DE112019002971T5 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus - Google Patents

Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus Download PDF

Info

Publication number
DE112019002971T5
DE112019002971T5 DE112019002971.1T DE112019002971T DE112019002971T5 DE 112019002971 T5 DE112019002971 T5 DE 112019002971T5 DE 112019002971 T DE112019002971 T DE 112019002971T DE 112019002971 T5 DE112019002971 T5 DE 112019002971T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measurement
phase measurement
vtc
cam
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112019002971.1T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112019002971B4 (de
Inventor
Makoto Jitsuishi
Nobuhiko Matsuo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Publication of DE112019002971T5 publication Critical patent/DE112019002971T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112019002971B4 publication Critical patent/DE112019002971B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2432—Methods of calibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/22—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by rotary motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479—Sealing of phaser devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L2013/10—Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/103—Electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2201/00—Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02—Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/09—Calibrating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/02—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/032—Electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/041—Camshafts position or phase sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/042—Crankshafts position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung erhält eine erste Messung einer Drehphase auf der Basis eines Drehwinkels des Motors, erhält eine zweite Messung der Drehphase auf der Basis einer relativen Beziehung zwischen einem Drehwinkel der Kurbelwelle und einem Drehwinkel der Nockenwelle, kalibriert die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung, erhält einen abgeleiteten Term proportional zu einer Änderungsrate einer Abweichung zwischen der ersten Messung und einem Sollwert, reduziert eine Änderung des abgeleiteten Terms beim Kalibrieren der ersten Messung auf der Basis der zweiten Messung und steuert den Motor auf der Basis einer Stellgröße einschließlich des abgeleiteten Terms.

Description

  • Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus und insbesondere auf eine Technik zur Geräuschreduzierung in einer Stellgröße.
  • Stand der Technik
  • Eine im Patentdokument 1 offenbarte variable Ventilsteuervorrichtung bestimmt eine aktuelle Ventilsteuerung auf der Basis einer Drehphasendifferenz zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle im hohen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors, während im niedrigen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors die Vorrichtung eine aktuelle Ventilsteuerung auf der Basis eines integrierten Werts eines Änderungsbetrags in der Drehphase bestimmt, der sequenziell auf der Basis eines manipulierten Betrags eines Aktuators berechnet wird, der durch ein Drehwinkelsignal des Motors erfasst wird.
  • Referenzdokum entenliste
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP2007-292038A .
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist
  • Beim Steuern eines variablen Ventilsteuermechanismus, der eine Drehphase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle durch Einstellen einer Drehung des Motors variabel macht, ist es möglich, sowohl eine überragende Reaktionsfähigkeit als auch eine Genauigkeit bei der Bestimmung zu erreichen, wenn die Drehphase durch Kalibrieren einer Drehphase erhalten wird, die auf der Basis eines Drehwinkels des Motors auf der Basis einer Drehphase erhalten wird, die auf der Basis einer relativen Beziehung zwischen einem Drehwinkel der Kurbelwelle und dem der Nockenwelle erhalten wird.
  • Wenn sich jedoch die Messung der Drehphase aufgrund des Kalibrierprozesses schrittweise ändert, ändert sich eine Abweichung zwischen der Messung der Drehphase und einer Soll-Drehphase und auch ein abgeleiteter Term proportional zu einer Änderungsrate der Abweichung stark. Dies kann in einer Motorstellgröße, die den abgeleiteten Term umfasst, Geräusche erzeugen.
  • Wenn dann in der Stellgröße des Motors Geräusche erzeugt werden, kann es ein Problem geben, dass die Steuerbarkeit des variablen Ventilsteuermechanismus abnimmt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf derartige herkömmliche Umstände geschaffen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus zu schaffen, die in der Lage sind, die Geräuscherzeugung in einer Stellgröße des Motors zu verhindern, wobei dies aufgrund eines Kalibriervorgangs einer Messung einer Drehphase auftreten kann, und in der Lage sind, eine Abnahme der Steuerbarkeit des variablen Ventilsteuermechanismus zu verringern.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Daher ist eine Steuervorrichtung eines variablen Ventilsteuermechanismus gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eingerichtet, um:
    • - Informationen über einen Drehwinkel eines Motors, Informationen über einen Drehwinkel einer Kurbelwelle und Informationen über einen Drehwinkel einer Nockenwelle zu erhalten;
    • - eine erste Messung einer Drehphase auf der Basis des Drehwinkels des Motors zu erhalten;
    • - eine zweite Messung der Drehphase auf der Basis der relativen Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Kurbelwelle und dem Drehwinkel der Nockenwelle zu erhalten;
    • - die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung zu kalibrieren;
    • - einen abgeleiteten Term proportional zu einer Änderungsrate einer Abweichung zwischen der ersten Messung und einem Sollwert der Drehphase zu erhalten;
    • - eine Änderung des abgeleiteten Terms zu erhalten, wenn die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung kalibriert wird;
    • - eine Stellgröße des Motors auf der Basis des abgeleiteten Terms zu erhalten; und
    • - ein Signal der Stellgröße auszugeben.
  • Außerdem umfasst ein Steuerverfahren des variablen Ventilsteuermechanismus gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Schritte zum:
    • - Erhalten einer ersten Messung einer Drehphase auf der Basis eines Drehwinkels des Motors;
    • - Erhalten einer zweiten Messung der Drehphase auf der Basis eines relativen Verhältnisses zwischen einem Drehwinkel einer Kurbelwelle und einem Drehwinkel einer Nockenwelle;
    • - Kalibrieren der ersten Messung auf der Basis der zweiten Messung;
    • - Erhalten eines abgeleiteten Terms proportional zu einer Änderungsrate einer Abweichung zwischen der ersten Messung und einem Sollwert der Drehphase;
    • - Reduzieren einer Änderung des abgeleiteten Terms, wenn die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung kalibriert wird; und
    • - Steuern des Motors auf der Basis einer Stellgröße mit dem abgeleiteten Term.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der obigen Erfindung ist es möglich, eine Geräuscherzeugung in einer Stellgröße des Motors zu verhindern, die aufgrund eines Kalibriervorgangs einer Messung einer Drehphase auftreten kann, und um ultimativ eine Verringerung der Steuerbarkeit des variablen Ventilsteuermechanismus zu verringern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm, das einen Aspekt eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug darstellt.
    • 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen Aspekt von Ausgabemustern eines Kurbelwinkelsignals POS und eines Nockenwinkelsignals CAM darstellt.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aspekt eines variablen Ventilsteuermechanismus darstellt.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie A-A des variablen Ventilsteuermechanismus, der in 3 dargestellt ist, aufgenommen ist.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie B-B des variablen Ventilsteuermechanismus, der in 3 dargestellt ist, aufgenommen ist.
    • 6 ist ein funktionales Blockdiagramm, das einen Aspekt der Steuerfunktion eines ECM und eines elektrischen VTC-Treibers darstellt.
    • 7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung des abgeleiteten Terms infolge eines Kalibriervorgangs einer Phasenmessung darstellt.
    • 8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des Kalibriervorgangs der Phasenmessung und einen Berechnungsvorgang einer Motorstellgröße darstellt.
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des Kalibriervorgangs der Phasenmessung und des Berechnungsvorgangs der Motorstellgröße darstellt.
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm zum Erklären eines Prozesses, in dem ein vorheriger Wert als abgeleiteter Term der Motorstellgröße verwendet wird.
    • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des Kalibriervorgangs der Phasenmessung und des Berechnungsvorgangs der Motorstellgröße darstellt.
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des Kalibriervorgangs der Phasenmessung und des Berechnungsvorgangs der Motorstellgröße darstellt.
  • Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Hier wird nachstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 ist ein Diagramm, das einen Aspekt eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug darstellt, das mit einem variablen Ventilsteuermechanismus versehen ist.
  • Ein Verbrennungsmotor 101, der in 1 dargestellt ist, ist mit einem Ansaugluftmengensensor 103 in einem Einlasskanal 102 versehen, und ein Ansaugluftmengensensor 103 erfasst die Ansaugluft-Durchflussmenge QA des Verbrennungsmotors 101.
  • Ein Einlassventil 105 öffnet und schließt einen Einlassanschluss einer Verbrennungskammer 104 von jedem Zylinder.
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil 106, das ein Aspekt einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist, spritzt Benzin als Kraftstoff in eine Einlassöffnung 102a von jedem Zylinder ein.
  • Der vom Kraftstoffeinspritzventil 106 eingespritzte Kraftstoff wird mit Luft durch das Einlassventil 105 in der Brennkammer 104 aufgenommen und von einer Zündkerze 107 funkengezündet und in der Brennkammer 104 verbrannt. Der resultierende Verbrennungsdruck drückt einen Kolben 108 in Richtung einer Kurbelwelle 109 nach unten und dreht dadurch die Kurbelwelle 109.
  • Ein Auslassventil 110 ist eingerichtet, um eine Auslassöffnung der Verbrennungskammer 104 zu öffnen und zu schließen. Wenn das Auslassventil 110 offen ist, wird Abgas aus der Verbrennungskammer 104 an ein Auslassrohr 111 abgegeben.
  • Ein Katalysator 112 mit einem Katalysator, wie zum Beispiel einem Dreiwege-Katalysator, ist im Auslassrohr 111 angeordnet.
  • Das Einlassventil 105 öffnet gemäß der Drehung einer Einlassnockenwelle 115a, die durch die Nockenwelle 109 drehgetrieben wird. Das Auslassventil 110 öffnet gemäß der Drehung einer Auslassnockenwelle 115b, die von der Kurbelwelle 109 drehgetrieben wird.
  • Der variable Ventilsteuermechanismus 114 ist ein Mechanismus, der eingerichtet ist, um die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109 durch Einstellen der Drehzahl eines Motors 12, der als Aktuator dient, variabel zu machen, um die Ventilsteuerung des Einlassventils 105, das ein Motorventil ist, kontinuierlich zu variieren.
  • Ein Zündmodul 116 ist direkt an der Zündkerze 107 befestigt und führt Zündenergie der Zündkerze 107 zu. Das Zündmodul 116 umfasst eine Zündspule und einen Leistungstransistor, der eingerichtet ist, um eine Stromversorgung der Zündspule zu steuern.
  • Eine Steuervorrichtung, die den Betrieb des Verbrennungsmotors 101 steuert, umfasst: ein Motorsteuermodul 201 (nachstehend als „ECM“ bezeichnet), das die vom Kraftstoffeinspritzventil 106 ausgeführte Kraftstoffeinspritzung und die von der Zündkerze 107 ausgeführte Zündung steuert; und einen elektrischen VTC-Treiber 202, der den variablen Ventilsteuermechanismus 114 steuert.
  • Das ECM 201 ist eine elektronische Steuereinheit mit einem Microcomputer 201a und der elektrische VTC-Treiber 202 ist eine elektronische Steuereinheit mit einem Microcomputer 202a.
