Zielphasenwinkels auf der Basis einer Drehgeschwindigkeit und einer Ladeeffizienz des Motors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
Fig. 5 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum Begrenzen des Basiszielphasenwinkels in Abhängigkeit von einer Motorkühlwassertemperatur in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsroutine für eine Phasenwinkelsteuerung in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum Schätzen von Vorhandensein/Fehlen einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt zeigt, wenn eine Ausführungsanforderung für eine Sperrstift-Freigabesteuerung in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 8 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsroutine zum arithmetischen Bestimmen eines elektrischen Stroms zeigt, der an ein Ölsteuerventil für eine Sperrstift-Freigabesteuerung in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung eingespeist wird;
Fig. 9 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsroutine zum Begrenzen eines wassertemperaturbegrenzten Zielphasenwinkels unmittelbar nach Erfassung eines freigegebenen Zustands des Sperrstifts in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfassten Phasenwinkels ist, wenn ein Fehlen einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Anforderung, eine Sperrstift-Freigabesteuerung auszuführen, in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 11 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfassten Phasenwinkels ist, wenn ein Vorhandensein einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Anforderung, eine Sperrstift-Freigabesteuerung auszuführen, in der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 12 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum Bestimmen einer Änderungsgröße eines Drosselöffnungsgrads in einer Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum arithmetischen Bestimmen eines Endzielphasenwinkels auf der Basis der Änderungsgröße des Drosselöffnungsgrads in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 14 eine Ansicht ist, die eine zweidimensionale Tabelle zum arithmetischen Bestimmen einer Änderungsrate des Zielphasenwinkels auf der Basis einer Änderungsgröße des Drosselöffnungsgrads in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 15 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfasste Phasenwinkels ist, wenn ein Fehlen einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Anforderung, eine Sperrstift-Freigabesteuerung auszuführen, in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 16 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfassten Phasenwinkels ist, wenn ein Vorhandensein einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Anforderung, eine Sperrstift-Freigabesteuerung auszuführen, in der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 17 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum Bestimmen einer Änderungsgröße einer Ladeeffizienz in einer Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein Flussdiagramm ist, das eine Bearbeitungsprozedur zum arithmetischen Bestimmen eines Endzielphasenwinkels auf der Basis der Änderungsgröße der Ladeeffizienz in der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 19 eine Ansicht ist, die eine zweidimensionale Tabelle zum arithmetischen Bestimmen einer Änderungsrate des Zielphasenwinkels auf der Basis der Änderungsgröße der Ladeeffizienz in der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 20 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfassten Phasenwinkels ist, wenn ein Fehlen einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Ausführungsanforderung für eine Sperrstift-Freigabesteuerung in der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 21 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens eines erfassten Phasenwinkels ist, wenn ein Vorhandensein einer Drehmomentanforderung zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem eine Ausführungsanforderung für eine Sperrstift-Freigabesteuerung in der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung erteilt wird;
Fig. 22 eine Schnittansicht ist, die einen internen Aufbau einer konventionellen Ventileinstellungsregelvorrichtung eines Flügeltyps zeigt, auf die die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann;
Fig. 23 eine vertikale Schnittansicht derselben ist, genommen entlang einer Linie A-A in Fig. 22;
Fig. 24 eine Teilperspektivansicht ist, die einen Sperr-/Entsperrmechanismus und dessen peripheren Aufbau in der in Fig. 22 gezeigten Ventileinstellungsregelvorrichtung zeigt;
Fig. 25 eine vertikale Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt des Sperr-/Entsperrmechanismus zeigt, der in Fig. 24 gezeigt wird;
Fig. 26 eine vertikale Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt des Sperr-/Entsperrmechanismus zeigt, der in Fig. 24 gezeigt wird;
Fig. 27 ein Blockdiagramm ist, das allgemein und schematisch einen Aufbau einer konventionellen Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt; und
Fig. 28 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkels in der konventionellen Ventileinstellungssteuervorrichtung ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit dem, was gegenwärtig als ihre bevorzugten oder typischen Ausführungsformen erachtet wird, durch Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung zeigen gleiche Bezugszeichen gleichen oder entsprechenden Inhalt überall in den verschiedenen Ansichten an.

