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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-244891 , eingereicht am 3. Dezember 2014, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die einen Motor steuert, um einen Nocken zu drehen, derart, dass durch Verschieben einer Steuerkomponente in einer Berührung mit einer äußeren peripheren Oberfläche des Nockens ein Betriebsstatus bzw. Betriebszustand einer Verbrennungsmaschine umgeschaltet wird.
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HINTERGRUND TECHNIK
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Eine Verbrennungsmaschine für ein Fahrzeug ist bekannt, die gemäß dem Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine Luft-Einlass- und Auslass-Charakteristiken ändert. Eine Menge eines maximalen Hubs eines Einlassventils oder eines Auslassventils bei einem Zylinder einer Verbrennungsmaschine wird genauer gesagt geschaltet, um für den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine zu dieser Zeit geeignet zu sein.
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Die
JP 2014-119 087 A beschreibt eine Steuervorrichtung, die unter Verwendung eines Motors und eines Nockens eine Steuerkomponente verschiebt, und das Schalten wird durch eine Wirkung der Steuerkomponente durchgeführt. Der Nocken, der durch Antreiben des Motors gedreht wird, hat eine äußere periphere Oberfläche, die konfiguriert ist, um mit der Steuerkomponente in Berührung zu sein. Die Steuerkomponente hat ein Ende, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Nockens in Berührung ist, und ein anderes Ende, das sich zu der Verbrennungsmaschine erstreckt.
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Der Nocken ist gebildet, sodass der Abstand von der Drehmitte zu der äußeren peripheren Oberfläche abhängig von der Position in der äußeren peripheren Oberfläche variiert. Aus diesem Grund wird, wenn die Berührungsposition zwischen der Steuerkomponente und dem Nocken durch eine Drehung des Nockens geändert wird, die Steuerkomponente verschoben.
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Mehrere stationäre Teile (Stufenteile) sind in der äußeren peripheren Oberfläche des Nockens definiert. Ein Gradient einer Verschiebungsmenge der Steuerkomponente ansprechend auf eine Drehung des Nockens bei dem stationären Teil wird zu den anderen Teilen unterschiedlich gemacht. Bei der Steuervorrichtung der
JP 2014-119 087 A wird die Position der Steuerkomponente geschaltet, indem die Steuerkomponente mit einem der mehreren stationären Teile in Berührung gebracht wird.
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Die Position der Steuerkomponente wird geeignet geschaltet, derart, dass die Steuerkomponente für den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine zu dieser Zeit geeignet wirkt. Die Ausgabe der Verbrennungsmaschine kann dadurch verbessert werden, und der Kraftstoffverbrauch kann reduziert werden.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2010 027 213 A1 ein Verfahren und ein Steuergerät zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Kraftstoffinjektor je Zylinder, mindestens einer Nockenwelle zur Betätigung wenigstens eines Einlassventils und/oder wenigstens eines Auslassventils, wobei eine Ventiltrieb-Verstelleinrichtung zur steuerbaren Veränderung der Betätigungscharakteristik von wenigstens einem mittels der Nockenwelle betätigten Ventil vorgesehen ist, optional einem Nockenwellensensor, der ein vom Nockenwellenwinkel abhängiges Nockenwellensignal liefert, einem Kurbelwellensensor, der ein den Kurbelwellenwinkel darstellendes Kurbelwellensignal liefert, und einem Steuergerät zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und der Ventiltrieb-Verstelleinrichtung. Zur Gewinnung einer Information über die aktuelle Einstellung der Ventiltrieb-Verstelleinrichtung wird mindestens ein von einem Zylinderdrucksensor zur Messung des Drucks in einem zugeordneten Zylinder geliefertes Zylinderdrucksignal im Hinblick auf Störsignale ausgewertet und das Auswertungsergebnis als eine Eingangsgröße bei der Steuerung der Ventiltrieb-Verstelleinrichtung berücksichtigt.