  • Das ECM 201 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren und führt eine Rechenverarbeitung gemäß einem Programm aus, das im Voraus in einem Speicher gespeichert ist, um die Stellgrößen von zum Beispiel dem Kraftstoffeinspritzventil 106 und dem Zündmodul 116 zu berechnen und auszugeben. Außerdem empfängt der elektrische VTC-Treiber 202 zum Beispiel ein vom ECM 201 übertragenes Signal und führt eine Rechenverarbeitung gemäß einem im Voraus in einem Speicher gespeicherten Programm aus, um eine Stellgröße des variablen Ventilsteuermechanismus 114 zu berechnen und auszugeben.
  • Das ECM 201 und der elektrische VTC-Treiber 202 sind so eingerichtet, um über eine Kommunikationsschaltung 211, wie zum Beispiel einem Controller Area Network (CAN), miteinander kommunizieren zu können.
  • Wie die oben genannten Sensoren umfasst der Verbrennungsmotor 101 zusätzlich zum Einlassluftmengensensor 103 einen Kurbelwinkelsensor 203, der das Kurbelwinkelsignal POS für jede vorbestimmte Winkelposition der Kurbelwelle 109 ausgibt, einen Beschleunigungsöffnungssensor 206, der einen Niederdrückungsbetrag eines Gaspedals 207 erfasst, das heißt, einer Gaspedalöffnung ACC, einen Nockenwinkelsensor 204, der das Nockenwinkelsignal CAM für jede vorbestimmte Winkelposition einer Einlassnockenwelle 115a ausgibt, einen Wassertemperatursensor 208, der eine Temperatur TW des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 101 erfasst, und einen Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 209, der in einer Auslassleitung 111 stromaufwärts des Katalysators 112 vorgesehen ist, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF auf der Basis der im Abgas enthaltenen Sauerstoffkonzentration erfasst.
  • Das ECM 201 empfängt Signale von diesen verschiedenen Sensoren und empfängt auch ein Signal von einem Zündschalter 205, der ein Hauptschalter zum Starten und Stoppen des Verbrennungsmotors 101 ist.
  • Der variable Ventilsteuermechanismus 114 ist mit einem Motorwinkelsensor 210 versehen, der ein Motorwinkelsignal MAS in Abhängigkeit eines Drehwinkels der Ausgangswelle des Motors 12 ausgibt.
  • Der elektrische VTC-Treiber 202 empfängt ein Motorwinkelsignal MAS vom Motorwinkelsensor 210 und das Kurbelwinkelsignal POS vom Kurbelwinkelsensor 203.
  • Hier kann der elektrische VTC-Treiber 202 das Kurbelwinkelsignal POS über das ECM 201 oder direkt das Kurbelwinkelsignal POS vom Kurbelwinkelsensor 203 empfangen.
  • 2 stellt einen Aspekt von Ausgangsmustern des Kurbelwinkelsignals POS und Nockenwinkelsignals CAM dar.
  • Wie in 2 dargestellt, ist das Kurbelwinkelsignal POS ein Impulssignal mit einem Signalausgangsmuster, das so eingestellt ist, um im Wesentlichen einen Impuls für jeden Einheitskurbelwinkel zu erzeugen, während ein oder mehrere aufeinander folgende Impulse für jeden Kurbelwinkel übersprungen werden, der einer Hubphasendifferenz zwischen den Zylindern entspricht.
  • Der Einheitskurbelwinkel, der das Ausgangsintervall des Kurbelwinkelsignals POS ist, kann beispielsweise 10° betragen. Die Hubphasendifferenz zwischen Zylindern entspricht dem Zündintervall, das bei einem Vierzylinder-Reihenmotor einem Kurbelwinkel von 180° betragen kann.
  • Hier kann der Kurbelwinkelsensor 203 ein Sensor sein, der sowohl das Kurbelwinkelsignal POS mit Impulsen ausgibt, die jeweils regelmäßig für einen Einheitskurbelwinkel erzeugt werden, und keine Impuls-Überspringposition aufweist, als auch das Referenzkurbelwinkelsignal REF mit Impulsen ausgibt, die jeweils für einen Kurbelwinkel erzeugt werden, der der Hubphasendifferenz zwischen den Zylindern entspricht.
  • Hier zeigt entweder die Impuls-Überspringposition des Kurbelwinkelsignals POS oder die Impulsausgabeposition des Referenzkurbelwinkelsignals REF an, ob einer der Kolben der Zylinder an der Referenzkolbenposition positioniert ist. Das heißt, die Informationen über die Impuls-Überspringposition des Kurbelwinkelsignals POS wird anstelle des Referenzkurbelwinkelsignals REF im ECM 201 verwendet, um die Referenzkurbelwinkelposition zu bestimmen.
  • Andererseits gibt der Nockenwinkelsensor 204 das Nockenwinkelsignal CAM mit Impulsen aus, die jeweils für einen Kurbelwinkel erzeugt werden, der der Hubphasendifferenz zwischen den Zylindern entspricht.
  • Die Einlassnockenwelle 115a dreht sich mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 109. Wenn somit der Verbrennungsmotor 101 ein gerader Vielzahlmotor ist und der Kurbelwinkel, der der Hubphasendifferenz zwischen den Zylindern entspricht, 180° beträgt, entspricht ein Kurbelwinkel von 180° 90° eines Drehwinkels der Einlassnockenwelle 115a. Das heißt, der Kurbelwinkelsensor 204 gibt das Nockenwinkelsignal CAM bei jeder 90°-Drehung der Einlassnockenwelle 115a aus.
  • Das Nockenwinkelsignal CAM, das vom Nockenwinkelsensor 204 ausgegeben wird, ist ein Signal, das im ECM 201 verwendet wird, um einen Zylinder zu bestimmen, der an der Referenzkolbenposition positioniert ist. Im Folgenden wird ein Bestimmen eines Zylinders, der an der Referenzkolbenposition positioniert ist, auch als „Zylinderidentifizierung“ bezeichnet.
  • Daher gibt im geraden Vierzylindermotor der Nockenwinkelsensor 204 das Nockenwinkelsignal CAM mit einer festgelegten Anzahl von Impulsen aus, sodass die Zylinderanzahl für jeden Kurbelwinkel von 180° bestimmt werden kann.
  • Beispielsweise gibt der Nockenwinkelsensor 204 einen Einzelimpuls, einen Doppelimpuls (zwei nacheinander erzeugte Impulse), einen Doppelimpuls und einen Einzelimpuls in dieser Reihenfolge für jeweils 180° eines Kurbelwinkels aus.
  • Das ECM 201 führt die Zylinderidentifizierungsverarbeitung aus. Insbesondere zählt das ECM 201 die Anzahl von Impulsen des Nockenwinkelsignals CAM, die alle 180° des Kurbelwinkels ausgegeben werden, und identifiziert dadurch, welcher der vier Zylinder an der Referenzkolbenposition positioniert ist.
  • Danach identifiziert das ECM 201 einen Zylinder, der auf der Basis des Ergebnisses der Zylinderidentifizierung mit Kraftstoff eingespritzt oder gezündet werden soll und steuert das Kraftstoffeinspritzventil 106 und das Zündmodul 116 für jeden Zylinder.
  • Das Muster von Impulsen des Nockenwinkelsignals CAM für den Zylinderidentifizierungsvorgang ist nicht auf das oben erwähnte Muster begrenzt.
  • Weiterhin können die Ausgangseigenschaften des Nockenwinkelsensors 204 so eingestellt werden, dass die Zylinderidentifizierung auf der Basis der Impulsbreite oder Amplitude des Nockenwinkelsignals CAM anstelle der Anzahl von Impulsen des Nockenwinkelsignals CAM ausgeführt werden kann.
  • 3 bis 5 stellen einen Aspekt des variablen Ventilsteuermechanismus 114 dar.
  • Der variable Ventilsteuermechanismus 114 ist jedoch nicht auf einen mit der in 1 und 2 dargestellten Beispielsstruktur begrenzt, sondern kann jeder geeignete bekannte variable Ventilsteuermechanismus sein, der die Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle durch Einstellen der Drehzahl des Motors variabel macht.
  • Der variable Ventilsteuermechanismus 114, der in 3 bis 5 dargestellt ist, umfasst ein Steuerkettenrad 1, eine Einlassnockenwelle 115a, ein Abdeckelement 3 und einen Phasenwechsler 4. Das Steuerkettenrad 1 ist ein aktiver Rotator, der durch die Kurbelwelle 109 des Verbrennungsmotors 101 drehgetrieben wird. Die Einlassnockenwelle 115a, die drehbeweglich auf einem Zylinderkopf mit einem dazwischen angeordneten Lager 44 gelagert ist, wird durch ein durch das Steuerkettenrad 1 übertragenes Drehmoment gedreht. Das Abdeckelement 3 ist vor dem Steuerkettenrad 1 angeordnet und mit Schrauben an einer Kettenabdeckung 40 befestigt. Der Phasenwechsler 4, der zwischen dem Steuerkettenrad 1 und der Einlassnockenwelle 115a angeordnet ist, ist eingerichtet, um die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zum Steuerkettenrad 1 zu ändern.
  • Das Steuerkettenrad 1 umfasst einen Kettenradkörper 1a und einen Zahnradbereich 1b, das einstückig am Außenumfang des Kettenradkörpers 1a vorgesehen ist. Der Zahnradbereich 1b nimmt ein Drehmoment von einer Kurbelwelle 109 über eine Steuerkette 42 auf, die um den Zahnradbereich 1b gewickelt ist.
  • Das Steuerkettenrad 1 ist drehbeweglich auf der Einlassnockenwelle 115a gelagert, wobei ein drittes Kugellager 43 zwischen einer kreisförmigen Nut 1c, die im Zwischenumfang des Kettenradkörpers 1a ausgebildet ist, und dem Außenumfang eines Flanschbereichs 2a angeordnet ist, der einstückig am vorderen Ende der Einlassnockenwelle 115a vorgesehen ist.
  • Ein ringförmiger Vorsprung 1 e ist einstückig am Außenumfang eines vorderen Endbereichs des Kettenradkörpers 1a ausgebildet.
  • Am vorderen Endbereich des Kettenradkörpers 1a sind ein ringförmiges Element 19 und eine ringförmige Platte 6 in axialer Richtung mit Schrauben 7 befestigt und an einander fixiert. Das ringförmige Element 19, das koaxial am Innenumfang des ringförmigen Vorsprungs 1e positioniert ist, weist Innenzähne 19a am Innenumfang auf. Die Innenzähne 19a dienen gemeinsam als gewellter Eingriffsbereich.
  • Wie in 5 dargestellt, ist auch ein Anschlagvorsprung 1d ausgebildet, um ein vorbestimmtes Umfangssegment der inneren Umfangsfläche des Kettenradkörpers 1a zu überspannen. Der Anschlagvorsprung 1d weist eine Kreisbogenform auf und dient als Eingriffsbereich.
  • Am Außenumfang der vorderen Fläche der Platte 6 ist ein zylindrisches Gehäuse 5 mit Bolzen 11 fixiert. Das Gehäuse 5 deckt einen Drehzahlminderer 8, einen Motor 12 und andere Komponenten des Phasenwechslers 4 ab.
  • Der Motor 12 ist eingerichtet, um den variablen Ventilsteuermechanismus 114 zu betätigen.