Ausführungsform 1

Nun wird die Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert durch Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Übrigens ist der allgemeine Aufbau oder Anordnung der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform im wesentlichen der gleiche wie der der hierin zuvor in Verbindung mit Fig. 27 beschriebenen konventionellen. Ein Unterschied von der letzteren ist nur darin zu sehen, dass verschiedene Bearbeitungen, die durch die ECU 117 ausgeführt werden, geändert oder modifiziert sind. Ferner wird vorausgesetzt, dass das Nockenphasenstellglied 113, das beim Realisieren der momentanen Ausführungsform eingesetzt wird, im wesentlichen das gleiche wie das zuvor durch Bezug auf Fig. 22 bis 26 beschriebene ist.
Spezieller wird vorausgesetzt, dass das Nockenphasenstellglied 113 mit einer derartigen Öldurchgangsanordnung versehen ist, die in der Lage ist, den Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand nur mit dem Hydraulikdruck freizugeben, der zum Vorschieben der Ventileinstellung wirksam ist, wobei das Halteloch 18 für den Sperrstift 15 an der am meisten retardierten Position angeordnet ist (d. h. der Winkelposition, an der die Ventileinstellung am meisten retardiert ist).
Fig. 1 bis 11 sind Ansichten zum Darstellen von Operationen der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 1 bis 3 und Fig. 5 bis 9 Flussdiagramme zum Darstellen von Bearbeitungen sind, die durch die ECU (elektronische Steuereinheit) ausgeführt werden, die in die Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung einbezogen ist.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht zum Darstellen einer dreidimensionalen Abbildung (Datentabelle), die zum arithmetischen Bestimmen oder Berechnen eines Basiszielphasenwinkels Θmap in der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform der Erfindung unter der Annahme referenziert wird, dass der Basiszielphasenwinkel Θmap auf der Basis einer Drehgeschwindigkeit (U/min) Ne und einer Ladeeffizienz Ce des Motors bestimmt wird.
Ferner sind Fig. 10 und 11 Zeiteinstellungsdiagramme zum grafischen Darstellen einer Änderung des Basiszielphasenwinkels Θmap als eine Funktion der Zeit in der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In der folgenden Beschreibung wird als ein Beispiel vorausgesetzt, dass ein relativer Winkel der Einlassnockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle (d. h. Ventileinstellung) zu steuern ist.
Fig. 1 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen des gesperrten Zustands des Sperrstifts 15.
Bezugnehmend auf Fig. 1 wird in einem Schritt S101 eine Entscheidung getroffen, ob ein erfasster Phasenwinkel Θa gleich oder größer einem vorbestimmten Winkel (z. B. 5 [Grad CA]) ist oder nicht. Wenn entschieden wird, dass Θa ≥ dem vorbestimmten Winkel ist (d. h. wenn der Schritt S101 zu einer Bestätigung "JA" führt), wird ein Stiftsperrflag xpin in einem Schritt S102 auf "0" gesetzt, worauf die in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
In Verbindung damit ist zu beachten, dass der Zustand, wo der erfasste Phasenwinkel Θa größer gleich dem vorbestimmten Winkel davon ist, anzeigt, dass der zweite Rotor 6 in der Lage ist, in der Ventileinstellungs-Vorschubrichtung zu arbeiten, wobei der Sperrstift 15 aus dem Halteloch 18 freigegeben ist. Somit ist bestimmt, dass der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand zurückgesetzt oder freigegeben ist.
Beiläufig wird das Stiftsperrflag xpin auf "1" in dem gesperrten Zustand gesetzt, während es auf "0" in dem entsperrten oder freigegebenen Zustand gesetzt wird.
Wenn andererseits in dem Schritt S101 bestimmt wird, dass der erfasste Phasenwinkel Θa kleiner als der vorbestimmte Winkel Θa ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S101 zu einer Verneinung "NEIN" führt), wird dann in einem Schritt S103 eine Entscheidung getroffen, ob der Motor 101 in dem Startmodus ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S103 bestimmt wird, dass der Motor 101 nicht in dem Startmodus ist (d. h. wenn der Schritt S103 zu einem "NEIN" führt), wird dann in einem Schritt S104 eine Entscheidung getroffen, ob die Motordrehgeschwindigkeit (U/min) Ne kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist (z. B. 600 [U/min]) und ob die Kühlwassertemperatur thw höher als eine vorbestimmte Temperatur ist (z. B. 90 [°C]).
Wenn im Gegensatz dazu in dem Schritt S103 bestimmt wird, dass der Motor 101 in dem Startmodus ist (d. h. wenn der Schritt S103 zu einem "JA" führt), wird dann bestimmt, dass der Sperrstift 15 in dem Halteloch 18 gehalten wird (d. h. der Sperrstift 15 ist in dem gesperrten Zustand), ohne dass Hydraulikdruck durch die Ölpumpe 118 in dem gestoppten Zustand des Motors 101 generiert wird, wie hierin zuvor beschrieben. In diesem Fall wird das Stiftsperrflag xpin in einem Schritt S105 auf "1" gesetzt, worauf die in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
Außerdem wird in dem Schritt S105 ein Sperrstift-Freigabezähler CP (später durch Bezug auf Fig. 8 beschrieben) auf "0" gesetzt, während ein Zielgrenzzähler CT, der betrieben wird, nachdem der Sperrstift freigegeben wurde, auf "0" gesetzt wird, wie hierin nachstehend durch Bezug auf Fig. 9 beschrieben wird.
Wenn ferner in dem Schritt S104, der nachfolgend zu dem Schritt S103 ausgeführt wird, der zu einem "NEIN" führt, bestimmt wird, dass Ne < vorbestimmter Geschwindigkeit (z. B. 600 [U/min]) und dass thw > vorbestimmter Temperatur (z. B. 90[°C]), d. h. wenn der Schritt S104 zu einem "JA" führt, dann fährt die Bearbeitung zu dem Schritt S105 fort.
Wenn im Gegensatz dazu in dem Schritt S104 bestimmt wird, dass Ne ≥ vorbestimmter Geschwindigkeit und/oder dass thw ≤ vorbestimmter Temperatur (d. h. wenn der Schritt S104 zu einem "NEIN" führt), wird die in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungsroutine direkt beendet.
Wenn auf diese Art und Weise in dem Schritt S103 bestimmt wird, dass der Motor nicht in dem Startmodus ist (d. h. wenn der Schritt S103 "NEIN" ist) und nachfolgend in dem Schritt S104 bestimmt wird, dass Ne ≥ vorbestimmter Geschwindigkeit und/oder thw ≤ vorbestimmter Temperatur (d. h. wenn der Schritt S104 "NEIN" ist) sind, dann verbleibt der Wert des Stiftsperrflags xpin, der zuvor eingestellt ist, wie er ist.
Folglich verbleibt in dem Fall, wo der Motor 101 einmal in dem Startmodus gewesen ist oder alternativ wenn die Drehgeschwindigkeit Ne kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist und wenn die Kühlwassertemperatur thw höher als die vorbestimmte Temperatur ist, das Stiftsperrflag x in auf "1" eingestellt.
Da der Sperrstift 15 nicht aus dem Halteloch 18 freigegeben werden kann, wenn das Hydraulikmedium oder Öl nicht in die Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer 9 eingeführt wird, stimmt der Zustand des Stiftsperrflags xpin mit dem tatsächlichen Zustand des Sperrstifts 15 überein.
Fig. 2 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen des freigegebenen Zustands des Sperrstifts 15.
Bezugnehmend auf Fig. 2 wird zuerst in einem Schritt S201 eine Entscheidung getroffen, ob der erfasste Phasenwinkel Θa kleiner als ein vorbestimmter Winkel (z. B. 5 [Grad CA]) ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S201 bestimmt wird, dass Θa ≥ dem vorbestimmten Winkel ist (d. h. wenn der Schritt S201 zu einem "NEIN" führt), bedeutet dies, dass der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand freigegeben wurde und dass die Ventileinstellung ausreichend vorgeschoben wurde. Folglich wird das Stiftsperrflag xpin in einem Schritt S202 auf "0" bereinigt oder zurückgesetzt, worauf die in Fig. 2 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
Wenn andererseits bestimmt wird, dass Θa < dem vorbestimmten Winkel ist (d. h. wenn der Schritt S201 "JA" ist), wird die in Fig. 2 gezeigte Bearbeitungsroutine direkt beendet [Rückkehr].
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitungsroutine zeigt, die ausgeführt wird, bevor verschiedene Begrenzungen validiert werden. Spezieller zeigt dieses Flussdiagramm eine Bearbeitungsroutine zum Berechnen des Basiszielphasenwinkels Θmap auf der Basis des Betriebszustands des Motors 101.
Bezugnehmend auf Fig. 3 werden zuerst in einem Schritt S301 Parameter (Ausgabewerte von verschiedenen Sensoren) abgerufen, die den Betriebszustand des Motors 101 anzeigen, um den Basiszielphasenwinkel Θmap durch Referenzieren der Tabellendaten der dreidimensionalen Abbildung der Motordrehgeschwindigkeit Ne und der Ladeeffizienz Ce (siehe Fig. 4) in einem Schritt S302 arithmetisch zu bestimmen oder zu berechnen.
Übrigens stellt "Map(Ne, Ce)", gezeigt in dem Schritt S302, eine Funktion zum Berechnen des Basiszielphasenwinkels Θmap auf der Basis der Drehgeschwindigkeit Ne und der Ladeeffizienz Ce durch Referenzieren der dreidimensionalen Abbildung, die in Fig. 4 gezeigt wird, dar.
Nachfolgend wird dem Basiszielphasenwinkel Θmap durch Ausführen einer Zielphasenwinkel-Grenzbearbeitung (später durch Bezug auf Fig. 5 beschrieben) in einem Schritt S303 eine Begrenzung auferlegt, worauf entschieden wird, ob in einem Schritt S304 das Stiftsperrflag xpin "0" ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S304 bestimmt wird, dass xpin = "0" ist (d. h. wenn der Schritt S304 "JA" ist), wird ein endgültiger oder Endzielphasenwinkel Θt (der Phasenwinkel, der einer Begrenzung unterworfen wird, nachdem der Sperrstift freigegeben wurde), der für die Phasenrückführungssteuerung verwendet wird, durch eine Zielphasenwinkel-Grenzbearbeitung in einem Schritt S305 berechnet, nachdem der Sperrstift freigegeben wurde (hierin nachstehend durch Bezug auf Fig. 9 beschrieben), worauf die in Fig. 3 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
Wenn andererseits bestimmt wird, dass xpin = "1" ist (d. h. wenn der Schritt S304 "NEIN" ist), wird die in Fig. 3 gezeigte Bearbeitungsroutine direkt beendet.
Als nächstes wird die Bearbeitungsroutine zum Begrenzen des Basiszielphasenwinkels Θmap, der durch die in Fig. 3 gezeigte Routine berechnet wird, durch Bezug auf das in Fig. 5 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
In dieser Bearbeitung wird die am meisten retardierte Position durch Verhindern der Ventileinstellungssteuerung eingestellt, wenn die Kühlwassertemperatur thw niedriger als eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 0 [°C]) bei dem Motorstart ist, vorgenommen ungeachtet des Werts des Basiszielphasenwinkels Θmap.
Wenn die Kühlwassertemperatur thw die vorbestimmte Temperatur (z. B. 0 [°C]) erreicht oder überschreitet, während die Aufwärmoperation des Motors 101 fortfährt, wird eine Begrenzung, die dem endgültigen oder Endzielphasenwinkel Θt auferlegt wird, gemildert oder gelockert, um dem Phasenwinkel dadurch zu ermöglichen, sich allmählich von der am meisten retardierten Winkelposition zu dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu ändern.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird zuerst in einem Schritt S501 entschieden, ob die Kühlwassertemperatur thw größer gleich der vorbestimmten Temperatur (0 [°C]) ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass thw < vorbestimmter Temperatur ist (d. h. wenn der Schritt S501 "NEIN" ist), wird ein Zielphasenwinkel- Grenzflag xlim auf "1" gesetzt, während der Reflexionsfaktor α des Basiszielphasenwinkels Θmap auf "0" zurückgesetzt wird (Schritt S502), worauf die Bearbeitung zu einem Schritt S508 fortfährt (später beschrieben).
Wenn im Gegensatz dazu in dem Schritt S501 bestimmt wird, dass thw ≥ vorbestimmte Temperatur ist (d. h. wenn der Schritt S501 "JA" ist), wird dann in einem Schritt S503 eine Entscheidung getroffen, ob das Zielphasenwinkel-Grenzflag xlim auf "1" gesetzt wird oder nicht (d. h. ob der Basiszielphasenwinkel Θmap in dem begrenzten Zustand ist oder nicht).
Das Zielphasenwinkel-Grenzflag xlim wird auf "0" zurückgesetzt, wenn der Schlüsselschalter des Motors 101 geschlossen ist, während es auf "1" gesetzt wird, wenn der Basiszielphasenwinkel Θmap in dem begrenzten Zustand ist. Wenn dem Basiszielphasenwinkel Θmap keine Begrenzung auferlegt wird, wird das Zielphasenwinkel-Grenzflag xlim auf "0" gesetzt.
Wenn in dem Schritt S503 bestimmt wird, dass xlim = 0 ist (d. h. wenn der Schritt S503 "NEIN" ist), wird der Reflexionsfaktor α in dem Schritt S504 auf "1" gesetzt, worauf die Bearbeitung zu dem Schritt S508 fortfährt.
Wenn im Gegensatz dazu in dem Schritt S503 bestimmt wird, dass xlim = "1" ist (d. h. wenn der Schritt S503 "JA" ist), wird der Reflexionsfaktor α um einen vorbestimmten Wert (z. B. 0,1) in einem Schritt S505 inkrementiert, worauf in einem Schritt S506 eine Entscheidung getroffen wird, ob der Reflexionsfaktor α kleiner als "1" ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S506 bestimmt wird, dass α ≥ 1 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S506 "NEIN" ist), wird das Zielphasenwinkel-Grenzflag (Ventileinstellungssteuerung verhindern) xlim in einem Schritt S507 auf "0" zurückgesetzt, worauf die Bearbeitung zu dem Schritt S508 fortfährt.
Wenn andererseits in dem Schritt S506 bestimmt wird, dass α < 1 ist (d. h. wenn der Schritt S506 "JA" ist), wird der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw arithmetisch in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck (1) in dem Schritt S508 bestimmt, worauf die in Fig. 5 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt.