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Ferner offenbart die
DE 10 2007 025 241 A1 eine variable Ventilbetätigungseinrichtung, die einen Antriebsnocken, einen Kippnocken, der schwenkbar um die Schwenkachse bewegbar ist, um so ein Motorventil zu Öffnungs- und Schließpositionen zu bewegen, einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine Rotationsbewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, und eine Steuerwelle, die betrieben wird um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern, umfasst. Ein Rollenkörper oder ein Kurvenformbereich sind an einem Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf einer Seite des Antriebsnockens angebracht und mit dem Antriebsnocken in Berührung. Ein Vorspannelement ist angeordnet, um den Rollenkörper auf dem Antriebsnocken über eine Rollenkörperwelle vorzuspannen, oder es spannt über eine Abstützung für das Vorspannelement den Kurvenformbereich auf dem Antriebsnocken vor.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es gibt individuelle Variationen der Charakteristik einer Verbrennungsmaschine, selbst wenn eine Verbrennungsmaschine mit der gleichen Bauweise hergestellt wird. Die Steuerkomponente nimmt von der Verbrennungsmaschine eine Kraft auf, und es gibt individuelle Variationen der Kraft. Aus diesem Grund gibt es individuelle Variationen der Arbeitsmenge, die durch den Motor gegen die Kraft erzeugt wird, bevor die Steuerkomponente zu einer Zielposition verschoben wird. Es ist daher schwierig, den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine durch schnelles Verschieben der Steuerkomponente zu einer Zielposition zu ändern.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die eine Steuerkomponente zu einer Zielposition schnell und genau verschiebt, um einen Betriebsstatus einer Verbrennungsmaschine umzuschalten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung, die einen Motor steuert, um einen Nocken zu drehen, derart, dass durch Verschieben einer Steuerkomponente in einer Berührung mit einer äußeren peripheren Oberfläche des Nockens ein Betriebsstatus bzw. Betriebszustand einer Verbrennungsmaschine umgeschaltet wird, einen Drehwinkeldetektor, der einen Drehwinkel des Nockens erfasst, einen Versorgungsteil einer elektrischen Leistung, der den Motor mit einer elektrischen Leistung versorgt, um einen Umschalt- bzw. Wechselbetrieb durchzuführen, der einen Teil der äußeren peripheren Oberfläche des Nockens in Berührung mit der Steuerkomponente zwischen einem ersten stationären Teil und einem zweiten stationären Teil, bei welchen die Steuerkomponente nicht verschoben wird, während sich der Nocken dreht, umschaltet, einen Arbeitsmengenrechner, der eine Menge einer Arbeit, die durch den Motor geleistet wird, um den Umschaltbetrieb durchzuführen, berechnet, und einen Verstärkungsrechner auf, der basierend auf der Menge der Arbeit, die durch den Arbeitsmengenrechner berechnet wird, eine Verstärkung berechnet. Der Versorgungsteil einer elektrischen Leistung führt unter Verwendung der Verstärkung, die durch den Verstärkungsrechner berechnet wird, eine Rückkopplungssteuerung durch, um die elektrische Leistung, mit der der Motor versorgt wird, zu steuern, derart, dass der Drehwinkel, der durch den Drehwinkeldetektor erfasst wird, ein Zielwert wird.
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Der Arbeitsmengenrechner berechnet die Arbeitsmenge, die durch den Motor bei dem Umschaltbetrieb zwischen dem ersten stationären Teil und dem zweiten stationären Teil geleistet wird. Der Verstärkungsrechner berechnet außerdem basierend auf dieser Arbeitsmenge eine Verstärkung, und der Versorgungsteil einer elektrischen Leistung führt unter Verwendung der Verstärkung eine Rückkopplungssteuerung durch, sodass der Drehwinkel des Nockens mit dem Zielwert in Übereinstimmung ist. In einem Fall, in dem die Arbeitsmenge, die durch den Motor bei dem Umschaltbetrieb geleistet wird, aufgrund der Variation der Charakteristik der Verbrennungsmaschine variiert, kann daher durch Verwenden der entsprechenden Verstärkung eine Steuerwelle schnell und korrekt zu der Zielposition verschoben werden, um den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine zu ändern.