  • Das Gehäuse 5 ist aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt und wirkt als Joch. Das Gehäuse 5 weist einstückig einen ringförmigen plattenartigen Gehäusebereich 5a am vorderen Ende auf. Das Gehäuse 5 ist angeordnet, sodass sein Außenumfang mit dem Gehäusehaltebereich 5a vollständig mit dem Abdeckelement 3 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen abgedeckt wird.
  • Die Einlassnockenwelle 115a ist mit einem Antriebsnocken (nicht dargestellt) am Außenumfang und einem angetriebenen Element 9 am vorderen Ende vorgesehen. Der Antriebsnocken ist eingerichtet, um die Einlassventile 105 zu öffnen. Das angetriebene Element 9, das als passiver Rotator dient, ist mit dem vorderen Ende der Einlassnockenwelle 115a mit einer in axialer Richtung eingesetzten Nockenschraube 10 verbunden.
  • Wie in 5 dargestellt, weist ein Flanschbereich 2a der Einlassnockenwelle 115a eine Anschlagnut 2b auf, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Die Anschlagnut 2b dient als Verriegelungsbereich zum Eingriff mit dem Anschlagvorsprung 1 d des Kettenradkörpers 1a.
  • Die Anschlagnut 2b ist ausgebildet, um eine Kreisbogenform mit einer vorbestimmten Länge in Umfangsrichtung aufzuweisen. Während sich der Anschlagvorsprung 1d innerhalb des Bereichs dreht, der der Länge der Anschlagnut 2b entspricht, kommt eine der gegenüberliegenden Umfangsendkanten des Anschlagvorsprungs 1d mit entsprechenden der gegenüberliegenden Umfangskanten 2c, 2d der Anschlagnut 2b in Kontakt. Ein derartiger Kontakt reguliert mechanisch die Drehposition der Einlassnockenwelle 115a relativ zum Steuerkettenrad 1 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.
  • Mit anderen Worten bilden der Anschlagvorsprung 1d und die Anschlagnut 2b einen mechanischen Anschlag und der Winkelbereich innerhalb dessen sich der Anschlagvorsprung 1d in der Anschlagnut 2b bewegen kann, entspricht dem Betriebsbereich des variablen Ventilsteuermechanismus 114, das heißt entspricht dem Variabilitätsbereich der Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109.
  • Die Position, an der eine der Endkanten des Anschlagvorsprungs 1d mit der entsprechenden der gegenüberliegenden Kanten 2c, 2d der Anschlagnut 2b in Kontakt kommt, entspricht der am weitesten fortgeschrittenen Ventilsteuerposition, die durch den mechanischen Anschlag gebildet wird. Andererseits entspricht die Position, an der die andere der Endkanten des Anschlagvorsprungs 1 d mit der entsprechenden der gegenüberliegenden Kanten 2c, 2d in Kontakt kommt, der am stärksten verzögerten Ventilsteuerposition, die durch den mechanischen Anschlag gebildet wird.
  • Auf der Endfläche eines Kopfbereichs 10a des Nockenbolzens 10 ist ein flanschartiger Unterlegscheibenbereich 10c einstückig ausgebildet. Eine Welle 10b weist ein Außengewinde am Außenumfang auf. Das Außengewinde kann in ein Innengewinde eingeschraubt werden, das in der Einlassnockenwelle 115a ausgebildet ist, um sich in axialer Richtung von einem Ende der Einlassnockenwelle 115a zu erstrecken.
  • Das angetriebene Element 9 ist aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt. Wie in 4 dargestellt, umfasst das angetriebene Element 9 einen Scheibenbereich 9a am vorderen Ende und einen zylindrischen Bereich 9b am hinteren Ende, die zusammen einstückig ausgebildet sind.
  • Der Scheibenbereich 9a des angetriebenen Elements 9 ist einstückig mit einem ringförmigen Stufenvorsprung 9c im Wesentlichen in der radialen Mitte der hinteren Endfläche des Scheibenbereichs 9a versehen. Der ringförmige Stufenvorsprung 9c weist im Wesentlichen denselben Außendurchmesser wie der Flanschbereich 2a der Einlassnockenwelle 115a auf.
  • Der ringförmige Stufenvorsprung 9c und der Flanschbereich 2a sind in einen Innenring 43a des dritten Kugellagers 43 eingesetzt, sodass die äußeren Umfangsflächen des ringförmigen Stufenvorsprungs 9c und des Flanschbereichs 2a am inneren Umfang des Innenrings 43a angeordnet sind. Ein Außenring 43b des dritten Kugellagers 43 ist eingepresst und an der inneren Umfangsfläche der kreisförmigen Nut 1c des Kettenradkörpers 1a fixiert.
  • Der Scheibenbereich 9a des angetriebenen Elements 9 ist ferner am Außenumfang mit einem Halter einstückig vorgesehen, der angepasst ist, um eine Mehrzahl von Rollen 34 zu halten.
  • Der Halter 41 steht in dieselbe Richtung wie der zylindrische Bereich 9b vom Außenumfang des Scheibenbereichs 9a hervor und weist eine Mehrzahl von länglichen Vorsprüngen 41a auf, die in im Wesentlichen gleichmäßigen vorbestimmten Intervallen in Umfangsrichtung ausgebildet sind.
  • Der zylindrische Bereich 9b weist ein Einsetzloch 9d auf, das koaxial durch den zylindrischen Bereich 9b verläuft. Das Einsetzloch 9d ist angepasst, um die Welle 10b der Nockenschraube 10 durchgehend aufzunehmen. Außerdem ist ein erstes Nadellager 28 am Außenumfang des zylindrischen Bereichs 9b vorgesehen.
  • Das Abdeckelement 3, das aus einem Kunstharz hergestellt ist, umfasst einen Abdeckkörper 3a, der in einer Becherform gewölbt ist, und eine Halterung 3b, die einstückig am Außenumfang des hinteren Endes des Abdeckkörpers 3a vorgesehen ist.
  • Der Abdeckkörper 3a ist so angeordnet, um im Wesentlichen die Gesamtheit eines vorderen Endes des Phasenwechslers 4 abzudecken, das heißt, im Wesentlichen die Gesamtheit des Gehäuses 5, das sich axial nach hinten von einem Haltebereich 5b erstreckt, mit dem vorbestimmten Abstand dazwischen. Die im Wesentlichen ringförmig ausgebildete Halterung 3b weist sechs Bolzeneinsetzlöcher 3f auf, die an sechs Nabenbereichen durch die Halterung 3b verlaufen.
  • Die Halterung 3b ist mit einer Mehrzahl von Schrauben 47 an der Kettenabdeckung 40 fixiert. Die innere Umfangsfläche eines vorderen Endbereichs 3c des Abdeckkörpers 3a ist mit inneren und äußeren Doppelschleifringen 48a, 48b versehen. Die Schleifringe 48a, 48b sind in der inneren Umfangsfläche eingelassen und fixiert, wobei ihre inneren Endflächen freigelegt sind.
  • Das Abdeckelement 3 umfasst ferner einen Verbinderbereich 49 an seinem oberen Ende. Der Verbinderbereich 49 weist einen Verbinderanschluss 49a auf, der über ein leitendes Element mit den Schleifenringen 48a, 48b verbunden ist.
  • Am Verbinderanschluss 49a wird elektrischer Strom von einer Batteriestromquelle (nicht dargestellt) über den elektrischen VTC-Treiber 202 geliefert.
  • Zwischen der inneren Umfangsfläche eines hinteren Endbereichs des Abdeckkörpers 3a und der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 5 ist eine erste Öldichtung 50 als Dichtungselement angeordnet.
  • Die erste Öldichtung 50, die einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist, umfasst ein Basiselement aus synthetischem Kautschuk und ein darin eingelassenes Kernmetall. Ein ringförmiger Basisbereich 50a am Außenumfang der ersten Öldichtung 50 ist in einer kreisförmige Nut 3d eingepresst und fixiert, die in der inneren Umfangsfläche des hinteren Endbereichs des Abdeckkörpers 3a ausgebildet ist.
  • Eine Dichtfläche 50b ist einstückig am Innenumfang des ringförmigen Basisbereichs 50a der ersten Öldichtung 50 ausgebildet und steht mit der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses 5 in Kontakt.
  • Der Phasenwechsler 4 umfasst den Motor 12 und den Drehzahlminderer 8. Der Motor 12 ist im Wesentlichen koaxial vor der Einlassnockenwelle 115a angeordnet. Der Drehzahlminderer 8 verringert die Drehzahl des Motors 12 und überträgt die resultierende Drehung auf die Einlassnockenwelle 115a.
  • Der Motor 12, der beispielsweise ein Gleichstrom-Bürstenmotor ist, umfasst das Gehäuse 5, eine Motorwelle 13, ein Paar halbkreisförmiger, bogenförmiger Permanentmagnete 14, 15 und einen Stator 16. Das Gehäuse 5 dient als Joch, das eingerichtet ist, um sich einstückig mit dem Steuerkettenrad 1 zu drehen. Die Motorwelle 13 ist eine Ausgangswelle, die drehbeweglich im Gehäuse 5 vorgesehen ist. Die Permanentmagneten 14, 15 sind an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 5 fixiert. Der Stator 16 ist an der inneren Bodenfläche des Gehäusehaltebereichs 5a fixiert.
  • Die Motorwelle 13 ist rohrförmig ausgebildet und wirkt als Anker. Am Außenumfang eines im Wesentlichen Mittelbereichs in axialer Richtung der Motorwelle 13 ist ein Eisenkernrotor 17 mit einer Mehrzahl von Polen fixiert. Eine elektromagnetische Spule 18 ist um den Außenumfang des Eisenkernrotors 17 gewickelt.
  • Zusätzlich ist ein Kommutator 20 am Außenumfang eines vorderen Endbereichs der Motorwelle 13 eingepresst und fixiert. Der Kommutator 20 ist in so viele Segmente unterteilt, wie der Eisenkernrotor 17 Pole aufwesit, und die elektromagnetische Spule 18 ist mit diesen Segmenten des Kommutators 20 verbunden.
  • Die Motorwelle 13 wird drehbeweglich auf der äußeren Umfangsfläche der Welle 10b mit einem ersten Nadellager 28 und einem vierten Kugellager 35, die dazwischen angeordnet sind, gelagert. Das erste Nadellager 28, das als Primärlager dient, ist neben dem vierten Kugellager 35 in axialer Richtung angeordnet.
  • Zusätzlich ist die Motorwelle 13 einstückig mit einem zylindrischen Exzenterwellenbereich 30 am hinteren Ende der Motorwelle 13 versehen. Der Exzenterwellenbereich 30 bildet einen Teil des Drehzahlminderers 8.
  • Zusätzlich ist eine zweite Öldichtung 32 zwischen der äußeren Umfangsfläche der Motorwelle 13 und der inneren Umfangsfläche der Platte 6 vorgesehen. Die zweite Öldichtung 32 verhindert, dass Schmieröl aus dem Inneren des Drehzahlminderers 8 in den Motor 12 austritt.