Θtw = α × Θmap (1)
Fig. 6 zeigt eine Bearbeitungsroutine für die Phasenwinkelsteuerung.
Bezugnehmend auf die Figur wird in einem Schritt S601 eine Entscheidung getroffen, ob der endgültige oder Endzielphasenwinkel Θt größer gleich einem vorbestimmten Winkel (z. B. 5 [Grad CA]) ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass Θt ≥ dem vorbestimmten Winkel ist (d. h. wenn der Schritt S601 "JA" ist), dann wird in einem Schritt S602 eine Entscheidung getroffen, ob das Stiftsperrflag xpin "1" ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S602 bestimmt wird, dass xpin = "0" ist (d. h. "NEIN"), wird die gewöhnliche Phasenrückführungssteuerung ausgeführt (Schritt S603), worauf die in Fig. 6 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet wird [Rückkehr].
Wenn andererseits der Entscheidungsschritt S602 dazu führt, dass xpin = "1" ist ("JA"), wird eine Drehmomentanforderungsschätzbearbeitung (hierin nachstehend durch Bezug auf Fig. 7 beschrieben) in einem Schritt S604 ausgeführt, um die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt zu schätzen, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird.
Des weiteren wird nachfolgend zu der Drehmomentanforderungsschätzbearbeitung (Schritt S604) eine Sperrstift-Freigabesteuerbearbeitung (hierin nachstehend durch Bezug auf Fig. 8 beschrieben) ausgeführt, worauf die in Fig. 6 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet wird.
Wenn andererseits in dem Schritt S601 bestimmt wird, dass Θt < dem vorbestimmten Winkel ist (d. h. S601 ist "NEIN"), wird die Steuerung einer am meisten retardierten Winkelposition ausgeführt (Schritt S606), und dann wird die in Fig. 6 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet, ohne die Ventileinstellungs-Vorschubsteuerung durchzuführen.
Fig. 7 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Schätzen, ob die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird, erteilt wurde oder nicht.
Bezugnehmend auf Fig. 7 wird zuerst eine Entscheidung getroffen, ob der Sperrstift-Freigabezähler CP "0" ist oder nicht (Schritt S701). Wenn bestimmt wird, dass CP = "1" ist ("JA"), wird dann in einem Schritt S702 eine Entscheidung getroffen, ob das Zielphasenwinkel-Grenzflag xlim "1" ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S701 bestimmt wird, dass CP > 0 ist (d. h. "NEIN"), bedeutet dies, dass die Sperrstift-Freigabesteuerung bereits im Gang ist. In diesem Fall wird die in Fig. 7 gezeigte Routine beendet, ohne irgendeine Bearbeitung auszuführen.
Wenn ferner in dem Schritt S702 bestimmt wird, dass xlim = "1" ist (d. h. "JA"), zeigt dies an, dass der Basiszielphasenwinkel Θmap in Anbetracht der Kühlwassertemperatur thw begrenzt ist. Entsprechend wird bestimmt, dass die Sperrstift- Freigabesteuerung ausgeführt wurde. Somit wird das Drehmomentanforderungsflag xtq auf "0" zurückgesetzt oder bereinigt (Schritt S703), worauf die in Fig. 7 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Entscheidungsschritt S702 dazu führt, dass xlim = "0" ist (d. h. "NEIN"), wird das Drehmomentanforderungsflag xtq auf "1" gesetzt (Schritt S704) und die in Fig. 7 gezeigte Bearbeitungsroutine wird beendet.
An dieser Stelle sollte erwähnt werden, dass das Drehmomentanforderungsflag xtq in dem Fall auf "1" gesetzt wird, wo entschieden werden kann, dass der Fahrer die Drehmomentanforderung erteilt hat, wohingegen das Drehmomentanforderungsflag xtcr auf "0" zurückgesetzt wird, wenn keine Drehmomentanforderung erteilt wurde.
Fig. 8 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum arithmetischen Bestimmen oder Berechnen des Stroms, der an das Ölsteuerventil 114 in der Sperrstift-Freigabesteuerung eingespeist wird.
Bezugnehmend auf die Figur wird in einem Schritt S801 der Zuführungsstrom Iout, der an das Ölsteuerventil 114 eingespeist wird, in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (2) in einem Schritt S801 berechnet.

Iout = A × CP + (Ih - Iofs) (2)

wobei Ih einen Haltestromwert (z. B. 500 [mA]) darstellt, der an das Ölsteuerventil 114 zum Halten der Ventileinstellungssteuervorrichtung auf einer vorbestimmten Winkelposition eingespeist wird. Ferner stellt Iofs einen Verschiebungsstrom (z. B. 200 [mA]) zum allmählichen Erhöhen des Stroms Iout dar, der an das Ölsteuerventil 114 eingespeist wird, von einem Wert etwas unter dem Haltestromwert Ih. Ferner stellt A eine Stromerhöhungsrate (z. B. 0,1 mA/sek) zum allmählichen Erhöhen des Zuführungsstroms Iout dar und CP stellt den Zählerwert des Sperrstift-Freigabezählers dar.
Nachfolgend wird der Zählerwert des Sperrstift-Freigabezählers CP um einen Wert entsprechend der Zeitdauer (z. B. 25 [m/sek]) für die in Fig. 8 gezeigte Bearbeitungsroutine inkrementiert (Schritt S802), worauf diese Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
Fig. 9 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Bearbeitungsroutine zum Begrenzen des wassertemperaturbegrenzten Zielphasenwinkels Θtw unmittelbar nach Erfassung des freigegebenen Zustands des Sperrstifts 15.
In der in Fig. 9 gezeigten Bearbeitungsroutine wird eine Begrenzung, die dem wassertemperaturbegrenzten Zielphasenwinkel Θtw auferlegt ist, in Abhängigkeit von Vorhandensein oder Fehlen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wurde, umgestellt.
Bezugnehmend auf Fig. 9 wird zuerst eine Entscheidung getroffen, ob das Drehmomentanforderungsflag xtq auf "1" ist oder nicht (Schritt S901). Wenn in dem Schritt S901 bestimmt wird, dass xtq = "1" ist, dann wird die Rate β einer Änderung (hierin nachstehend auch als die Änderungsrate bezeichnet) des Endzielphasenwinkels Θt auf "ß1" eingestellt (Schritt S902), während wenn der Entscheidungsschritt S901 dazu führt, dass xtq = "0" ist (d. h. wenn Schritt S901 "NEIN" ist), in einem Schritt S903 die Änderungsrate β auf ß2 (< ß1) eingestellt wird.
Nachfolgend wird in einem Schritt S904 der Sperrstift- Freigabe-begrenzte Zielphasenwinkel Θtp in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (3) berechnet:

Θtp = Θpin + β × CT (3)