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Eine Steuervorrichtung kann dementsprechend vorgesehen sein, die durch schnelles und korrektes Verschieben der Steuerkomponente zu der Zielposition den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine ändert.
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Figurenliste
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Die vorhergehenden und anderen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen ist, offensichtlicher.
- 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ventilsteuersystem darstellt, auf das eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel angewendet ist.
- 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Nocken und eine Steuerwelle darstellt.
- 3 ist ein Steuerblockdiagramm zum Erläutern der Steuervorrichtung.
- 4 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer axialen Kraft und einer Maschinendrehgeschwindigkeit darstellt.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung durch die Steuervorrichtung zeigt.
- 6 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Drehwinkel eines Nockens und einem Strom, mit dem ein Motor versorgt wird, darstellt.
- 7 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Verstärkungsverhältnis und einer Arbeitsmenge des Motors darstellt.
- 8 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Verstärkungsverhältnis und einer Maschinendrehgeschwindigkeit darstellt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Ein Ausführungsbeispiel ist gemäß den Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Abschnitte sind für ein leichtes Verständnis in den Zeichnungen mit gleichen Bezugsziffern beschriftet.
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Eine Steuervorrichtung 21 gemäß einem Ausführungsbeispiel und ein Ventilsteuersystem 11, auf das die Steuervorrichtung 21 angewendet ist, sind Bezug nehmend auf 1 bis 3 erläutert. Das Ventilsteuersystem 11 steuert ein Einlassventil und ein Auslassventil einer Verbrennungsmaschine 100 für ein Fahrzeug. Das Ventilsteuersystem 11 hat eine Steuerwelle 12 (Steuerkomponente), einen Aktuatorteil 13 und eine Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Steuerwelle 12 eine zylindrische Komponente, die durch Schieben in der axialen Richtung verschoben wird. Ein Ende 12a der Steuerwelle 12 ist benachbart zu dem Aktuatorteil 13 angeordnet, und das andere Ende 12b ist benachbart zu der Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 angeordnet.
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Der Aktuatorteil 13 ist eine Einrichtung zum Hinzufügen einer Kraft in der axialen Richtung zu der Steuerwelle 12, um die Steuerwelle 12 zu verschieben. Der Aktuatorteil 13 hat einen Motor 15, ein Reduktionsgetriebe 16, einen Nocken 17 und einen Drehwinkelsensor 19.
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Der Motor 15 dreht sich durch Aufnehmen einer Versorgung mit einer elektrischen Leistung und erzeugt ein Drehmoment. Eine Ausgangswelle des Motors 15 ist mit dem Reduktionsgetriebe 16 verbunden. Das Drehmoment, das durch den Motor 15 erzeugt wird, wird durch das Reduktionsgetriebe 16 zu dem Nocken 17 übertragen.
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Wie in 2 gezeigt ist, dreht sich der Nocken 17 um eine Drehmitte RC, wenn ansprechend auf eine Drehung des Motors 15 das Drehmoment von dem Reduktionsgetriebe 16 übertragen wird. Eine äußere periphere Oberfläche 17a des Nockens 17 ist als eine gekrümmte Oberfläche gebildet. Der Nocken 17 ist gebildet, sodass ein Abstand von der Drehmitte RC zu der äußeren peripheren Oberfläche 17a abhängig von der Position in der äußeren peripheren Oberfläche 17a variiert.
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Die äußere periphere Oberfläche 17a des Nockens 17 hat einen ersten stationären Teil LP, einen zweiten stationären Teil MP und einen dritten stationären Teil HP, die voneinander beabstandet sind. Der Abstand von der Drehmitte RC ist bei dem ersten stationären Teil LP am kleinsten. Der Abstand von der Drehmitte RC ist bei dem dritten stationären Teil HP am größten. Das heißt, der Abstand von der Drehmitte RC wird in drei Stufen vom dem ersten stationären Teil LP durch den zweiten stationären Teil MP bis zu dem dritten stationären Teil HP größer. In 2 sind der erste stationäre LP, der zweite stationäre Teil MP und der dritte stationäre Teil HP als dicke Linien für eine leichte Erläuterung gezeigt. Das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 ist mit der äußeren peripheren Oberfläche 17a des Nockens 17 in Berührung.