  • Der Innenumfang der zweiten Öldichtung 32 ist in elastischen Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Motorwelle 13, sodass die zweite Öldichtung 32 einen Reibungswiderstand gegen die Drehung der Motorwelle 13 vorsieht.
  • Der Drehzahlminderer 8 umfasst hauptsächlich einen Exzenterwellenbereich 30, ein zweites Kugellager 33, Rollen 34, einen Halter 41 und ein angetriebenes Element 9. Der Exzenterwellenbereich 30 ist eingerichtet, um sich exzentrisch zu drehen. Das zweite Kugellager 33, das als Sekundärlager dient, ist am Außenumfang des Exzenterwellenbereichs 30 vorgesehen. Die Rollen 34 sind am Außenumfang des zweiten Kugellagers 33 vorgesehen. Der Halter 41 hält die Rollen 34, um so eine Bewegung in ihre Rollrichtung zu verhindern, aber eine Bewegung in radialer Richtung zuzulassen. Das angetriebene Element 9 ist einstückig mit dem Halter 41 ausgebildet.
  • Die Achse der Nockenfläche, die an der äußeren Umfangsfläche des Exzenterwellenbereichs 30 ausgebildet ist, ist von der Achse X der Motorwelle 13 etwas radial exzentrisch. Die Komponenten einschließlich des zweiten Kugellagers 33 und der Rollen 34 sind eingerichtet, um gemeinsam als Planeteneingriffsbereich zu dienen.
  • Das zweite Kugellager 33 ist so angeordnet, um im Wesentlichen das erste Nadellager 28 in radialer Richtung vollständig zu überlappen.
  • Ein Innenring 33a des zweiten Kugellagers 33 ist auf der äußeren Umfangsfläche des Exzenterwellenbereichs 30 eingepresst und fixiert. Die Rollen 34 stehen in ständigem Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Außenrings 33b des zweiten Kugellagers 33.
  • Ein ringförmiges Spiel C ist um den Außenumfang eines Außenrings 33b herum ausgebildet. Das Spiel C ermöglicht dem gesamten zweiten Kugellager 33, sich radial zu bewegen, das heißt, um eine exzentrisch bezogene Bewegung zusammen mit einer exzentrischen Drehung des Exzenterwellenbereichs 30 durchzuführen.
  • Die Rollen 34 sind angepasst, um sich zusammen mit einer exzentrisch bezogenen Bewegung des zweiten Kugellagers 33 zu bewegen und nacheinander in die Innenzähne 19a des ringförmigen Elements zu passen, und um in radialer Richtung zu schwingen, während sie durch die Vorsprünge 41a des Halters 41 in radialer Richtung geführt werden.
  • Das Schmieröl wird dem Drehzahlminderer 8 durch Schmierölzuführmittel zugeführt.
  • Das Schmierölzuführmittel umfasst eine Ölzufuhrleitung 44a, ein Ölzufuhrloch 48, ein Ölzufuhrloch 45 mit kleinem Durchmesser und drei Ölaustrittslöcher mit großem Durchmesser (nicht dargestellt). Durch die Ölzufuhrleitung 44a, die im Inneren des Lagers 44 des Zylinderkopfs ausgebildet ist, wird Schmieröl von einem Hauptölkanal (nicht dargestellt) zugeführt. Das Ölzufuhrloch 48, das im Inneren der Einlassnockenwelle 115a ausgebildet ist, um sich axialer Richtung zu erstrecken, ist mit der Ölzufuhrleitung 44a durch eine Nut in Verbindung. Das Ölzufuhrloch 45 ist im Inneren des angetriebenen Elements 9 ausgebildet, um so durch das angetriebene Element 9 in axialer Richtung zu verlaufen. Ein Ende des Ölzufuhrlochs 45 öffnet sich zum Ölzufuhrloch 48. Das andere Ende des Ölzufuhrlochs 45 öffnet sich nahe des ersten Nadellagers 28 und des zweiten Kugellagers 33. Die Ölabgabelöcher sind ausgebildet, um durch das angetriebene Element 9 zu verlaufen.
  • Nachstehend wird der Betrieb des variablen Ventilsteuermechanismus 114 beschrieben.
  • Wenn sich die Kurbelwelle 109 dreht, überträgt die Steuerkette 42 die Drehung zum Steuerkettenrad 1 und folglich dreht sich das Steuerkettenrad 1. Das resultierende Drehmoment wird zum Motor 12 durch das Gehäuse 5, einem ringförmigen Element 19 und einer Platte 6 übertragen und der Motor 12 dreht sich synchron mit der Kurbelwelle 109.
  • Zusätzlich wird das Drehmoment des ringförmigen Elements von den Rollen 34 auf die Einlassnockenwelle 115a durch den Halter 41 und das angetriebene Element 9 übertragen. Dies dreht die Einlassnockenwelle 115a. Wenn sich die Einlassnockenwelle 115a dreht, öffnet und schließt der Nocken an der Einlassnockenwelle 115a das Einlassventil 105.
  • Um die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109, das heißt, die Ventilsteuerung jedes Einlassventils 105, vorzurücken oder zu verzögern, liefert der elektrische VTC-Treiber 202 Strom an den Motor 12 des variablen Ventilsteuermechanismus 114, und bewirkt, dass der Motor 12 ein Drehmoment erzeugt. Dieses Ausgangsdrehmoment des Motors 12 wird über den Drehzahlminderer 8 auf die Einlassnockenwelle 115a übertragen.
  • Insbesondere dreht sich bei jeder Umdrehung der Motorwelle 3 der Exzenterwellenbereich 30 exzentrisch, sodass jede der Rollen 34 über einen der inneren Zähne 19a des ringförmigen Elements 19 rollt, um sich auf dem benachbarten inneren Zahn 19a zu bewegen, während sie durch Vorsprünge 41a des Halters 41 in radialer Richtung geführt wird. Wenn sich die Motorwelle 13 dreht, wiederholen die Rollen 34 nacheinander eine derartige Bewegung, um in Umfangsrichtung zu rollen.
  • Eine derartige Rollbewegung der Rollen 34 überträgt ein Drehmoment auf das angetriebene Element 9 und dreht das angetriebene Element 9 mit einer Drehzahl, die gegenüber der Drehzahl der Motorwelle 13 verringert ist. Das Drehzahlreduzierungsverhältnis der übertragenen Drehung des angetriebenen Elements 9 zur Drehung der Motorwelle 13 kann wie gewünscht eingestellt werden, indem beispielsweise die Anzahl der Rollen 34 eingestellt wird.
  • Folglich dreht sich die Einlassnockenwelle 115a in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung relativ zum Steuerkettenrad 1, und die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a ändert sich. Folglich wird der Öffnungs- und Schließzeitpunkt von jedem Einlassventil 105 vorverschoben oder verzögert.
  • Wenn somit der Motor 12 durch eine rotierende Antriebskraft vom Steuerkettenrad 1 passiv gedreht wird und sich die Motorwelle 13 mit der gleichen Drehzahl wie das Steuerkettenrad 1 dreht, ändert sich die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109 nicht.
  • Wenn im Gegensatz dazu der Motor 12 ein Drehmoment in die Vorwärtsdrehrichtung erzeugt und die Drehzahl der Motorwelle 13 schneller als die Drehzahl der Steuerkettenrads 1 wird, ändert sich die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109 in die Verzögerungsrichtung.
  • Wenn andererseits der Motor 12 ein Drehmoment in die umgekehrte Drehrichtung erzeugt und die Drehzahl der Motorwelle 13 geringer als die Drehzahl des Steuerkettenrads 1 wird, ändert sich die Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109 in die Vorwärtsrichtung.
  • Mit anderen Worten ist der variable Ventilsteuermechanismus 114 ein Mechanismus, der die Ventilsteuerung gemäß der Differenz zwischen dem Drehbetrag der Motorwelle 13 und dem Drehbetrag des Steuerkettenrads 1, das heißt, entsprechend der Drehzahl der Motorwelle 13 relativ zum Steuerkettenrad 1, vorverschiebt oder verzögert.
  • Der elektrische VTC-Treiber 202 umfasst als Software eine Funktion zum variablen Steuern der Drehphase der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109 durch Einstellen der Drehzahl des Motors 12. Hier führt der elektrische VTC-Treiber 202 eine Feedback-Steuerung der Drehphase durch Berechnen der Stellgröße des Motors 12 aus, sodass sich die Phasenmessung RA dem Sollwert TA annähert.
  • Das ECM 201 berechnet den Sollwert TA der Drehphase auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 101 und berechnet auch die Phasenmessung RAP (zweite Messung) auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und Nockenwinkelsignals CAM. Informationen über den berechneten Sollwert TA und der Phasenmessung RAP werden an den elektrischen VTC-Treiber 202 übertragen.
  • Andererseits berechnet der elektrische VTC-Treiber 202 die Phasenmessung RA (erste Messung) auf der Basis des Motorwinkelsignals MAS, das vom Motorwinkelsensor 210 ausgegeben wird, und kalibriert die Phasenmessung RA auf der Basis der Phasenmessung RAP zum Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP.
  • Dann berechnet der elektrische VTC-Treiber 202 die Stellgröße (Antriebszyklus) zum Einstellen der am Motor 12 angelegten Spannung auf der Basis eines Proportionalterms (Proportionalkomponente), der auf einer Abweichung zwischen der Phasenmessung RA und dem Sollwert TA basiert, eines Integralterms (Integralkomponente), der auf dem integrierten Wert der Abweichung basiert und eines abgeleiteten Terms (abgeleitete Komponente), der auf dem abgeleiteten Wert (Änderungsrate) der Abweichung basiert, und dann gibt der elektrische VTC-Treiber 202 ein Signal in Abhängigkeit der Stellgröße aus, um den Motor 12 zu steuern.
  • Das heißt, der elektrische VTC-Treiber 202 führt eine Feedbacksteuerung aus, die die Phasenmessung RA durch das sogenannte PID-Regelverfahren näher an den Sollwert TA bringt, dass die Stellgröße des Motors 12 durch die Proportionalwirkung, die Integralwirkung und die Ableitungswirkung ändert.
  • Jedoch ist die Feedbacksteuerung nicht auf das PID-Steuerverfahren begrenzt. Der elektrische VTC-Treiber 202 kann den Motor 12 durch zum Beispiel das PD-Steuerverfahren steuern, dass die Proportionalwirkung und die Ableitungswirkung kombiniert.
  • Außerdem kann eine Steuereinheit, in der das ECM 201 und der elektrische VTC-Treiber 202 integriert sind, mit anderen Worten, kann ein einzelner Mikrocomputer eine Berechnung des Sollwerts TA, der Phasenmessung RA, der Phasenmessung RAP und der Stellgröße ausführen.
  • Nachfolgend wird ein Steuerprozess des variablen Ventilsteuermechanismus 114, der vom ECM 201 und dem elektrischen VTC-Treiber 202 ausgeführt wird, detailliert unter Bezugnahme auf das Steuerfunktionsblockdiagramm in 6 beschrieben. Das ECM 201 umfasst eine Sollwertberechnungseinheit 501, eine Drehphasenmesseinheit 502, eine CAN-Eingangs- und Ausgangsschaltung 503 und eine POS-Signal-Kopiereinheit 504.