wobei Θpin den vorbestimmten Winkel darstellt, der in dem in Fig. 2 gezeigten Schritt S201 (Entscheidung, um den Sperrstift 15 freizugeben) eingesetzt wird, und CT einen Zeitzähler darstellt, der zum Aufzählen von dem Zeitpunkt gestaltet ist, zu dem die Freigabe des Sperrstifts 15 erfasst wird.
Somit stellt der Zählwert des Zählers CT den Zeitverlauf dar, nachdem der Sperrstift freigegeben wurde.
In der Folge wird der Sperrstift-Freigabe-begrenzte Zielphasenwinkel Θtp mit dem wassertemperaturbegrenzten Zielphasenwinkel Θtw verglichen, um zu entscheiden, ob Θtp ≤ Θtw ist oder nicht (Schritt S905).
Wenn in dem Schritt S905 bestimmt wird, dass Θtp ≤ Θtw ist (d. h. "JA"), wird der Endzielphasenwinkel Θt durch einen Wechsel ersetzt oder auf den Sperrstift-Freigabe-begrenzten Zielphasenwinkel Θtp eingestellt (Schritt S906), wohingegen wenn in dem Schritt S905 bestimmt wird, dass Θtp > Θtw ist (d. h. "NEIN"), der Endzielphasenwinkel Θt auf den wassertemperaturbegrenzten Zielphasenwinkel Θtw eingestellt wird (Schritt S907).
Schließlich wird die Zeitdauer (z. B. 25 [ms]), die für die in Fig. 9 gezeigte Bearbeitung genommen wird, dem Zählerwert des Zielgrenzzählers CT hinzugefügt, nachdem der Sperrstift freigegeben wurde (Schritt 908), worauf die in Fig. 9 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].
Auf diese Art und Weise wird das Vorhandensein oder Fehlen der Drehmomentanforderung zur Zeit eines Starts der Sperrstift-Freigabesteuerung auf der Basis des Drehmomentanforderungsflags xtq geschätzt, und die Änderungsrate β des Zielphasenwinkels wird in Abhängigkeit davon, ob die Drehmomentanforderung erteilt wurde oder nicht, geändert oder modifiziert.
Wenn spezieller die Drehmomentanforderung fehlt (d. h. wenn xtq = "0" ist), wird die Änderungsrate ß2, die kleiner ist als ß1 für den Fall, wo die Drehmomentanforderung erteilt wurde, validiert, um dadurch die Änderung des Zielphasenwinkels Θt nach Erfassung oder Freigabe des Sperrstifts zu unterdrücken. Auf diese Art und Weise kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks in dem Zustand, wo keine Drehmomentanforderung erteilt wird, positiv unterdrückt oder verhindert werden.
Wenn andererseits die Drehmomentanforderung erteilt wurde (d. h. wenn xtq = "1" ist), wird die Änderungsrate ß1, die größer ist als ß2 für den Fall, wo keine Drehmomentanforderung erteilt wurde, validiert, um dadurch dem Zielphasenwinkel Θt zu ermöglichen, sich schnell dem Basiszielphasenwinkels Θmap anzunähern. Auf diesem Weg kann eine Verzögerung in der Reaktion des erfassten Phasenwinkel Θa, die anderenfalls durch eine Ausführung der Sperrstift-Freigabesteuerung herbeigeführt würde, auf ein Minimum unterdrückt werden.
Bezugnehmend nun auf Fig. 10 und 11 wird eine detailliertere Beschreibung der Bearbeitungsprozedur gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgenommen.
Fig. 10 ist ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen einer Änderung des erfassten Phasenwinkels (Θa) als eine Funktion der Zeit in dem Fall, wo ein Fehlen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt geschätzt wird, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wurde.
Bezugnehmend auf Fig. 10 wird von dem Zeitpunkt tps, zu dem der Zielphasenwinkel Θtw den vorbestimmten Winkel von z. B. 5 [Grad CA] überschreitet, die Steuerung zur Freigabe des Sperrstifts 15 gestartet, wie hierin zuvor durch Bezug auf Fig. 28 beschrieben.
Zu diesem Zeitpunkt tps ist der Reflexionsfaktor α kleiner als "1,0" (siehe die untere Reihe in Fig. 10). Somit verbleibt das Zielphasenwinkel-Grenzflag xlim "1" (siehe die mittlere Reihe in Fig. 10).
Ferner wird zu diesem Zeitpunkt tps der Sperrstift-Freigabezähler CP auf "0 (Null)" in dem in Fig. 1 gezeigten Schritt S105 bereinigt, während das Drehmomentanforderungsflag xtp in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S703 auf "0" gesetzt wird.
Ferner wird die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt auf den zweiten Wert ß2, der kleiner als der ersten Wert ß1 ist, in dem in Fig. 9 gezeigten Schritt S903 gesetzt.
Entsprechend erhöht sich der Endzielphasenwinkel Θt (siehe das in der oberen Reihe in Fig. 10 durch eine unterbrochene Linie gezeigte Segment) allmählich langsamer als der erfasste Phasenwinkel Θa in der konventionellen Vorrichtung (siehe Fig. 28) von dem Zeitpunkt tpe, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 nachfolgend zu dem oben erwähnten Zeitpunkt tps erfasst wird, um mit dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu konvergieren.
Als ein Ergebnis dessen wird die Änderungsrate des erfassten Phasenwinkels Θa in der Vorrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform der Erfindung ausreichend unterdrückt, wenn mit dem erfassten Phasenwinkel Θa in der hierin zuvor beschriebenen konventionellen Vorrichtung (siehe Fig. 28) verglichen, selbst wenn die Phasenrückführungssteuerung von dem Zeitpunkt tpe durchgeführt wird, zu dem der entsperrte Zustand erfasst wird, wie in Fig. 10 gesehen werden kann.
Als ein Beispiel angenommen, dass der Ventileinstellungssteuer-Verhinderungszustand wegen dem Anstieg der Kühlwassertemperatur thw in dem Verlauf eines stetigen Betriebs (Reisen) des Kraftfahrzeugs freigegeben wird, wobei das Niederdrücken des Gaspedals (und deshalb der Drosselöffnungsgrad) konstant gehalten wird. In diesem Fall wird keine Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt erteilt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird.
Übrigens ist dem Fahrer gewöhnlich das Freigeben der Ventileinstellungssteuerung von einer Sperrung nicht bewusst.
In diesem Fall kann durch Unterdrückung der Ventileinstellungsänderungsrate durch Einstellen der Änderungsrate β auf den kleinen Wert ß2, um dadurch den Endzielphasenwinkel Θt zu veranlassen, sich dem Basiszielphasenwinkel Θmap langsam anzunähern, der Fahrer des Kraftfahrzeugs positiv gegen einen Schock geschützt werden, der durch die Drehmomentschwankung herbeigeführt wird. Auf diese Art und Weise kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks mit hoher Zuverlässigkeit unterdrückt oder verhindert werden.
Fig. 11 ist ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkels Θa, wenn geschätzt wird, dass die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt vorhanden ist, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung unter der Annahme erteilt wird, dass eine Begrenzung durch die Kühlwassertemperatur thw bereits freigegeben wurde, d. h. der Reflexionsfaktor α des Basiszielphasenwinkels Θmap "1" ist.
Bezugnehmend auf Fig. 11 wird die Sperrstift-Freigabesteuerung von dem Zeitpunkt tps gestartet, zu dem der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw 5 [Grad CA] überschritten hat.
In diesem Fall wurde der Nockenphasenvorschubbefehl als Reaktion auf die Anforderung des Fahrers erteilt. Entsprechend ist es wünschenswert, die Ventileinstellung derart zu steuern, um dem Basiszielphasenwinkel Θmap so schnell wie möglich zu entsprechen, nachdem der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand freigegeben wurde.
In dem in Fig. 11 dargestellten Fall ist der Reflexionsfaktor α bereits "1,0" zu dem Zeitpunkt tps, wenn der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw den vorbestimmten Winkel überschritten hat. Entsprechend ist der Wert des Zielphasenwinkel-Grenzflags xlim zu diesem Zeitpunkt "0".
Ferner ist zu diesem Zeitpunkt tps der Wert des Sperrstift- Freigabezählers CP "0", und das Drehmomentanforderungsflag xtq wird in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S704 auf "1" gesetzt.
Außerdem wird die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt auf den ersten Wert ß1 gesetzt, der größer als ß2 ist.
Folglich erhöht sich der Endzielphasenwinkel Θt von dem Zeitpunkt tpe steil, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, um rasch mit dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu konvergieren. Somit ist es durch Ausführen der Phasenrückführungssteuerung von dem oben erwähnten Zeitpunkt tpe möglich, den erfassten Phasenwinkel Θa zu veranlassen, dem Basiszielphasenwinkel Θmap schneller als in dem in Fig. 10 gezeigten Fall zu folgen.
Zu diesem Zeitpunkt kann ein Schock wegen der steilen Änderung der Ventileinstellungsvorschubgröße (große Änderungsrate ß1) auftreten. Da jedoch dieser Schock beträchtlich kleiner als der Schock ist, der wegen einer Änderung des Motorbetriebszustands auftritt, der durch den Fahrer absichtlich herbeigeführt wird (z. B. eine Verstärkung des Niederdrückens des Gaspedals). Entsprechend wird der Fahrer kaum eine Unbehaglichkeit verspüren (was im wesentlichen kein Problem nach sich zieht).
Spezieller werden das Vorhandensein oder Fehlen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird, auf der Basis des begrenzten Zustands des Basiszielphasenwinkels Θmap, der durch den Motorbetriebszustand bestimmt wird, geschätzt, worauf die Steuergröße für den Endzielphasenwinkel Θt, der in der Phasenrückführungssteuerung verwendet wird, entsprechend geändert wird. Somit kann die Änderungsrate des Endzielphasenwinkels Θt solange unterdrückt werden, wie das Niederdrücken des Gaspedals (d. h. Drosselöffnungsgrad) konstant bleibt (Betrieb beim Reisen).
Auf diese Art und Weise kann die Änderung der Ventileinstellung unterdrückt werden und somit kann der Schock, der durch die Änderung des Drehmoments herbeigeführt werden kann, vom Fahrer ferngehalten werden. Somit kann ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks positiv durch die relativ einfache Bearbeitungsprozedur unterdrückt werden.
Ferner kann in dem Fall, wo die Drehmomentanforderung durch den Fahrer absichtlich erteilt wird (z. B. durch Niederdrücken des Gaspedals), die Ventileinstellung veranlasst werden, durch Lockern der Begrenzung, die der Änderungsrate des Endzielphasenwinkels Θt auferlegt ist, dem Basiszielphasenwinkel Θmap schnell zu folgen.
Wenn die Drehmomentanforderung erteilt ist, kann auf diesem Weg eine Verzögerung der Reaktion der Ventileinstellungssteuerung bei Ausführung der Sperrstift-Freigabesteuerung auf ein Minimum unterdrückt werden, während eine Freigabe des Sperrstifts 15 aus dem gesperrten Zustand durch eine relativ einfache Bearbeitungsprozedur unfehlbar sichergestellt wird.
Somit kann das Motorleistungsverhalten, wie etwa das Ausgabedrehmoment, die Abgasqualität und andere, effektiv verbessert werden.