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Der Drehwinkelsensor 19 ist ein Sensor, der nahe des Nockens 17 angeordnet ist, und gibt gemäß dem Drehwinkel des Nockens 17 von einer Bezugsposition ein Signal aus. Die Signalausgabe von dem Drehwinkelsensor 19 wird durch einen Signaldraht in die Steuervorrichtung 21 (Bezug nehmend auf 1) eingegeben.
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Die Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 ist an der Verbrennungsmaschine 100 befestigt. Die Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 ändert die Öffnungs-/Schließ-Charakteristik des Einlassventils und des Auslassventils, um die Charakteristik von Einlassluft und Auslassluft der Verbrennungsmaschine 100 umzuschalten. Die Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 ändert genauer gesagt eine Menge eines maximalen Hubs und einen Arbeitswinkel des Einlassventils und des Auslassventils der Verbrennungsmaschine 100. Das andere Ende 12b der Steuerwelle 12 ist mit der Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 verbunden.
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Die Steuervorrichtung 21 steuert das Ventilsteuersystem 11. Die Steuervorrichtung 21 ist mit dem Motor 15 und dem Drehwinkelsensor 19 elektrisch verbunden und nimmt ein Signal auf und verarbeitet dasselbe oder versorgt mit einer elektrischen Leistung.
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Ein Teil oder die gesamte Steuervorrichtung 21 ist durch eine analoge Schaltungsanordnung oder einen digitalen Prozessor mit einem Speicher definiert. Die Steuervorrichtung 21 hat einen Funktionssteuerblock, um basierend auf dem aufgenommenen Signal die Funktion eines Ausgebens eines Steuersignals zu erreichen. 3 zeigt die Steuervorrichtung 21 als ein Funktionssteuerblockdiagramm. Ein Modul einer Software, das in der analogen Schaltungsanordnung oder dem digitalen Prozessor untergebracht ist und die Steuervorrichtung 21 begründet, muss nicht notwendigerweise wie der Steuerblock, der in 3 gezeigt ist, geteilt sein. Das heißt, die Steuervorrichtung 21 kann konfiguriert sein, um eine Arbeit von mehreren Steuerblöcken auszuführen oder kann weiter unterteilt sein. Eine tatsächliche interne Konfiguration der Steuervorrichtung 21 kann durch Fachleute geeignet geändert werden, solange die Steuervorrichtung 21 konfiguriert ist, um den Verarbeitungsfluss, der später erwähnt ist, auszuführen.
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Wie in 3 gezeigt ist, weist die Steuervorrichtung 21 einen Drehwinkeldetektor 211, einen Versorgungsteil 212 einer elektrischen Leistung, einen Leistungsmengenrechner 213 (Arbeitsmengenrechner), einen Verstärkungsrechner 214 und einen Speicherteil 215 als den Funktionssteuerblock auf.
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Der Drehwinkeldetektor 211 verarbeitet ein Signal, das von dem Drehwinkelsensor 19 aufgenommen wird. Der Drehwinkeldetektor 211 erfasst durch die Verarbeitung den Drehwinkel des Nockens 17.
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Der Versorgungsteil 212 einer elektrischen Leistung versorgt mit einer elektrischen Leistung zum Antreiben des Motors 15 des Aktuatorteils 13. Der Versorgungsteil 212 einer elektrischen Leistung versorgt im Detail den Motor 15 mit einer elektrischen Leistung, die in einer nicht dargestellten Batterie gespeichert ist, wobei die Menge einer Versorgung angepasst wird, sodass der Drehwinkel des Nockens 17 mit einem Zielwert in Übereinstimmung ist.
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Der Leistungsmengenrechner 213 berechnet die Menge einer elektrischen Leistung, mit der der Motor 15 durch den Versorgungsteil 212 einer elektrischen Leistung versorgt wird. Das Berechnungsverfahren der Leistungsmenge ist später erwähnt.