  • Die Sollwertberechnungseinheit 501 berechnet einen Sollwert TA auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 101, wie zum Beispiel einer Motorlast, Motordrehzahl, Temperatur des Kühlwassers und Anlaufzustand des Motors. Die Sollwerberechnungseinheit 501 überträgt dann den erhaltenen Sollwert TA an den elektrischen VTC-Treiber 202 durch die CAN-Eingangs- und Ausgangsschaltung 503.
  • Die Drehphasenmesseinheit 502 empfängt das Kurbelwinkelsignal POS, das vom Kurbelwinkelsensor 203 ausgegeben wird, und das Nockenwinkelsignal CAM vom Nockenwinkelsensor 204, und berechnet die Phasenmessung RAP jedes Mal, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, und berechnet auch die Berechnungszeitinformationen CTI, die einen Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP anzeigen.
  • Beispielsweise berechnet die Drehphasenmesseinheit 502 beim Empfangen des Nockenwinkelsignals CAM die Phasenmessung RAP (Grad) der Einlassnockenwelle 115a relativ zur Kurbelwelle 109, indem sie einen Kurbelwinkel (Grad) aus einer Referenzkurbelwinkelposition bestimmt, die basierend auf dem Kurbelwinkelsignal POS an einer Position bestimmt wird, an der das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird.
  • Wenn zum Beispiel der Kurbelwinkel (Grad) von der Referenzkurbelwinkelposition zu einer Position bestimmt wird, an der das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, kann die Drehphasenmesseinheit 502 den POS-Zählwert CPOS, der ein integrierter Wert der Anzahl von Eingaben des Kurbelwinkelsignals POS ist, und/oder einen Kurbelwinkelumwandlungswert der verstrichenen Zeit verwenden, der auf der Basis der Drehzahl (U/min) des Motors erhalten wird.
  • Das ECM 201 berechnet die Motordrehzahl (U/min) auf der Basis des Zeitraums TPOS des Kurbelwinkelsignals POS.
  • Außerdem überträgt die Drehphasenmesseinheit 502 als Berechnungszeitpunktinformation CTI den POS-Zählwert CPOS und den Zylinderidentifizierungswert CYL zu dem Zeitpunkt, zu dem das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, über die CAN-Eingangs- und Ausgangsschaltung 503 an den elektrischen VTC-Treiber 202 (siehe 2).
  • Der POS-Zählwert CPOS wird durch Zählen der Anzahl der Ausgabe des Kurbelwinkelsignals PS, nachdem die Referenzkurbelwinkelposition auf der Basis des Überspringbereichs des Kurbelwinkelsignals POS eingestellt wurde.
  • Außerdem sind die Zylinderidentifizierungswerte CYL Daten, die eine Zylinderanzahl angeben, die durch die Zylinderidentifizierung, die auf der Basis des Nockenwinkelsignals CAM durchgeführt wird, als an einer vorbestimmten Kolbenposition befindlich bestimmt wurde. Der elektrische VTC-Treiber 202 identifiziert das Kurbelwinkelsignal POS, das dem Berechnungszeitpunkt der Phasenmessung RAP entspricht, basierend auf dem POS-Zählwert CPOS und dem Zylinderidentifizierungswert CYL.
  • Die POS-Signal-Kopierschaltung 504 empfängt das Kurbelwinkelsignal POS vom Kurbelwinkelsensor 203 und überträgt das kopierte Kurbelwinkelsignal POS an den elektrischen VTC-Treiber 202.
  • Andererseits umfasst der elektrische VTC-Treiber zum Beispiel eine CAN-Eingangs- und Ausgangsschaltung 601, eine POS-Eingangsschaltung 602, eine Drehphasenmesseinheit 603, eine Kalibrierverarbeitungseinheit 604, eine Bewegungssteuereinheit 605, eine PWM-Ausgangsverarbeitungseinheit 606, eine Motorantriebsschaltung 607 und eine Motorwinkeleingangsschaltung 608.
  • Die CAN-Eingangs- und Ausgangsschaltung 601 empfängt einen Sollwert TA, eine Phasenmessung RAP und eine Berechnungs-Timing-Information CTI, die vom ECM 201 übertragen wird, und gibt dann den Sollwert TA an eine Bewegungssteuereinheit 605 aus, und gibt die Phasenmessung RAP und Berechnungs-Timing-Information CTI an die Kalibrierverarbeitungseinheit 604 aus.
  • Die POS-Eingangsschaltung 602 empfängt das vom ECM 201 übertragene kopierte Kurbelwinkelsignal POS und gibt dann das kopierte Kurbelwinkelsignal POS an die Drehphasenmesseinheit 603 und Kalibrierverarbeitungseinheit 604 aus.
  • Die Drehphasenmesseinheit 603 empfängt das kopierte Kurbelwinkelsignal POS und empfängt auch das Motorwinkelsignal MAS vom Motorwinkelsensor 210 über die Motorwinkeleingangsschaltung 608. Zusätzlich empfängt die Drehphasenmesseinheit 603 die Kalibrierbefehlsinformation von des Kalibrierverarbeitungseinheit 604.
  • Danach berechnet die Drehphasenmesseinheit 603 den Änderungsbetrag dRA in der Drehphase pro Berechnungszyklus auf der Basis einer Differenz zwischen einer Motordrehzahl, die auf der Basis eines Motorwinkelsignals MAS berechnet wird, und einer Drehzahl des Steuerkettenrads 1, die auf der Basis des kopierten Kurbelwinkelsignals POS berechnet wird, und auch auf der Basis eines Reduzierverhältnisses des Phasenwechslers 4.
  • Außerdem integriert die Drehphasenmesseinheit 603 den Änderungsbetrag dRA und erhält die Phasenmessung RA als Drehphase, die von der Referenzdrehphase um den integrierten Wert des Änderungsbetrags dRA verschoben ist.
  • Die Kalibrierverarbeitungseinheit 604 gibt eine Kalibrierbefehlsinformation zum Angleichen der Phasenmessung RA an die Phasenmessung RAP an die Drehphasenmesseinheit 603 zu jedem Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP aus.
  • Nach Empfangen der Kalibrierbefehlsinformation von des Kalibrierverarbeitungseinheit 604 führt die Drehphasenmesseinheit 603 einen Kalibriervorgang der Phasenmessung RA aus, bei der die Phasenmessung RA gleich der Phasenmessung RAP angepasst wird, und aktualisiert dann die Phasenmessung RA auf der Basis des berechneten Änderungsbetrags dRA.
  • Dadurch aktualisiert die Drehphasenmesseinheit 603 die Phasenmessung RA in Abhängigkeit von der Motordrehzahl unter Verwendung der Phasenmessung RAP als Referenzdrehphase.
  • Mit anderen Worten interpoliert der elektrische VTC-Treiber 202 die Änderung der Drehphase vor der nächsten Aktualisierung der Phasenmessung RAP, das heißt, vor dem Empfang des nächsten Nockenwinkelsignals CAM, auf der Basis des Änderungsbetrags dRA, der auf der Basis des Motorwinkelsignals MAS und des kopierten Kurbelwinkelsignals POS erhalten wird, um die Phasenmessung RA zur Verwendung in der Feedbacksteuerung zu erhalten.
  • 7 stellt die Beziehung zwischen der Phasenmessung RAP, die auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und eines Nockenwinkelsignals CAM erhalten wird, und der Phasenmessung RA, die auf der Basis eines Motorwinkelsignals MAS und des kopierten Kurbelwinkelsignals POS erhalten wird, in einem Übergangsstadium dar, wenn sich der Sollwert TA ändert.
  • Die Phasenmessung RAP wird jedes Mal aktualisiert, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, und der vorherige Wert bleibt bis zur Eingabe des nächsten Nockenwinkelsignals CAM erhalten.
  • Wenn daher die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 niedrig ist und die Zykluszeit des Nockenwinkelsignals CAM, die der Zykluszeit der Aktualisierung der Phasenmessung RAP entspricht, zunimmt, wird die Abweichung zwischen der Phasenmessung RAP und der aktuellen Drehphase unmittelbar vor der Aktualisierung größer. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Feedbacksteuerung auf der Basis der Phasenmessung RAP ausgeführt wird, kann somit die Reaktionsfähigkeit und Konvergenz verringert werden.
  • Hier ist die Phasenmessung RAP, die auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und Nockenwinkelsignals CAM erhalten wird, ein Absolutwert, während die Phasenmessung RA, die auf der Basis des Motorwinkelsignals MAS und kopierten Kurbelwinkelsignals POS erhalten wird, ein relativer Wert ist.
  • Hier kann die Phasenmessung RA in konstanten Intervallen aktualisiert werden, ohne von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 beeinflusst zu werden.
  • Da der elektrische VTC-Treiber 202 die Phasenmessung RA auf die Phasenmessung RAP zu jedem Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP kalibriert, ist es daher möglich, die Messung zwischen den Ausgangszeitpunkten im Ausgangszyklus des Nockenwinkelsignals CAM sequenziell zu aktualisieren, und folglich ist es möglich, eine Erhöhung des Messfehlers zu verhindern. Dies ermöglicht es, um die Messkonvergenz auf den Sollwert TA mit guter Reaktion aufzuweisen, selbst wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 niedrig ist.
  • Die Drehphasenmesseinheit 603 gibt die Phasenmessung RA, die auf der Basis der Phasenmessung RAP kalibriert ist, an die Bewegungssteuereinheit 605 aus.
  • Die Bewegungssteuereinheit 605 berechnet die Abweichung zwischen der Phasenmessung RA, die durch die Drehphasenmesseinheit 603 berechnet wird, und dem Sollwert TA, der durch die Sollwertberechnungseinheit 501 des ECM 201 berechnet wird, und dann, wie oben beschrieben, legt die Bewegungssteuereinheit 605 die Befehlsspannung des Motors 12 durch das PID-Steuerverfahren auf der Basis der Abweichung fest. Dann gibt die Bewegungssteuereinheit 605 die Information über diese Befehlsspannung an die PWM-Ausgabeverarbeitungseinheit 606 aus.
  • Die PWM-Ausgabeverarbeitungseinheit 606 gibt ein Antriebsimpulssignal zum Ausführen einer Impulsbreitenmodulationssteuerung (PWM) der Motorantriebsschaltung 607 auf der Basis der Eingabebefehlsspannung aus.
  • Die Motorantriebsschaltung 607 steuert die Stromversorgung zum Motor 12 als Reaktion auf das Antriebsimpulssignal, um die am Motor 12 angelegte Spannung an die Befehlsspannung anzupassen.
  • Wenn hier der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA zur Phasenmessung RAP zu jedem Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP durchgeführt wird, kann sich die Phasenmessung RA aufgrund der Kalibrierung schrittweise ändern, und dies kann bewirken, das sich der abgeleitete Term auf der Basis des abgeleiteten Werts der Abweichung stark ändert (siehe 7). Somit besteht die Möglichkeit, dass in der Motorstellgröße, die den abgeleiteten Term umfasst, ein Geräusch erzeugt wird, was zu einer Verringerung der Steuerbarkeit des variablen Ventilsteuermechanismus 114 führt.