Ausführungsform 2

In der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Zielphasenwinkel-Grenzflag (begrenzter Zustand) xlim des Basiszielphasenwinkels Θmap als der eine Indikator einer Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt tps verwendet, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird. In der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Drehmomentanforderung zu dem oben erwähnten Zeitpunkt tps auf der Basis der Änderungsrate oder Größe des Drosselöffnungsgrads geschätzt.
Im folgenden richtet sich unter Bezug auf Fig. 12 bis 16 die Beschreibung auf die Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, in der die Drehmomentanforderung auf der Basis der Änderungsgröße des Drosselöffnungsgrads geschätzt wird.
In der folgenden Beschreibung wird vorausgesetzt, dass der relative Winkel der Nockenwelle bezüglich der Kurbelwelle (Ventileinstellung) wie in dem Fall der hierin zuvor beschriebenen Ausführungsform gesteuert wird. Somit wird auch vorausgesetzt, dass die Öldurchgangsanordnung derart ist, dass der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand nur mit dem Hydraulikdruck, der für einen Vorschub der Ventileinstellung wirkt, freigegeben werden kann und dass das Halteloch 18 für den Sperrstift 15 an der am meisten retardierten Position angeordnet ist.
Fig. 12 und 13 sind Flussdiagramme zum Darstellen von Bearbeitungen, die durch die ECU ausgeführt werden, die in die Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung einbezogen ist, Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine zweidimensionale Tabelle der Änderungsrate β zeigt, und Fig. 15 und 16 sind Zeiteinstellungsdiagramme zum grafischen Darstellen von Bearbeitungsoperationen, die in der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden.
Spezieller zeigt Fig. 12 eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen einer Änderungsrate oder Größe Δtvo des Drosselöffnungsgrads.
Bezugnehmend auf Fig. 12 wird zuerst in einem Schritt S1201 eine Entscheidung getroffen, ob der Sperrstift-Freigabezähler CP "0" ist oder nicht. Wenn in dem Schritt S1201 bestimmt wird, dass CP > 0 ist (d. h. "NEIN"), wird die in Fig. 12 gezeigte Routine ohne Ausführung irgendeiner anderen Bearbeitung beendet.
Wenn andererseits in dem Schritt S1201 bestimmt wird, dass CP = "0" ist (d. h. "JA"), wird die Änderungsgröße Δtvo in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (4) berechnet (Schritt S1202):

Δtvo = tvo [i] - tvo [i - 1] (4)

wobei tvo[i] den Drosselöffnungsgrad in der momentanen Bearbeitungsroutine darstellt und tvo[i - 1] den Drosselöffnungsgrad in der unmittelbar vorangehenden Bearbeitung darstellt.
Wie aus dem obigen Ausdruck (4) gesehen werden kann, nimmt in dem stetigen Betriebszustand, wo der Drosselöffnungsgrad konstant gehalten wird, die Änderungsgröße ätvo einen extrem kleinen Wert an, wohingegen die Änderungsgröße Δtvo einen großen Wert annimmt, wenn das Drosselventil rasch geöffnet wird, z. B. bei Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.
Fig. 13 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Berechnen des Endzielphasenwinkels Θt auf der Basis der Änderungsrate Δtvo des Drosselöffnungsgrads. Übrigens sind Schritte S1303 bis S1306, die in Fig. 13 gezeigt werden, die gleichen wie die Schritte S905 bis S908, die hierin zuvor durch Bezug auf Fig. 9 beschrieben wurden. Entsprechend ist eine wiederholte Beschreibung dieser Schritte unnötig.
Bezugnehmend auf Fig. 13 wird die Änderungsrate β des Sperrstift-Freigabe-begrenzten Zielphasenwinkels Θtp in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (5) berechnet (in einem Schritt S1301).

β = Table (Δtvo) (5)
In dem obigen Ausdruck (5) stellt Table (Δtvo) eine Funktion zum Bestimmen des Werts der Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads durch Referenzieren der in Fig. 14 gezeigten zweidimensionalen Tabelle dar.
Nachfolgend wird der Sperrstift-Freigabe-begrenzte Zielphasenwinkel Θtp in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck (6) in einem Schritt S1302 berechnet.

Θtp = Θpin + β × CT (6)
Anschließend werden die Bearbeitungsschritte S1303 bis S1306, die den Schritten S905 bis S908 ähnlich sind, die zuvor beschrieben wurden, ausgeführt, worauf die in Fig. 13 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet wird.
An dieser Stelle sollte hinzugefügt werden, dass die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt, die in dem Schritt S1301 eingestellt wird, einen großen Wert annimmt, wenn die Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads groß ist (d. h. im Fall, dass die Drehmomentanforderung einen großen Wert hat).
Wie aus dem obigen offensichtlich ist, entspricht der Zustand, in dem die Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads groß ist, z. B. dem Zustand, in dem das Gaspedal durch den Fahrer zum schnellen Öffnen des Drosselventils mit der Absicht, das Kraftfahrzeug zu beschleunigen, niedergedrückt wird.
In diesem Fall nähert sich der Endzielphasenwinkel Θt rasch dem Basiszielphasenwinkel Θmap unmittelbar nachdem die Sperrstiftfreigabe erfasst wurde. Somit kann die Ventileinstellung dem Basiszielphasenwinkel Θmap schnell folgen.
Andererseits wird in dem Fall, wo die Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads "0" oder ein sehr kleiner Wert (was ein Fehlen der Drehmomentanforderung anzeigt) in dem stetigen Betriebszustand ist, die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt auf einen kleinen Wert gesetzt, wodurch die Änderungsgröße zu dem Endzielphasenwinkel Θt unmittelbar nach der Erfassung der Sperrstiftfreigabe (d. h. eine Änderungsgröße der Ventileinstellung) klein gemacht werden kann.
Somit kann in dem stetigen Betrieb keine rasche Änderung der Ventileinstellung auftreten. Somit kann ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks mit hoher Zuverlässigkeit unterdrückt werden.
Als nächstes wird bezugnehmend auf die in Fig. 15 und 16 gezeigten Zeiteinstellungsdiagramme eine Erläuterung der oben erwähnten Bearbeitungsoperationen vorgenommen.
Nebenbei entsprechen Fig. 15 und 16 zuvor beschriebenen Fig. 10 und 11 (Bearbeitungen, die in dem stetigen Betriebszustand bzw. beim Niederdrücken des Gaspedals ausgeführt werden).
Spezieller ist Fig. 15 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkel Θa als eine Funktion der Zeit in dem Fall, wo geschätzt wird, dass zu dem Zeitpunkt tps, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird, keine Drehmomentanforderung erteilt wurde.
Bezugnehmend auf Fig. 15 wird die Sperrstift-Freigabesteuerung von dem Zeitpunkt tps gestartet, zu dem der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw 5 [Grad CA] überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt tpo ist der Sperrstift-Freigabezähler CP "0". Entsprechend wird die Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads in Übereinstimmung mit dem hierin zuvor erwähnten Ausdruck (4) berechnet (Schritt S1202 in Fig. 12).
Da jedoch der Drosselöffnungsgrad tvo (Δtvo = "0") bis zu dem zuvor erwähnten Zeitpunkt tps konstant ist, wird eine Berechnung der Änderungsrate β in Übereinstimmung mit dem hierin zuvor erwähnten Ausdruck (5) (Schritt S1301 in Fig. 13) durch Referenzieren der in Fig. 14 gezeigten zweidimensionalen Tabelle dazu führen, dass die Änderungsrate β auf einen minimalen Wert eingestellt wird.
Folglich erhöht sich der Endzielphasenwinkel Θt (siehe das in der oberen Reihe in Fig. 15 mit einer gestrichelten Linie gezeigte Segment) allmählich langsam von dem Zeitpunkt tpe, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, um mit dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu konvergieren.
Wenn die Phasenrückführungssteuerung von dem Zeitpunkt tpe, zu dem der entsperrte Zustand erfasst wird, ausgeführt wird, wird als ein Ergebnis dessen die Änderungsgröße des erfassten Phasenwinkels Θa (siehe das in Fig. 15 in der oberen Reihe mit einer durchgehenden Linie gezeigte Segment) unterdrückt, verglichen mit der des erfassten Phasenwinkels Θa in der hierin zuvor durch Bezug auf Fig. 28 beschriebenen konventionellen Vorrichtung.
Nehmen wir als ein Beispiel an, dass der Ventileinstellungssteuerverhinderungszustand wegen dem Anstieg der Kühlwassertemperatur thw in dem Verlauf eines stetigen Betriebs des Kraftfahrzeugs freigegeben wird, wobei das Niederdrücken des Gaspedals (Drosselöffnungsgrad) konstant gehalten wird. In diesem Fall wurde keine Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt erteilt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird. Ferner ist dem Fahrer ein Freigeben der Ventileinstellungssteuerung aus dem blockierten Zustand gewöhnlich nicht bewusst.
In diesem Fall kann die Änderungsgröße der Ventileinstellung durch Einstellen der Änderungsrate β auf einen ausreichend kleinen Wert auf einen kleinen Wert unterdrückt werden, sodass sich der Endzielphasenwinkel dem Basiszielphasenwinkel langsam annähern kann, wodurch der Fahrer des Kraftfahrzeugs positiv gegen einen Schock wegen einer Schwankung eines Drehmoments geschützt werden kann. Auf diese Art und Weise kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks mit hoher Zuverlässigkeit verhindert werden.
Fig. 16 ist ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkels Θa, wenn eingeschätzt wird, dass die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt tps erteilt wurde, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird.
Bezugnehmend auf Fig. 16 wird die Sperrstift-Freigabesteuerung von dem Zeitpunkt tps gestartet, zu dem der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw (siehe Fig. 15) 5 [Grad CA] überschritten hat (siehe Fig. 15), wie zuvor beschrieben.
In diesem Fall wird das Gaspedal durch den Fahrer zu dem Zeitpunkt tps niedergedrückt. Entsprechend nimmt die Änderungsgröße ätvo des Drosselöffnungsgrads im Vergleich mit dem, was zuvor in Verbindung mit Fig. 15 beschrieben wurde, einen großen Wert an.
Wenn die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt durch Referenzieren der zweidimensionalen Tabelle, die in Fig. 14 gezeigt wird, arithmetisch bestimmt wird (Schritt S1301 in Fig. 13), wird die oben erwähnten Änderungsrate β entsprechend auf einen größeren Wert eingestellt, wenn mit der Änderungsrate β verglichen, die zuvor in Verbindung mit Fig. 15 beschrieben wurde. Folglich wird der Endzielphasenwinkel Θt von dem Zeitpunkt tpe, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, steil ansteigen, um rasch mit dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu konvergieren.
Wenn die Phasenrückführungssteuerung von dem zuvor erwähnten Zeitpunkt tpe ausgeführt wird, folgt als ein Ergebnis dessen der erfasste Phasenwinkel Θa dem Basiszielphasenwinkel Θmap im Vergleich mit dem Fall, der zuvor durch Bezug auf Fig. 15 beschrieben wurde, schneller.
In dem in Fig. 16 dargestellten Fall wird ein Schock wegen der raschen Änderung der Ventileinstellung stattfinden. Dieser Schock ist jedoch beträchtlich kleiner als der Schock, der wegen einer Änderung des Betriebszustands auftritt (durch den Fahrer beabsichtigt). Entsprechend wird der Fahrer kaum eine Unbehaglichkeit verspüren, was kein Problem darstellt.
Da die Ventileinstellung dem Basiszielphasenwinkel Θmap in dem in Fig. 16 dargestellten Fall rasch folgt, kann des weiteren eine Verzögerung bei der Reaktion der Ventileinstellungssteuerung wegen einer Ausführung der Sperrstift- Freigabesteuerung auf ein Minimum unterdrückt werden.
Durch Schätzen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird auf der Basis der Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads, in der sich die Absicht des Fahrers direkt widerspiegelt, und durch Ändern des Grades einer Begrenzung, die dem Endzielphasenwinkels Θt, der in der Phasenrückführungssteuerung verwendet wird, auferlegt wird, ist es auf diese Art und Weise möglich, die Drehmomentanforderung für den Motor 101 mit hoher Genauigkeit zu schätzen.
Durch Abstimmen der Änderungsgröße des Endzielphasenwinkels Θt durch Verwendung der Drehmomentanforderung, die wie oben erwähnt mit hoher Genauigkeit geschätzt wird, ist es möglich, die Änderungsgröße der Ventileinstellung mit einem verbesserten Freiheitsgrad abzustimmen oder zu regeln.
Als ein Ergebnis dessen kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks unterdrückt werden, während die Freigabe des Sperrstifts 15 unfehlbar sichergestellt wird. Somit kann das Motorleistungsverhalten, wie etwa ein Ausgabedrehmoment, eine Abgasqualität und andere, auf ein mögliches Maximum verbessert werden.