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Der Verstärkungsrechner 214 berechnet eine Verstärkung, die für eine Rückkopplungssteuerung verwendet wird. Die berechnete Verstärkung wird bei einer PID-Steuerung zum Steuern des Drehwinkels des Nockens 17 verwendet, um den Zielwert zu haben.
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Der Speicherteil 215 schreibt verschiedene Daten, die für die Steuerverarbeitung in der Steuervorrichtung 21 verwendet werden, und ein Auslesen der Daten ist möglich. Die Verstärkung, die in dem Verstärkungsrechner 214 berechnet wird, wird genauer gesagt in den Speicherteil 215 geschrieben, und die Verstärkung kann durch den Versorgungsteil 212 einer elektrischen Leistung gelesen werden.
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Die folgende Beschreibung ist zusätzlich für eine Bequemlichkeit basierend auf einer Annahme vorgenommen, dass die Steuervorrichtung 21 die Verarbeitung, die durch jeden Block, wie zum Beispiel den Drehwinkeldetektor 211 der Steuervorrichtung 21, durchgeführt wird, gesamthaft durchführt.
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Wenn basierend auf dem Signal, das von dem Drehwinkelsensor 19 aufgenommen wird, bestimmt wird, dass der Drehwinkel des Nockens 17 von dem Zielwert abweicht, beginnt die Steuervorrichtung 21 eine Versorgung des Motors 15 mit einer elektrischen Leistung, sodass der Drehwinkel gleich dem Zielwert gemacht wird. Der Motor 15 wird gemäß der elektrischen Leistung, mit der versorgt wird, gedreht, und dreht ferner den Nocken 17.
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Ein Abschnitt der äußeren peripheren Oberfläche 17a des Nockens 17, der in einer Berührung mit dem einen Ende 12a der Steuerwelle 12 ist, ändert sich ansprechend auf eine Drehung des Nockens 17. Wenn sich der Berührungsabschnitt zwischen der äußeren peripheren Oberfläche 17a und dem einen Ende 12a ändert, ändert sich ferner der Abstand von der Drehmitte RC des Nockens 17 zu dem einen Ende 12a. Die Steuerwelle 12 wird dadurch verschoben, um sich in der axialen Richtung hin und her zu bewegen.
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Der Drehwinkel des Nockens 17 und die Verschiebung der Steuerwelle 12 haben hier eine eindeutige Beziehung. Aus diesem Grund kann ferner, wenn eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, um den Drehwinkel des Nockens 17, der durch den Drehwinkelsensor 18 erfasst wird, zu steuern, um der Zielwert zu sein, die Position der Steuerwelle 12 ebenfalls zu einer Zielposition gesteuert werden.
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Der erste stationäre Teil LP, der zweite stationäre Teil MP und der dritte stationäre Teil HP der äußeren peripheren Oberfläche 17a sind außerdem so gebildet, dass die Steuerwelle 12 nicht verschoben wird, während sich der Nocken 17 dreht. Das heißt, der erste stationäre Teil LP, der zweite stationäre MP und der dritte stationäre Teil HP sind jeweils gebildet, um eine Bogenform mit einem konstanten Radius zu haben. Wenn das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 durch den stationären Teil geht, ändert sich der Abstand von der Drehmitte RC zu dem einen Ende 12a nicht. Aus diesem Grund ist, wenn lediglich das eine Ende 12a in einer Berührung mit dem ersten stationären Teil LP, dem zweiten stationären Teil MP oder dem dritten stationären Teil HP ist, die Steuerwelle 12 in dem stationären Zustand, ohne verschoben zu werden, während sich der Nocken 17 dreht.