  • Dadurch führt die Bewegungssteuereinheit 605 des elektrischen VTC-Treibers 202 eine Verarbeitung zum Reduzieren einer Änderung des abgeleiteten Terms durch, die aufgrund der Kalibrierung auftreten kann, wenn die Phasenmessung RA kalibriert wird, um so eine Abnahme der Steuerbarkeit des variablen Ventilsteuermechanismus 114 zu verhindern, die aufgrund des Kalibriervorgangs auftreten kann.
  • Ein Ablaufdiagramm in 8 stellt einen Aspekt des Vorgangs zum Reduzieren einer Änderung im abgeleiteten Term dar.
  • Eine Routine, die im Ablaufdiagramm in 8 dargestellt ist, zeigt einen Vorgang an, der durch den elektrischen VTC-Treiber 202 bei einer Unterbrechung in regelmäßigen Zeitabständen ausgeführt wird.
  • Zuerst bestimmt im Schritt S301 der elektrische VTC-Treiber 202, ob das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, mit anderen Worten, ob es sich um einen Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP und auch um einen Kalibrierungszeitpunkt der Phasenmessung RA auf der Basis der aktualisierten Phasenmessung RAP handelt.
  • Wenn es sich dann um einen Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP handelt, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S302 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang ausführt, um die Phasenmessung RA gleich dem neuesten Wert der Phasenmessung RAP anzupassen, der auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und Nockenwinkelsignals CAM erhalten wird. Danach geht der Ablauf zum Schritt S303 über.
  • Wenn es sich andererseits nicht um einen Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP handelt, umgeht der elektrische VTC-Treiber 202 den Schritt S302 und geht zum Schritt S303 über.
  • Im Schritt S303 speichert der elektrische VTC-Treiber 202 einen abgeleiteten Term im Speicher, der bei der vorherigen Ausführung dieser Routine als vorheriger Wert berechnet wurde.
  • Als Nächstes berechnet der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S304 einen aktuellen Wert des abgeleiteten Terms auf der Basis eines abgeleiteten Werts einer Abweichung zwischen der Phasenmessung RA und dem Sollwert TA.
  • Danach bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S305, ob die Phasenmessung RA kalibriert worden ist.
  • Hier ist ein Zustand, in dem die Phasenmessung RA kalibriert wurde, ein Zustand, in dem der abgeleitete Term im Schritt 304 auf der Basis des vorherigen Werts berechnet wurde, der eine Abweichung auf der Basis der Phasenmessung RA vor der Kalibrierung ist (das heißt, eine nicht kalibrierte Phasenmessung RA) und des aktuellen Werts, der die Abweichung auf der Basis der Phasenmessung RA nach der Kalibrierung ist (das heißt, die kalibrierte Phasenmessung RA).
  • Wenn die Phasenmessung RA kalibriert wurde, besteht die Möglichkeit, dass sich die Phasenmessung RA schrittweise infolge des Kalibriervorgangs ändert und der abgeleitete Term, der diesmal im Schritt S304 berechnet wird, hat sich möglicherweise stark vom vorherigen Wert geändert. Eine schnelle Änderung des abgeleiteten Terms kann ein Geräusch in der Stellgröße des Motors 12 erzeugen und die Steuerbarkeit der Drehphase verringern.
  • Wenn die Phasenmessung RA kalibriert wurde, geht daher der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 vom S305 zum Schritt S306 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des vorherigen Werts des im Schritt S303 gespeicherten abgeleiteten Terms berechnet.
  • Wenn so die Motorstellgröße berechnet wird, verwendet der elektrische VTC-Treiber 202 den abgeleiteten Termin nicht, der sich stark vom vorherigen Wert infolge der Wirkungen des Kalibriervorgangs verändert hat, sondern verwendet den abgeleiteten Term, der derselbe wie der vorherige ist. Dies ermöglicht es, eine Geräuscherzeugung in der Motorstellgröße zu verhindern, die infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA auftreten kann.
  • Mit anderen Worten, wenn beim Kalibrieren der Phasenmessung RA der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des vorherigen Werts erhält, der der abgeleitete Term, der vor der Kalibrierung erhalten wird, ist der Änderungsbetrag beim erhaltenen abgeleiteten Term vor und nach der Kalibrierung Null. Daher ist es möglich, die Geräuscherzeugung in der Motorstellgröße zu verhindern, die infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA auftreten kann.
  • Auch wenn sich dadurch der abgeleitete Term stark infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA ändert, ist es möglich, eine Verringerung der Steuerbarkeit der Ventilsteuerung des Einlassventils 105 zu verhindern.
  • Wenn es sich andererseits nicht um den Kalibrierzeitpunkt der Phasenmessung RA handelt, und sich die Phasenmessung RA nicht aufgrund des Kalibriervorgangs schrittweise ändert, geht dann der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S307 über, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des aktuellen Werts des abgeleiteten Terms berechnet, der diesmal im Schritt S304 berechnet wird.
  • Der aktuelle Wert des abgeleiteten Terms ist ein echter Wert, der die Änderungsrate beim Steuerungsfehler korrekt widerspiegelt, und daher verwendet der elektrische VTC-Treiber 202 diesen aktuellen Wert, wenn er die Motorstellgröße erhält, um so die Konvergenzstabilität der Drehphase zu verbessern.
  • In einem derartigen Vorgang, der im Ablaufdiagramm in 8 dargestellt ist, wird der vorherige Wert des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße verwendet, wenn die Phasenmessung RA kalibriert worden ist. In diesem Fall wird, selbst wenn der abgeleitete Term nicht stark infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA geändert wird, der vorherige Wert des abgeleiteten Terms zum Berechnen der Motorstellgröße verwendet. Dies kann die Konvergenzstabilität zum Sollwert TA verringern.
  • Somit bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202, ob sich der abgeleitete Term stark ändert, sodass ein Änderungsbetrag aufgrund des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA einen vorbestimmten Betrag überschreitet, und dann, wenn sich der abgeleitete Term stark ändert, der vorherige Wert des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße verwendet wird, während, wenn der abgeleitete Term sich nicht stark ändert, der aktuelle Wert bei der Berechnung der Motorstellgröße verwendet wird. Dies ermöglicht es, die Geräuscherzeugung in der Stellgröße des Motors 12 zu verhindern und eine Abnahme der Konvergenzstabilität zum Sollwert TA soweit wie möglich zu verhindern.
  • Ein Ablaufdiagramm in 9 stellt einen Ablauf zum Bestimmen dar, wie stark sich der abgeleitete Term infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA ändert, um zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms zur Verwendung bei der Berechnung der Motorstellgröße zu schalten.
  • Im Ablaufdiagramm in 9 sind die Vorgänge in den Schritten S401 bis S405 dieselben wie diejenigen in den Schritten S301 bis S305, die jeweils oben beschrieben sind, und eine detaillierte Beschreibung davon wird daher weggelassen.
  • Wenn der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S405 bestimmt, dass die Phasenmessung RA kalibriert wurde, geht der Ablauf zum Schritt S406 über.
  • Im Schritt S406 bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202, ob der Absolutwert ΔDT einer Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert SL ist, um zu bestimmen, ob sich der abgeleitete Term durch einen Betrag, der einen festgelegten Betrag überschreitet, infolge des Kalibriervorgangs der Phasenmessung RA stark geändert hat.
  • Es ist zu beachten, dass im Schritt S406 der vorherige Wert der abgeleitete Term ist, der vor der Kalibrierung der Phasenmessung RA erhalten wird, und der aktuelle Wert der abgeleitete Term ist, der nach der Kalibrierung der Phasenmessung RA erhalten wird, und dass die Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert den Änderungsbetrag beim abgeleiteten Term darstellt, der vor und nach der Kalibrierung erhalten wurde.
  • Der oben erwähnte vorbestimmte Wert SL wird angepasst, um zu bestimmen, ob das Geräusch, das sich mit der Motorstellgröße überlappt, einen Geräuschpegel aufweist, der die Steuerbarkeit der Ventilsteuerung verringern könnte. Wenn insbesondere ΔDT größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert SL ist, zeigt dies an, dass die Steuerbarkeit inakzeptabel verringert ist.
  • Wenn ΔDT größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert SL ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S407 über, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des vorherigen Werts des abgeleiteten Terms, der im Schritt S403 gespeichert wird, berechnet, mit anderen Worten, den abgeleiteten Term, dessen Änderung reduziert wird.
  • Das heißt, der elektrische VTC-Treiber 202 reduziert die Änderung des abgeleiteten Terms zur Verwendung bei der Berechnung der Motorstellgröße, sodass der Änderungsbetrag zwischen den abgeleiteten Termen, die vor und nach der Kalibrierung der Phasenmessung RA erhalten werden, kleiner als der vorbestimmte Wert SL wird.
  • Durch Verwenden des vorherigen Werts des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße reduziert der elektrische VTC-Treiber 202 die Änderung des abgeleiteten Termins zur Verwendung bei der Berechnung der Motorstellgröße. Dies verhindert die Geräuscherzeugung in der Motorstellgröße, die aufgrund einer schnellen Änderung des abgeleiteten Terms auftreten kann, was zu einem Verhindern einer Verringerung der Steuerbarkeit führt.
  • Wenn andererseits ΔDT kleiner als der vorbestimmte Wert SL ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S408 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des aktuellen Werts des im Schritt S404 berechneten abgeleiteten Terms berechnet.
  • Der aktuelle Wert des abgeleiteten Terms ist ein echter Wert, der die Änderungsrate beim Steuerungsfehler korrekt widerspiegelt, und daher, um die Konvergenzstabilität der Drehphase zu verbessern, verwendet der elektrische VTC-Treiber 202 den aktuellen Wert, um die Motorstellgröße in einem Fall zu erhalten, indem der Änderungsbetrag des abgeleiteten Terms zur Verwendung bei der Berechnung der Stellgröße kleiner als der vorbestimmte Wert SL ist, selbst wenn die Phasenmessung RA kalibriert wurde.
  • Wie oben beschrieben, verwendet der elektrische VTC-Treiber 202, auch wenn die Phasenmessung RA kalibriert wurde, den aktuellen Wert des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße in einem Fall, in dem der Änderungsbetrag des abgeleiteten Terms infolge der Kalibrierung der Phasenmessung RA kleiner ist und eine Abnahme der Steuerbarkeit infolge des Geräuschs in der Motorstellgröße ausreichend verringert wird.
  • Dies ermöglicht eine Verringerung der Anzahl von Situationen, in denen der vorherige Wert des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße verwendet wird, auf ein Minimum, sodass es möglich ist, zu verhindern, dass die Konvergenzstabilität zum Sollwert TA abnimmt, was auftreten kann, wenn die Motorstellgröße auf der Basis des vorherigen Werts des abgeleiteten Terms berechnet wird.
  • Ein Zeitdiagramm in 10. stellt die Phasenmessung RA und eine Änderung des abgeleiteten Terms dar, wenn der elektrische VTC-Treiber 202 den Ablauf ausführt, der im Ablaufdiagramm in 9 dargestellt ist.