Ausführungsform 3

In der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt tps auf der Basis der Änderungsgröße Δtvo des Drosselöffnungsgrads geschätzt. In der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Änderung eines Parameters, der die Flussrate der Ansaugluft anzeigt, die in den Motor 101 zugeführt wird, zur Schätzung der Drehmomentanforderung verwendet.
Im folgenden wird in Bezug auf Fig. 17 bis 21 eine Beschreibung der Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Motor gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung vorgenommen, in der die Drehmomentanforderung auf der Basis der Änderungsgröße des Parameters, der den Ansaugluftstrom anzeigt, geschätzt wird.
Fig. 17 bis 21 entsprechen jeweils Fig. 12 bis 16, die zuvor beschrieben wurden, wobei Fig. 17 und 18 Flussdiagramme zum Darstellen von Bearbeitungen sind, die in der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden, Fig. 19 eine Ansicht ist, die eine Tabelle der Änderungsrate β zeigt, und Fig. 20 und 21 Zeiteinstellungsdiagramme zum grafischen Darstellen von Bearbeitungsoperationen sind, die in der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden.
In der Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform der Erfindung wird vorausgesetzt, dass der relative Winkel der Nockenwelle zu der Kurbelwelle (Ventileinstellung) gesteuert wird, dass die Öldurchgangsanordnung derart vorgenommen wird, dass der Sperrstift 15 aus dem gesperrten Zustand nur mit dem Hydraulikdruck, der für einen Vorschub der Ventileinstellung wirksam ist, freigegeben werden kann, und dass das Halteloch 18 für den Sperrstift 15 an der am meisten retardierten Position angeordnet ist, wie in dem Fall der hierin zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Die Ventileinstellungssteuervorrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in der Hinsicht, dass die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird, nicht aus der Änderungsgröße ätvo des Drosselöffnungsgrads geschätzt wird, sondern auf der Basis der Änderungsgröße ACe des Parameters geschätzt wird, der den Ansaugluftstrom anzeigt (z. B. die Ladeeffizienz Ce).
Fig. 17 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Bestimmen einer Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz Ce.
Bezugnehmend auf Fig. 17 wird zuerst in einem Schritt S1701 eine Entscheidung getroffen, ob der Sperrstift-Freigabezähler CP "0" ist oder nicht. Wenn in dem Schritt S1701 bestimmt wird, dass CP > 0 ist (d. h. wenn S1701 "NEIN" ist), wird die in Fig. 17 gezeigte Bearbeitungsroutine direkt beendet.
Wenn andererseits in dem Schritt S1701 bestimmt wird, dass CP = "0" ist (d. h. "JA"), wird die Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz Ce in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (7) in einem Schritt S1702 berechnet, worauf die in Fig. 17 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt [Rückkehr].

ΔCe = Ce [i] - Ce [i - 1] (7)

wobei Ce[i] die Ladeeffizienz in der gegenwärtigen Bearbeitungsroutine darstellt und Ce[i - 1] die Ladeeffizienz in der unmittelbar vorausgehenden Bearbeitungsroutine darstellt.
Wie aus dem obigen Ausdruck (7) gesehen werden kann, nimmt eine Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz, die durch die in Fig. 17 gezeigte Bearbeitung bestimmt wird, in dem stetigen Betriebszustand, wo die Ladeeffizienz Ce konstant ist, einen extrem kleinen Wert an, wohingegen die Änderungsgröße ätvo einen großen Wert annimmt, wenn sich der Ansaugluftstrom oder Menge wie in dem Fall einer Beschleunigungsoperation rasch vergrößert.
Fig. 18 zeigt eine Bearbeitungsroutine zum Berechnen des Endzielphasenwinkels Θt aus der Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz. Übrigens entsprechen Schritte S1801 und S1802, die in Fig. 18 gezeigt werden, jeweils den Schritten S1301 bis S1302, die hierin zuvor durch Bezug auf Fig. 13 beschrieben wurden.
Des weiteren sind Schritte S1803 bis S1806, die in Fig. 18 gezeigt werden, im wesentlichen die gleichen wie die Bearbeitungsschritte S905 bis S908, die hierin zuvor durch Bezug auf Fig. 9 beschrieben wurden. Entsprechend wird eine wiederholte Beschreibung dieser Schritte unnötig sein.
Bezugnehmend auf Fig. 18 wird zuerst in einem Schritt S1801 die Änderungsrate β des Sperrstift-Freigabe-begrenzten Zielphasenwinkels Θtp in Übereinstimmung mit dem nachstehend erwähnten Ausdruck (8) berechnet.

β = Table (ΔCe) (9)
In dem obigen Ausdruck (8) stellt "Table (Δtvo)" eine Funktion zum Bestimmen des Werts der Änderung Δtvo des Drosselöffnungsgrads durch Referenzieren einer in Fig. 19 gezeigten zweidimensionalen Tabelle dar.
Nachfolgend wird der Sperrstift-Freigabe-begrenzte Zielphasenwinkel Θtp in einem Schritt S1802 in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck (9) berechnet.