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Die Verbrennungsmaschine 100 nimmt abhängig von der Position der Steuerwelle 12 eine unterschiedliche Wirkung auf. Wenn das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 mit dem ersten stationären Teil LP der äußeren peripheren Oberfläche 17a des Nockens 17 in Berührung ist, hat die Menge des maximalen Hubs des Einlassventils und des Auslassventils der Verbrennungsmaschine 100 ein Minimum. Wenn das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 in einer Berührung mit dem dritten stationären Teil HP der äußeren peripheren Oberfläche 17a des Nockens 17 ist, hat die Menge des maximalen Hubs des Einlassventils und des Auslassventils der Verbrennungsmaschine 100 ein Maximum. Wenn das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 mit dem zweiten stationären Teil MP der äußeren peripheren Oberfläche 17a des Nockens 17 in Berührung ist, ist die Menge des maximalen Hubs des Einlassventils und des Auslassventils der Verbrennungsmaschine 100 größer als in dem Fall einer Berührung mit dem ersten stationären Teil LP und kleiner als in dem Fall einer Berührung mit dem dritten stationären Teil HP. Das heißt, die Steuervorrichtung 21 schaltet die Berührungsposition der Steuerwelle 12 zwischen dem ersten stationären Teil LP, dem zweiten stationären Teil MP und dem dritten stationären Teil HP um bzw. wechselt diese, um die Hubmenge des Einlassventils und des Auslassventils in drei Stufen zu ändern.
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Die Kraft, die der Steuerwelle 12 hinzugefügt wird, ist als Nächstes Bezug nehmend auf 4 bei dem Ventilsteuersystem 11 erläutert.
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Wenn die Verbrennungsmaschine 100 betrieben wird, nimmt die Steuerwelle 12 eine Vibration der Verbrennungsmaschine 100 oder eine Kraft, die durch eine Bewegung des Einlassventils und des Auslassventils verursacht wird, auf. Die Steuerwelle 12 nimmt genauer gesagt in der axialen Richtung durch die Ventil-Öffnungs-/Schließ-Charakteristik-Änderungseinrichtung 14 von der Verbrennungsmaschine 100 eine axiale Kraft auf. Diese Kraft wird im Folgenden axiale Kraft genannt. Die axiale Kraft wird ein Widerstand, wenn die Steuerwelle 12 durch eine Drehung des Motors 15 verschoben wird.
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Die axiale Kraft ist mit der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 korreliert. Wie in 4 gezeigt ist, gibt es bei einer durchgezogenen Linie AB, die die Standardcharakteristik der Verbrennungsmaschine 100 zeigt, eine Tendenz, bei der die axiale Kraft in einer Region einer niedrigen Drehung und einer Region einer hohen Drehung groß wird. Aus diesem Grund ändert sich, wenn die Steuerwelle 12 verschoben wird, eine Kraft, die der Steuerwelle 12 durch den Motor 15 durch den Nocken 17 hinzuzufügen ist, abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 und wird insbesondere in der Region einer niedrigen Drehung und der Region einer hohen Drehung groß.
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Nebenbei bemerkt gibt es aufgrund einer Variation eines Herstellungsverfahrens oder einer Betriebsbedingung individuelle Variationen hinsichtlich einer Charakteristik der Verbrennungsmaschine 100, auf die das Ventilsteuersystem 11 angewendet ist, selbst wenn die Verbrennungsmaschine 100 mit der gleichen Bauweise hergestellt wird. Aus diesem Grund unterscheidet sich die axiale Kraft, die durch die Steuerwelle 12 des Ventilsteuersystems 11 von der Verbrennungsmaschine 100 aufgenommen wird, ebenfalls abhängig von der Verbrennungsmaschine 100.
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Wie in 4 gezeigt ist, gibt es daher individuelle Variationen der Charakteristik. Eine gestrichelte Linie AH hat beispielsweise eine Tendenz, bei der die axiale Kraft höher als der Standard wird, und eine gestrichelte Linie AL hat eine Tendenz, bei der die axiale Kraft niedriger als der Standard wird. Wenn es somit individuelle Variationen der Charakteristik der Verbrennungsmaschine 100 gibt, wird es schwierig, die Steuerwelle 12 zu der Zielposition durch eine Rückkopplungssteuerung schnell und korrekt zu verschieben, um den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine 100 zu ändern
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Gemäß der Steuervorrichtung 21 dieses Ausführungsbeispiels wird dieses Problem durch Anpassen der Verstärkung, die für diese Rückkopplungssteuerung verwendet wird, gelöst. Die Steuerverarbeitung der Steuervorrichtung 21 ist im Folgenden Bezug nehmend auf 5 bis 8 erläutert.