  • Zum Zeitpunkt t1 in 10 wird die Phasenmessung RAP auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und des Nockenwinkelsignals CAM aktualisiert, und der elektrische VTC-Treiber 202 führt einen Kalibriervorgang der Phasenmessung RA aus, in der die Phasenmessung RA, die auf der Basis des Motorwinkelsignals MAS und des kopierten Kurbelwinkelsignals POS erhalten wird, gleich der aktualisierten Phasenmessung RAP angepasst wird.
  • Wenn sich die Phasenmessung RA stufenweise infolge des Kalibriervorgangs ändert und sich dadurch der abgeleitete Term stark ändert, wird der Absolutwert ΔDT der Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms ein vorbestimmter Wert SL oder mehr, sodass der elektrische VTC-Treiber 202 den vorherigen Wert des abgeleiteten Terms verwendet, um die Motorstellgröße zu berechnen, um Geräusche in der Motorstellgröße zu verhindern.
  • In der Verarbeitung, die im Ablaufdiagramm von 9 dargestellt ist, schaltet der elektrische VTC-Treiber 202 zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms zur Verwendung bei der Berechnung der Motorstellgröße in Abhängigkeit davon, ob der Absolutwert ΔDT der Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms, wenn die Phasenmessung RA einer Kalibrierung unterzogen wurde, größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert SL ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, und ein Zwischenwert zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms, das heißt, ein Wert, der durch Reduzieren des aktuellen Werts um einen Prozentsatz erhalten wird, kann verwendet werden, um die Motorstellgröße zu berechnen.
  • Eine Routine, die in einem Ablaufdiagramm in 11 dargestellt ist, zeigt einen Berechnungsprozess der Motorstellgröße unter Verwendung des Zwischenwerts zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms in Abhängigkeit des Absolutwerts ΔDT der Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms, wenn die Phasenmessung RA kalibriert worden ist.
  • Im Ablaufdiagramm in 11 sind die oben beschriebenen Vorgänge in den Schritten S701 bis S705 dieselben wie diejenigen in den Schritten S301 bis S305, und eine detaillierte Beschreibung davon wird daher weggelassen.
  • Wenn der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S705 bestimmt, dass die Phasenmessung RA kalibriert worden ist, geht der Ablauf zum Schritt S706 über.
  • Im Schritt S706 bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202, ob der Absolutwert ΔDT der Abweichung zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms größer als oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert SLA ist.
  • Wenn hier ΔDT größer oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert SLA ist, das heißt, wenn die Änderung des abgeleiteten Terms infolge der Kalibrierung der Phasenmessung RA groß und bemerkenswert ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S707 über, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des vorherigen Werts des abgeleiteten Terms, der im Schritt S703 gespeichert wird, berechnet.
  • Wenn andererseits ΔDT kleiner als der erste vorbestimmte Wert SLA ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S708 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 bestimmt, ob ΔDT größer als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert SLB (SLB < SLA) ist.
  • Wenn dann ΔDT kleiner als der erste vorbestimmte Wert SLA und größer als oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert SLB ist, das heißt, wenn die Änderung des abgeleiteten Terms infolge der Kalibrierung der Phasenmessung RA relativ gering ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S709 über.
  • Im Schritt S709 berechnet der elektrische VTC-Treiber 202 die Motorstellgröße unter Verwendung des Zwischenwerts zwischen dem aktuellen Wert und dem vorherigen Wert des abgeleiteten Terms, mit anderen Worten, unter Verwendung eines Ergebnisses zum Reduzieren des aktuellen Werts um einen Prozentsatz, damit sich der aktuelle Wert dem vorherigen Wert annähert.
  • Somit wird auch in einem Fall, in dem der Kalibrierungsbetrag der Phasenmessung RA relativ klein ist, der vorherige Wert des abgeleiteten Terms bei der Berechnung der Motorstellgröße verwendet, sodass es möglich ist, eine Abnahme der Konvergenzstabilität zum Sollwert TA u verhindern.
  • Außerdem geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 vom Schritt S705 zum Schritt S710 über, wenn die Phasenmessung RA nicht kalibriert wird. Wenn ΔDT kleiner als der zweite vorbestimmte Wert SLB ist und die Änderung des abgeleiteten Terms aufgrund der Kalibrierung der Phasenmessung RA klein genug ist, um ignoriert zu werden, geht der Betrieb ebenfalls vom Schritt S708 zum Schritt S710 über.
  • Im Schritt S710 berechnet der elektrische VTC-Treiber 2020 die Motorstellgröße unter Verwendung des aktuellen Werts des abgeleiteten Terms, der dieses Mal im Schritt S704 berechnet wird.
  • Wie oben beschrieben, verwendet der elektrische VTC-Treiber 202 einen vorherigen Wert, aktuellen Wert oder Zwischenwert in Abhängigkeit des Betrags der schrittweisen Änderung des abgeleiteten Terms aufgrund der Kalibrierung der Phasenmessung RA, um die Motorstellgröße zu berechnen.
  • Wenn dadurch die schrittweise Änderung des abgeleiteten Terms infolge der Kalibrierung der Phasenmessung RA relativ gering ist, ist es möglich, die abgeleitete Wirkung in Abhängigkeit der Änderungsrate der Abweichung in gewissem Maße auszuführen, um die Konvergenzstabilität zum Sollwert TA zu verbessern, während Geräusche in der Motorstellgröße verhindert werden.
  • Wenn sich hier die Winkelintervalle der eingegebenen Nockenwinkelsignale CAM aufgrund einer unzureichenden mechanischen Positionsgenauigkeit des Sensors ändern, ändert sich die Phasenmessung RAP für jedes Nockenwinkelsignal CAM infolge der Winkeländerung. Dies kann eine Abweichung zwischen der Phasenmessung RA und Phasenmessung RAP bei jeder Eingabe bewirken, die in der Motorstellgröße Geräusche erzeugt.
  • Wenn außerdem die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 zunimmt, werden die Zeitintervalle der Eingabe des Nockenwinkelsignals CAM kürzer, die Häufigkeit der Geräuscherzeugung, die dem Kalibriervorgang zugeordnet ist, nimmt zu, und der Einfluss des Geräusches auf die Ventilsteuerung nimmt zu.
  • Um ein derart häufiges Auftreten des Geräusches infolge der Änderung der Eingabeintervalle des Nockenwinkelsignals CAM zu verringern, kann der elektrische VTC-Treiber 202 die Kalibrierung überspringen. Anstatt eine Kalibrierung der Phasenmessung RA jedes Mal durchzuführen, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, mit anderen Worten, anstatt eine Kalibrierung jedes Mal auszuführen, wenn die Phasenmessung RAP aktualisiert wird, kann insbesondere der elektrische VTC-Treiber 202 die Kalibrierung bei einigen Eingabezeitpunkten des Nockenwinkelsignals CAM durchführen und die Kalibrierung andererseits weglassen.
  • Insbesondere führt der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA durch, wenn ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM, mit anderen Worten, das Nockenwinkelsignal CAM, das anzeigt, dass sich ein spezifischer Zylinder an der Referenzkolbenposition befindet, im großen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors 101 eingegeben wurde, während der elektrische VTC-Treiber 202 in einem Fall der Eingabe des anderen Nockenwinkelsignals CAM keine Kalibrierverarbeitung ausführt.
  • In einem Fall, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA nur dann ausführt, wenn ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, wird der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA nur einmal pro Umdrehung der Einlassnockenwelle 115a durchgeführt.
  • Andererseits führt in einem Fall, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA jedes Mal durchführt, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, mit anderen Worten, jedes Mal, wenn die Phasenmessung RAP aktualisiert wird, wird der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA viermal pro Umdrehung der Einlassnockenwelle 115a im Vierzylindermotor durchgeführt, der ein in 2 dargestelltes Signalmuster aufweist.
  • Ein Ablaufdiagramm in 12 stellt einen Berechnungsvorgang der Motorstellgröße zur Verwendung in einem Fall dar, in dem der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA nur ausgeführt wird, wenn ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM im hohen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors 101 eingegeben wird, um die Kalibrierung zu überspringen.
  • Zuerst bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S801, ob die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 eine festgelegte Drehzahl überschreitet.
  • Die festgelegte Drehzahl ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Feedbacksteuerbarkeit unter den zulässigen Bereich abgesenkt wird, wenn der Kalibriervorgang jedes Mal ausgeführt wird, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird.
  • Das heißt, wenn der Kalibriervorgang jedes Mal ausgeführt wird, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, ist die Häufigkeit der Geräuscherzeugung aufgrund der Änderung des Eingabeintervalls der Nockenwinkelsignale CAM umso höher, je höher die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 ist, was zu einer Abnahme bei der Feedbacksteuerbarkeit führt.
  • Wenn daher der Kalibriervorgang jedes Mal ausgeführt wird, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, wird eine obere Grenze der Drehzahl, bei der eine Abnahme der Feedbacksteuerbarkeit innerhalb eines zulässigen Bereichs bleibt, selbst wenn aufgrund der Änderung des Eingabeintervalls der Nockenwinkelsignale CAM ein Geräusch erzeugt wird, als die festgelegte Drehzahl festgelegt.
  • Wen hier die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 kleiner als oder gleich der festgelegten Drehzahl ist, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S802 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 bestimmt, ob das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, mit anderen Worten, ob es sich um einen Aktualisierungszeitpunkt der Phasenmessung RAP und auch um einen Kalibrierzeitpunkt der Phasenmessung RA auf der Basis der aktualisierten Phasenmessung RAP handelt.
  • Wenn dann das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S804 über, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang durchführt, um die Phasenmessung RA gleich dem neuesten Wert der Phasenmessung RAP anzupassen, der auf der Basis des Kurbelwinkelsignals POS und Nockenwinkelsignals CAM erhalten wird.
  • Das heißt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 kleiner als oder gleich der festgelegten Drehzahl ist, führt der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA jedes Mal durch, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, mit anderen Worten, jedes Mal, wenn die Phasenmessung RAP aktualisiert wird.
  • Wenn andererseits die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 die festgelegte Drehzahl überschreitet, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 vom Schritt S801 zum Schritt S803 über.
  • Der elektrische VTC-Treiber 2020 bestimmt im Schritt S803, ob ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, und wenn dann ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, geht der Ablauf zum Schritt S804 über, in dem der elektrische VTC-Treiber 202 einen Kalibriervorgang durchführt, um die Phasenmessung Ra gleich der Phasenmessung RAP anzupassen.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 101 ein Vierzylindermotor ist, bestimmt der elektrische VTC-Treiber 202 im Schritt S803, ob ein Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, das anzeigt, dass sich zum Beispiel der erste Zylinder an der Referenzkolbenposition befindet.
  • Wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, das anzeigt, dass sich der erste Zylinder an der Referenzkolbenposition befindet, geht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 zum Schritt S804 über, indem der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA ausführt.
  • Wenn andererseits das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, das anzeigt, dass sich einer der zweiten bis vierten Zylinder an der Referenzkolbenposition befindet, umgeht der Betrieb des elektrischen VTC-Treibers 202 den Schritt S804, sodass der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA nicht ausführt.