Θtp = Θpin + β × CT (9)
Nachfolgend werden Bearbeitungsschritte S1303 bis S1306, die den zuvor erwähnten Schritten S905 bis S908 ähnlich sind, ausgeführt, worauf die in Fig. 18 gezeigte Bearbeitungsroutine beendet wird.
Übrigens sollte hinzugefügt werden, dass obwohl die Änderung ΔCe der Ladeeffizienz als der Parameter verwendet wird, der die Ansaugluftmenge anzeigt, kann gleichermaßen ein anderer Parameter, wie etwa eine Änderung des Drucks innerhalb des Ansaugrohrs, eine Volumeneffizienz oder dergleichen mit im wesentlichen der gleichen Wirkung eingesetzt werden.
In diesem Fall wird die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt (siehe Fig. 19) auf die ähnliche Art und Weise eingestellt, wie zuvor durch Bezug auf Fig. 14 beschrieben. Wenn der Fahrer das Drosselventil mit dem Ziel, das Kraftfahrzeug zu beschleunigen (wobei sich die Ansaugluftmenge stark erhöht), rasch öffnet, wird entsprechend die Änderungsrate β auf einen großen Wert eingestellt, da die Änderungsgröße ΔCe groß ist (d. h. da die Drehmomentanforderung groß ist).
Auf diese Art und Weise kann sich der Endzielphasenwinkel Θt unmittelbar nach der Erfassung der Freigabe des Sperrstifts schnell dem Basiszielphasenwinkel Θmap annähern. Somit kann die Ventileinstellung dem Basiszielphasenwinkel Θmap schnell folgen.
In dem Fall, wo die Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz Ce in dem stetigen Motorbetrieb "0" ist oder einen sehr kleinen Wert hat (was das Fehlen der Drehmomentanforderung anzeigt), wird andererseits die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt auf einen kleinen Wert eingestellt.
Somit kann die Änderungsgröße des Endzielphasenwinkels Θt unmittelbar nach der Erfassung der Freigabe des Sperrstifts unterdrückt werden, wodurch eine Änderungsgröße der Ventileinstellung klein gemacht werden kann. Auf Grund dieses Merkmals kann eine rasche Änderung der Ventileinstellung positiv unterdrückt werden, wodurch ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks verhindert werden kann.
Als nächstes wird unter Bezug auf die in Fig. 20 und 21 gezeigten Zeiteinstellungsdiagramme eine detaillierte Beschreibung der oben erwähnten Bearbeitungsoperationen vorgenommen.
Nebenbei entsprechen Fig. 20 und 21 zuvor beschriebenen Fig. 15 und 16 (Bearbeitungen, die in dem stetigen Betrieb bzw. beim Niederdrücken des Gaspedals ausgeführt werden).
Spezieller ist Fig. 20 ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkels (Θa) in dem Fall, wo ein Fehlen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt tps geschätzt wird, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wurde.
Bezugnehmend auf Fig. 20 wird die Sperrstift-Freigabesteuerung von dem Zeitpunkt tps gestartet, zu dem der wassertemperaturbegrenzte Zielphasenwinkel Θtw 5 [Grad CA] überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt tpo ist der Wert des Sperrstift- Freigabezählers CP "0". Entsprechend wird die Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz in Übereinstimmung mit dem hierin zuvor erwähnten Ausdruck (7) berechnet (erscheint in dem Schritt S1802 in Fig. 18).
Da der Drosselöffnungsgrad tvo bis zu dem zuvor erwähnten Zeitpunkt tps konstant ist (Δtvo = "0"), verbleibt die Ladeeffizienz Ce jedoch konstant (Ce = 0). Entsprechend wird eine Berechnung der Änderungsrate β in Übereinstimmung mit dem hierin zuvor erwähnten Ausdruck (8) (Schritt S1801 in Fig. 18) durch Referenzieren der in Fig. 19 gezeigten Tabelle dazu führen, dass die Änderungsrate β auf einen minimalen Wert eingestellt wird.
Entsprechend erhöht sich der Endzielphasenwinkel Θt (siehe das in der oberen Reihe in Fig. 20 mit einer gestrichelten Linie gezeigte Segment) allmählich langsam von dem Zeitpunkt tpe, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, um mit dem Basiszielphasenwinkel zu konvergieren.
Als ein Ergebnis dessen wird die Änderungsgröße des erfassten Phasenwinkels Θa (siehe das in der oberen Reihe in Fig. 20 mit einer durchgehenden Linie gezeigte Segment), im Vergleich mit der von dem erfassten Phasenwinkel Θa in der hierin zuvor beschriebenen konventionellen Vorrichtung (siehe Fig. 28) unterdrückt, wenn die Phasenrückführungssteuerung von dem Zeitpunkt tpe ausgeführt wird, zu dem der entsperrte Zustand des Sperrstifts erfasst wird. Somit kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks mit hoher Zuverlässigkeit verhindert werden.
Fig. 21 ist ein Zeiteinstellungsdiagramm zum grafischen Darstellen eines Verhaltens des erfassten Phasenwinkels Θa, wenn geschätzt wird, dass die Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt tps vorhanden ist, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung erteilt wird.
In Fig. 21 wird vorausgesetzt, dass das Gaspedal zu dem Zeitpunkt tps niedergedrückt ist, zu dem die Sperrstift-Freigabesteuerung gestartet wird. In diesem Zustand erhöht sich die Ladeeffizienz Ce. Folglich nimmt die Änderungsgröße ΔCe der Ladeeffizienz einen großen Wert an, wodurch die Änderungsrate β des Endzielphasenwinkels Θt im Vergleich zu dem in Fig. 20 gezeigten Fall auf einen größeren Wert eingestellt wird.
Als ein Ergebnis dessen erhöht sich der Endzielphasenwinkel Θt von dem Zeitpunkt tpe steil, zu dem der freigegebene Zustand des Sperrstifts 15 erfasst wird, um rasch mit dem Basiszielphasenwinkel Θmap zu konvergieren. Durch Ausführung der Phasenrückführungssteuerung von dem oben erwähnten Zeitpunkt tpe folgt somit der erfasste Phasenwinkel Θa dem Basiszielphasenwinkel Θmap im Vergleich mit dem in Fig. 20 gezeigten Fall schneller, wie durch ein in Fig. 21 mit einer durchgehenden Linie gezeigtes Segment angezeigt.
In diesem Fall wird ein Schock wegen der raschen Änderung der Ventileinstellung stattfinden. Dieser Schock ist jedoch beträchtlich kleiner als der Schock, der wegen einer Änderung des Motorbetriebzustands auftritt, die durch den Fahrer absichtlich durch Niederdrücken des Gaspedals herbeigeführt wird. Entsprechend wird der Fahrer kaum eine Unbehaglichkeit verspüren.
Da die Ventileinstellung dem Basiszielphasenwinkel Θmap rasch folgt, kann ferner eine Verzögerung in der Reaktion der Ventileinstellungssteuerung bei Ausführung der Sperrstift- Freigabesteuerung auf ein Minimum unterdrückt werden. Somit kann eine Freigabe des Sperrstifts 15 unfehlbar sichergestellt werden, wobei das Motorleistungsverhalten hinsichtlich des Ausgabedrehmoments, Abgasqualität und anderer auf ein mögliches Maximum verbessert wird.
Durch Schätzen der Drehmomentanforderung zu dem Zeitpunkt, wenn die Ausführungsanforderung für die Sperrstift-Freigabesteuerung auf der Basis der Änderungsgröße Δtvo der Ansaugluftflussrate, die direkt zu der Drehmomenterzeugung des Motors 101 beiträgt, erteilt wird, und durch Ändern oder Modifizieren des Grades einer Begrenzung, die dem Endzielphasenwinkel Θt, der in der Phasenrückführungssteuerung verwendet wird, auferlegt wird, kann des weiteren eine Änderung der Ventileinstellung mit einem hohen Freiheitsgrad geregelt werden. Somit kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks mit hoher Zuverlässigkeit vermieden werden, während ermöglicht wird, das Motorleistungsverhalten hinsichtlich des Ausgabedrehmoments, Abgasqualität und anderer sehr beträchtlich zu verbessern.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung betreffen die Begrenzung des Endzielphasenwinkels Θt in Bezug auf den Basiszielphasenwinkel Θmap, wobei die Kühlwassertemperatur thw als der Parameter verwendet wird, der den Betriebszustand des Verbrennungsmotors anzeigt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass selbst wenn der Parameter mit Ausnahme der Kühlwassertemperatur thw zum Begrenzen des Endzielphasenwinkels Θt eingesetzt wird, ähnliche Handlungen und Wirkungen durch Zurückgreifen auf die Bearbeitungsprozeduren ähnlich zu jenen hierin zuvor beschriebenen gleichermaßen realisiert werden können.
Obwohl in der vorangehenden Beschreibung vorausgesetzt wurde, dass der Betriebszustand des Verbrennungsmotors als die Bedingung zum Begrenzen des Endzielphasenwinkels Θt verwendet wird, ist es ferner selbsterklärend, dass auch die Zustände der Ventileinstellungssteuervorrichtung zu diesem Zweck genutzt werden können.
In dem Fall, wo die verschiedenen Steuerparameter (wie etwa z. B. gelernte Werte der am meisten retardierten Position der Ventileinstellung und andere) noch nicht kalibriert wurden, wird als ein Beispiel die Ventileinstellungssteuerung gegebenenfalls verhindert. Selbst in diesem Fall können die hierin offengelegten Bearbeitungsprozeduren ausgeführt werden, um die ähnlich vorteilhaften Handlungen und Wirkungen sicherzustellen.