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Wie in 5 gezeigt ist, berechnet bei S1 die Steuervorrichtung 21 zuerst die Arbeitsmenge, die durch den Motor 15 ausgeführt wird, entsprechend der Dauer, während der das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 von dem ersten stationären Teil LP zu dem zweiten stationären Teil MP bewegt wird, der Dauer, während der das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 von dem zweiten stationären Teil MP zu dem dritten stationären Teil HP bewegt wird, und der Dauer, während der das eine Ende 12a der Steuerwelle 12 von dem dritten stationären Teil HP zu dem ersten stationären Teil LP bewegt wird.
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Die Arbeitsmenge des Motors 15 ist hier aus dem Strom und der Spannung, mit denen der Motor 15 versorgt wird, kalkulierbar. Wie auf der oberen Seite von 6 gezeigt ist, zeigt, während der Motor 15 angetrieben wird, sodass der Drehwinkel des Nockens 17, der durch den Drehwinkelsensor 19 erfasst wird, gleich dem Zielwert wird, der Wert eines Stroms, mit dem der Motor 15 versorgt wird, eine Änderung, wie es auf der unteren Seite von 6 gezeigt ist. Während einer Berechnungsdauer von dem Zeitpunkt, zu dem der Erfassungswert durch den Drehwinkelsensor 19 ein Ändern beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Erfassungswert durch den Drehwinkelsensor 19 mit dem Zielwert in Übereinstimmung ist, wird die Arbeitsmenge durch den Motor 15 durch eine elektrische Leistung dargestellt, die ein Produkt der Fläche S, die auf der unteren Seite von 6 gezeigt ist, und der Spannung, mit der der Motor 15 versorgt wird, ist.
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Die Steuervorrichtung 21 berechnet als Nächstes basierend auf der berechneten Arbeitsmenge des Motors 1 bei S2 ein Verstärkungsverhältnis. Der Speicherteil 215 (Bezug nehmend auf 3) der Steuervorrichtung 21 speichert eine Abbildung, die in 7 gezeigt ist, die eine Beziehung zwischen dem Verstärkungsverhältnis und der Motorarbeitsmenge zeigt, ab. Die Steuervorrichtung 21 berechnet basierend auf dieser Abbildung ein Verstärkungsverhältnis.
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In dieser Abbildung ist ein Standardwert als eine Arbeitsmenge des Motors 15, die der Standardcharakteristik der Verbrennungsmaschine 100 entspricht, definiert. In dieser Abbildung ist außerdem das Verstärkungsverhältnis, das dem Standardwert entspricht, auf „1“ eingestellt. Das Verstärkungsverhältnis ist eingestellt, um sich im Zusammenhang mit einer Abweichung der Arbeitsmenge des Motors 15 von dem Standardwert aufgrund der Variation der Charakteristik der Verbrennungsmaschine 100 proportional zu ändern.
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Die Steuervorrichtung 21 berechnet Bezug nehmend auf die berechnete Arbeitsmenge des Motors 15 in dieser Abbildung das Verstärkungsverhältnis. Das heißt, die Steuervorrichtung 21 berechnet gemäß der Charakteristik der Verbrennungsmaschine 100 ein Verhältnis einer geeigneten Verstärkung zu einer Verstärkung, wenn die Arbeitsmenge des Motors 15 dem Standardwert entspricht. Die Steuervorrichtung 21 berechnet die jeweiligen Verstärkungsverhältnisse, die den Drehgeschwindigkeiten der Verbrennungsmaschine 100, die sich voneinander unterscheiden, entsprechen.
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Als Nächstes speichert bei S3 die Steuervorrichtung 21 das berechnete Verstärkungsverhältnis ab. Die Steuervorrichtung 21 lässt im Detail das berechnete Verstärkungsverhältnis der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 zu der Zeit entsprechen, wenn das Verstärkungsverhältnis berechnet wird, und schreibt in den Speicherteil 215 (Bezug nehmend auf 3).
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Die Abbildung, die in 8 gezeigt ist, wird in dem Speicherteil 215 durch Schreiben des Verstärkungsverhältnisses, das der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 entspricht, in den Speicherteil 215 erzeugt. Ein kontinuierlicher Wert des Verstärkungsverhältnisses, das in 8 gezeigt ist, kann durch feines Teilen der Zahl von Drehungen der Verbrennungsmaschine 100 und durch Kalkulieren des Verstärkungsverhältnisses für jede Zahl von Drehungen gewonnen werden.
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Wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, um den Drehwinkel des Nockens 17, der durch den Drehwinkelsensor 19 erfasst wird, auf den Zielwert zu steuern, verwendet die Steuervorrichtung 21 das Verstärkungsverhältnis, das aus dieser Abbildung erhalten wird, die die Beziehung zwischen dem Verstärkungsverhältnis und der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine darstellt. Das heißt, die Steuervorrichtung 21 berechnet zuerst durch Bezugnehmen auf die Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 in dieser Abbildung ein Verstärkungsverhältnis. Als Nächstes erzeugt die Steuervorrichtung 21 durch Multiplizieren der Verstärkung, die der Standardcharakteristik der Verbrennungsmaschine 100 entspricht, mit dem berechneten Verstärkungsverhältnis eine neue Verstärkung und verwendet dieselbe für eine Rückkopplungssteuerung.
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Wie im Vorhergehenden erwähnt ist, berechnet die Steuervorrichtung 21 dieses Ausführungsbeispiels die Arbeitsmenge, die durch den Motor 15 bei dem Umschaltbetrieb zwischen dem ersten stationären Teil LP und dem zweiten stationären Teil MP, zwischen dem zweiten stationären Teil MP und dem dritten stationären Teil HP und zwischen dem dritten stationären Teil HP und dem ersten stationären Teil LP erreicht wird. Die Verstärkung wird basierend auf dieser Menge einer elektrischen Leistung berechnet, und eine Rückkopplungssteuerung wird unter Verwendung der Verstärkung durchgeführt, sodass der Drehwinkel des Nockens 17 mit dem Zielwert in Übereinstimmung ist. Die Steuerwelle 17 kann somit gemäß jeder Charakteristik der Verbrennungsmaschine 100 schnell und korrekt zu der Zielposition verschoben werden, um den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine 100 zu ändern.
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Die Steuervorrichtung 21 berechnet außerdem die Arbeitsmenge, die durch den Motor 15 bei dem Umschaltbetrieb geleistet wird, aus der Menge einer elektrischen Leistung, mit der der Motor 15 versorgt wird. Dies ist möglich, da die Menge einer elektrischen Leistung, mit der der Motor 15 bei dem Umschaltbetrieb versorgt wird, mit der Arbeitsmenge des Motors 15 proportional korreliert ist. Die Steuervorrichtung 21 kann daher die Arbeitsmenge durch den Motor 15 einfach und korrekt berechnen.
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Die Steuervorrichtung 21 berechnet außerdem die jeweiligen Verstärkungen, die den Drehgeschwindigkeiten der Verbrennungsmaschine 100, die sich voneinander unterscheiden, entsprechen. Wenn sich die axiale Kraft, die durch die Steuerwelle 12 von der Verbrennungsmaschine 100 aufgenommen wird, abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 ändert, kann dadurch unter Verwendung der Verstärkung, die sich entsprechend ändert, eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt werden. Die Steuerwelle 12 kann daher gemäß der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 100 schnell und korrekt zu der Zielposition verschoben werden. Es wird möglich, den Betriebsstatus der Verbrennungsmaschine 100 zu ändern.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann mit verschiedenen Modifikationen in dem Bereich, der nicht von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht, implementiert sein. Jedes im Vorhergehenden erwähnte Element ist nicht notwendigerweise auf die vorhergehende Anordnung, das vorhergehende Material, die vorhergehende Bedingung, die vorhergehende Gestalt, die vorhergehende Größe und dergleichen begrenzt und kann geeignet geändert sein.