Auswirkungen der Erfindung

Wie aus dem vorangehenden offensichtlich ist, hat die vorliegende Erfindung die Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfasst die Nockenwelle, die in Synchronismus mit einer Drehung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, um dadurch eine Ventileinstellung für mindestens eines des Einlassventils und des Auslassventils des Motors einzustellen, das Nockenphasenstellglied mit den Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern und den Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern, an die ein Hydraulikdruck zum Ändern des relativen Winkels der Nockenwelle zu der Kurbelwelle in der Ventileinstellungsvorschubrichtung oder alternativ in der Ventileinstellungsretardierungsrichtung eingespeist wird, den Sperrmechanismus, der in Verbindung mit dem Nockenphasenstellglied zum Sperren des relativen Winkels bei dem vorbestimmten relativen Winkel vorgesehen ist, die Ölpumpe zum Generieren des Hydraulikdrucks, das Hydraulikdruckregelmittel zum Zuführen des Hydraulikdrucks zu den Ventileinstellungs- Vorschubhydraulikkammern oder alternativ zu den Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern und die Motorsteuereinheit zum Steuern des Hydraulikdruckregelmittels. Der Sperrmechanismus wird unter der Wirkung des Hydraulikdrucks freigegeben, der entweder den Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammern oder den Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammern des Nockenphasenstellglieds beim Ändern des relativen Winkels zugeführt wird, wobei wenn der relative Winkel von dem gesperrten Zustand, der durch den Sperrmechanismus validiert wird, zu ändern ist, die Phasenrückführungssteuerung des relativen Winkels durchgeführt wird, nachdem die Steuerung zum Freigeben des gesperrten Zustands im voraus ausgeführt wurde. Die Motorsteuereinheit umfasst das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel zum Begrenzen einer Änderungsgröße der Ventileinstellung. Dieses Änderungsgrößenbegrenzungsmittel ist gestaltet, die Änderungsgröße der Ventileinstellung auf den vorbestimmten Wert bei einem Übergang der Freigabesteuerung des gesperrten Zustands zu der Phasenrückführungssteuerung zu begrenzen.
Auf Grund der oben beschriebenen Anordnung der Ventileinstellungssteuervorrichtung kann die Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Motor realisiert werden, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks bei einem Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung positiv zu unterdrücken, selbst in dem Fall, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, welches eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei Änderung der Ventileinstellung erfordert.
In der oben beschriebenen Ventileinstellungssteuervorrichtung kann das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel derart gestaltet sein, um die Änderungsgröße des Zielphasenwinkels der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle zu begrenzen.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Motor realisiert werden, wobei die Vorrichtung ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks bei einem Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung unterdrücken kann, selbst wenn das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, welches eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei einer Änderung der Ventileinstellung erfordert.
In der oben beschriebenen Ventileinstellungssteuervorrichtung kann das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel ferner derart gestaltet sein, um die Drehmomentanforderung zu schätzen, die zu dem Zeitpunkt existiert, wenn die Steuerung zum Freigeben des gesperrten Zustands gestartet ist, um dadurch entsprechend den Grad einer Begrenzung für die Änderungsgröße des Zielphasenwinkels zu modifizieren.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Ventileinstellungssteuervorrichtung für den Motor realisiert werden, wobei die Vorrichtung ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks bei einem Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung durch eine relativ einfache Bearbeitungsprozedur unterdrücken kann, selbst wenn das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, welches eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei einer Änderung der Ventileinstellung erfordert.
In der oben beschriebenen Ventileinstellungssteuervorrichtung kann das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel ferner derart gestaltet sein, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Zielphasenwinkels zu schätzen.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Vorrichtung für den Motor realisiert werden, die ein Auftreten des für den Fahrer unerwarteten Schocks bei einem Übergang zu der Phasenrückführungssteuerung positiv unterdrücken kann, selbst in dem Fall, wo das Nockenphasenstellglied eingesetzt wird, welches eine Operation zum Freigeben des Sperrstifts aus dem gesperrten Zustand im voraus bei einer Änderung der Ventileinstellung erfordert.
In der oben beschriebenen Ventileinstellungssteuervorrichtung kann die Ventileinstellungssteuervorrichtung des weiteren ferner das Drosselöffnungsgraderfassungsmittel zum Erfassen des Drosselöffnungsgrads des Verbrennungsmotors umfassen. In diesem Fall kann das Begrenzungsmittel derart gestaltet sein, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Drosselöffnungsgrads, in dem sich die Absicht des Fahrers direkt widerspiegelt, zu schätzen, um dadurch eine Änderungsgröße des Endzielphasenwinkels auf der Basis der Drehmomentanforderung mit hoher Genauigkeit zu regeln.
Auf Grund der oben beschriebenen Anordnung der Ventileinstellungssteuervorrichtung ist es möglich, die Änderungsgröße der Ventileinstellung mit einem hohen Freiheitsgrad zu regeln oder abzustimmen. Somit kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks positiv vermieden werden, während der Sperrstift aus dem gesperrten Zustand unfehlbar freigegeben werden kann. Als ein Ergebnis kann das Leistungsverhalten des Motors in Bezug auf das Ausgabedrehmoment, die Abgasqualität und andere sehr beträchtlich verbessert werden.
In der oben beschriebenen Ventileinstellungssteuervorrichtung kann die Ventileinstellungssteuervorrichtung außerdem ferner das Ansaugluftstromparameter-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Ansaugluftstromparameters umfassen, der einem Ansaugluftstrom in dem Verbrennungsmotor entspricht. In diesem Fall kann das oben erwähnte Begrenzungsmittel derart gestaltet sein, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Ansaugluftstromparameters zu schätzen, der direkt als einer der wichtigen Faktoren in der Erzeugung eines Drehmoments funktioniert.
Mit der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich, die Änderungsgröße der Ventileinstellung mit einem hohen Freiheitsgrad zu regeln oder abzustimmen. Somit kann ein Auftreten eines für den Fahrer unerwarteten Schocks positiv vermieden werden, während der Sperrstift aus dem gesperrten Zustand unfehlbar freigegeben werden kann. Folglich kann das Leistungsverhalten des Motors in Bezug auf das Ausgabedrehmoment, die Abgasqualität und andere sehr beträchtlich verbessert werden.
Viele Modifikationen und Abweichungen der vorliegenden Erfindung sind angesichts der obigen Techniken möglich. Es ist deshalb zu verstehen, dass innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche die Erfindung anders als speziell beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

1. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfassend:
eine Nockenwelle (8), die in Synchronismus mit einer Drehung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, um dadurch eine Ventileinstellung für mindestens ein von einem Einlassventil und einem Auslassventil des Motors einzustellen;
ein Nockenphasenstellglied (113) mit einer Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer (9) und einer Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer (10), an die ein Hydraulikdruck zum Ändern eines relativen Winkels der Nockenwelle zu der Kurbelwelle in einer Ventileinstellungsvorschubrichtung oder alternativ in einer Ventileinstellungs-Retardierungsrichtung zugeführt wird;
einen Sperrmechanismus (14, 15, 16, 17, 18), der in Verbindung mit dem Nockenphasenstellglied (113) zum Sperren des relativen Winkels bei einem vorbestimmten relativen Winkel vorgesehen ist;
eine Ölpumpe (118) zum Generieren des Hydraulikdrucks;
Hydraulikdruckregelmittel (114) zum Zuführen des Hydraulikdrucks zu der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer (9) oder alternativ zu der Ventileinstellungs- Retardierungshydraulikkammer (10); und
eine Motorsteuereinheit (117) zum Steuern des Hydraulikdruckregelmittels (114);
der Sperrmechanismus (14, 15, 16, 17, 18) unter der Wirkung des Hydraulikdrucks freigegeben wird, der entweder zu der Ventileinstellungs-Vorschubhydraulikkammer (9) oder der Ventileinstellungs-Retardierungshydraulikkammer (10) des Nockenphasenstellglieds (113) beim Ändern des relativen Winkels zugeführt wird, wobei wenn der relative Winkel von dem gesperrten Zustand, der durch den Sperrmechanismus (14, 15, 16, 17, 18) validiert wird, zu ändern ist, eine Phasenrückführungssteuerung des relativen Winkels durchgeführt wird, nachdem eine Steuerung zum Freigeben des gesperrten Zustand im voraus durchgeführt wurde;
wobei die Motorsteuereinheit (117) ein Änderungsgrößenbegrenzungsmittel zum Begrenzen einer Änderungsgröße der Ventileinstellung umfasst,
das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel zum Begrenzen der Änderungsgröße der Ventileinstellung auf einen vorbestimmten Wert bei einem Übergang der Freigabesteuerung des gesperrten Zustand zu der Phasenrückführungssteuerung gestaltet ist.

2. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel zum Begrenzen einer Änderungsgröße eines Zielphasenwinkels der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle gestaltet ist.

3. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel derart gestaltet ist, um eine Drehmomentanforderung zu schätzen, die zu einem Zeitpunkt existiert, wenn die Steuerung zum Freigeben des gesperrten Zustands gestartet wird, um dadurch einen Grad einer Begrenzung für die Änderungsgröße des Zielphasenwinkels zu modifizieren.

4. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, wobei das Änderungsgrößenbegrenzungsmittel derart gestaltet ist, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Zielphasenwinkels zu schätzen.

5. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 3,
ferner umfassend ein Drosselöffnungsgraderfassungsmittel zum Erfassen eines Drosselöffnungsgrads des Verbrennungsmotors,
wobei das Begrenzungsmittel derart gestaltet ist, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Drosselöffnungsgrads zu schätzen.

6. Ventileinstellungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 3,
ferner umfassend ein Ansaugluftstromparameter-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Ansaugluftstromparameters, der einem Ansaugluftstrom in dem Verbrennungsmotor entspricht,
wobei das Begrenzungsmittel derart gestaltet ist, um die Drehmomentanforderung auf der Basis des Ansaugluftstromparameters zu schätzen.