  • Das heißt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 hoch ist, überspringt der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA zu einigen Eingabezeitpunkten des Nockenwinkelsignals CAM, um die Häufigkeit des Kalibriervorgangs zu reduzieren und um dadurch die Häufigkeit der Geräuscherzeugung zu reduzieren. Mit anderen Worten reduziert der elektrische VTC-Treiber 202 die Kalibrierhäufigkeit der Phasenmessung RA, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 zunimmt.
  • Weil daher der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA nur ausführt, wenn ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, ist es möglich, eine Änderung der Phasenmessung RAP zur Verwendung im Kalibriervorgang zu reduzieren, der durch die Änderung der eingegebenen Nockenwinkelsignale CAM bewirkt werden kann. Dies ermöglicht es, die Änderung des abgeleiteten Terms zu reduzieren, die infolge des Kalibriervorgangs auftreten kann, und um eine Geräuscherzeugung in der Motorstellgröße bei großer Häufigkeit zu verhindern. Nachdem der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA ausgeführt worden ist, wie oben beschrieben, speichert der elektrische VTC-Treiber 202 den vorherigen Wert des abgeleiteten Terms, berechnet den aktuellen Wert des abgeleiteten Terms und wählt einen Wert des abgeleiteten Terms in Abhängigkeit des Änderungsbetrags im abgeleiteten Term in den Schritten S805 bis S812 aus, wie in den oben beschriebenen Schritten S703 bis S710.
  • Die in der obigen Ausführungsform beschriebenen technischen Konzepte können nach Bedarf miteinander kombiniert und verwendet werden, solange kein Konflikt auftritt.
  • Obwohl außerdem die Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform ausführlich beschrieben worden ist, ist es ferner offensichtlich, dass die Erfindung in verschiedenen Formen durch einen Fachmann auf der Grundlage des technischen, grundlegenden Konzepts und der Lehren der Erfindung modifiziert werden kann.
  • Zum Beispiel kann der elektrische VTC-Treiber 202 (Steuervorrichtung des variablen Ventilsteuermechanismus) als Verfahren zum Reduzieren einer Änderung des abgeleiteten Terms den abgeleiteten Term zum Beispiel einer Tiefpassfilterverarbeitung oder einer gewichteten durchschnittlichen Verarbeitung unterziehen.
  • Außerdem kann anstelle des oben erwähnten Musters, in dem der Kalibriervorgang nur durchgeführt wird, wenn ein spezifisches Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wurde, der Kalibriervorgang der Phasenmessung RA im Bereich hoher Drehzahlen des Verbrennungsmotors 101 gemäß einem Muster übersprungen werden, in dem ein Kalibriervorgang durchgeführt wird, wenn die Nockenwinkelsignale CAM, die beispielsweise zwei Zylindern oder drei Zylindern in einem Vierzylindermotor entsprechen, eingegeben wurden.
  • Außerdem kann der elektrische VTC-Treiber 202 die Häufigkeit des Kalibriervorgangs schrittweise so ändern, dass sie geringer ist, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 zunimmt.
  • Weil der elektrische VTC-Treiber 202 den Kalibriervorgang der Phasenmessung RA zu einigen Eingabezeitpunkten des Nockenwinkelsignals CAM überspringt, anstatt jedes Mal zu kalibrieren, wenn das Nockenwinkelsignal CAM eingegeben wird, ist es möglich, die Geräuscherzeugung in einer Stellgröße bei hoher Häufigkeit zu verhindern, und letztendlich ist es möglich, eine Abnahme der Steuerbarkeit zu verringern, die durch das Geräusch in der Stellgröße verursacht werden kann.
  • Der variable Ventilsteuermechanismus 114 ist nicht auf den in 3 bis 5 dargestellten Mechanismus begrenzt. Alternativ kann der variable Ventilsteuermechanismus 114 ein variabler Ventilsteuermechanismus sein, der ein Kettenrad, eine Nockenplatte, einen Verbindungsmechanismus, eine Führungsplatte, einen Drehzahlminderer und einen Motor umfasst, wie zum Beispiel in der JP 2008-069719 A offenbart.
  • Außerdem kann ein variabler Ventilsteuermechanismus 114 als Mechanismus in einem Verbrennungsmotor 101 vorgesehen werden, der die Drehphase der Auslassnockenwelle 115b relativ zur Kurbelwelle 109 ändert. Auch in diesem Fall steuern das ECM 201 und der elektrische VTC-Treiber 202 den variablen Ventilsteuermechanismus 114 durch ähnliche Konfigurationen und durch Ausführen ähnlicher Prozesse und somit zum Erreichen ähnlicher vorteilhafter Wirkungen zu denjenigen, die oben beschrieben sind.
  • Außerdem kann der elektrische VTC-Treiber 202 eine Motorsteuerung auf der Basis der Phasenmessung RA in einem niedrigen Drehzahlbereich ausführen, indem die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 kleiner als oder gleich einer festgelegten Drehzahl ist, während der elektrische VTC-Treiber 202 eine Motorsteuerung auf der Basis der Phasenmessung RAP in einem hohen Drehzahlbereich ausführen kann, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 die festgelegte Drehzahl in einem Fall überschreitet, in dem die Phasenmessung RAP in kürzeren Zeitintervallen aktualisiert wird.
  • Wenn außerdem der Kalibriervorgang ausgeführt wird, um die Phasenmessung RA gleich der Phasenmessung RAP anzupassen, kann der elektrische VTC-Treiber 202 einen Prozess zum Reduzieren der Änderung der Motorstellgröße ausführen, die unter Verwendung des abgeleiteten Terms erhalten wird, der unter Verwendung der kalibrierten Phasenmessung RA berechnet wird, das heißt, ein Tiefpassfilterprozess, um den Motor 12 auf der Basis der resultierenden Motorstellgröße zu steuern.
  • Bezugszeichenliste
    • 12
    Motor
    101
    Verbrennungsmotor
    105
    Einlassventil
    109
    Kurbelwelle
    114
    variabler Ventilsteuermechanismus
    115a
    Einlassnockenwelle
    201
    Motorsteuermodul (ECM)
    202
    elektrischer VTC-Treiber
    203
    Kurbelwinkelsensor
    204
    Nockenwinkelsensor
    210
    Motorwinkelsensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007292038 A [0003]
    • JP 2008069719 A [0217]

Claims (5)

  1. Steuervorrichtung eines variablen Ventilsteuermechanismus, der eine Drehphase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors durch Einstellen einer Drehung eines Motors variabel macht, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um; - Informationen über einen Drehwinkel des Motors, Informationen über einen Drehwinkel der Kurbelwelle und Informationen über einen Drehwinkel der Nockenwelle zu erhalten; - eine erste Messung der Drehphase auf der Base des Drehwinkels des Motors zu erhalten; - eine zweite Messung der Drehphase auf der Basis einer relativen Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Kurbelwelle und dem Drehwinkel der Nockenwelle zu erhalten; - die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung zu kalibrieren; - einen abgeleiteten Term proportional zu einer Änderungsrate einer Abweichung zwischen der ersten Messung und einem Sollwert der Drehphase zu erhalten; - eine Änderung des abgeleiteten Terms zu reduzieren, wenn die erste Messung auf der Basis der zweiten Messung kalibriert wird; - eine Stellgröße des Motors auf der Basis des abgeleiteten Terms zu erhalten; und - ein Signal der Stellgröße auszugeben.
  2. Steuervorrichtung das variablen Ventilsteuermechanismus gemäß Anspruch 1, - wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um eine Änderung des abgeleiteten Terms zu reduzieren, sodass ein Änderungsbetrag zwischen einem abgeleiteten Term, der aus der nicht-kalibrierten ersten Messung gehalten wird, und einem abgeleiteten Wert, der aus der kalibrierten ersten Messung erhalten wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
  3. Steuervorrichtung des variablen Ventilsteuermechanismus gemäß Anspruch 1, - wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um die Änderung des abgeleiteten Terms durch Erhalten der Stellgröße unter Verwendung eines abgeleiteten Terms, der aus der nicht-kalibrierten ersten Messung erhalten wird, zu reduzieren.
  4. Steuervorrichtung des variablen Ventilsteuermechanismus gemäß Anspruch 1, - wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um eine Kalibrierhäufigkeit der ersten Messung zu reduzieren, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors zunimmt.
  5. Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus, der eine Drehphase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors durch Einstellen einer Drehung eines Motors variabel macht, wobei das Steuerverfahren die Schritte aufweist: - Erhalten einer ersten Messung der Drehphase auf der Basis eines Drehwinkels des Motors; - Erhalten einer zweiten Messung der Drehphase auf der Basis eines relativen Verhältnisses zwischen einem Drehwinkel der Kurbelwelle und einem Drehwinkel der Nockenwelle; - Kalibrieren der ersten Messung auf der Basis der zweiten Messung; - Erhalten eines abgeleiteten Terms proportional zu einer Änderungsrate einer Abweichung zwischen der ersten Messung und einem Soll-Wert der Drehphase; - Reduzieren der Änderung des abgeleiteten Terms beim Kalibrieren der ersten Messung auf der Basis der zweiten Messung; und - Steuern des Motors auf der Basis einer Stellgröße einschließlich des abgeleiteten Terms.
DE112019002971.1T 2018-06-13 2019-02-20 Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus Active DE112019002971B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018112924A JP6941078B2 (ja) 2018-06-13 2018-06-13 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法
JP2018-112924 2018-06-13
PCT/JP2019/006402 WO2019239636A1 (ja) 2018-06-13 2019-02-20 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112019002971T5 true DE112019002971T5 (de) 2021-02-25
DE112019002971B4 DE112019002971B4 (de) 2022-03-31

Family

ID=68843202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112019002971.1T Active DE112019002971B4 (de) 2018-06-13 2019-02-20 Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11230988B2 (de)
JP (1) JP6941078B2 (de)
CN (1) CN112292513B (de)
DE (1) DE112019002971B4 (de)
WO (1) WO2019239636A1 (de)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3850598B2 (ja) * 1999-10-07 2006-11-29 株式会社日立製作所 内燃機関のベーン式バルブタイミング制御装置
US6766775B2 (en) * 2001-11-01 2004-07-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for increasing the estimation accuracy of cam phase angle in an engine with variable cam timing
JP4072346B2 (ja) * 2002-01-16 2008-04-09 株式会社日立製作所 可変バルブタイミング機構の制御装置
JP3927434B2 (ja) * 2002-03-29 2007-06-06 株式会社日立製作所 電動アクチュエータ駆動制御装置
JP3625456B2 (ja) * 2002-07-16 2005-03-02 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4123127B2 (ja) * 2002-10-25 2008-07-23 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
DE10397025B3 (de) * 2002-10-25 2021-10-21 Denso Corporation Variable Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine
DE102004062406B4 (de) * 2004-12-23 2007-08-09 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phase einer Brennkraftmaschine
JP4609278B2 (ja) * 2005-10-24 2011-01-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置及びその可変バルブタイミング制御装置を備えた内燃機関
JP4699310B2 (ja) 2006-03-27 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4786390B2 (ja) * 2006-03-30 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4767096B2 (ja) * 2006-06-09 2011-09-07 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP4171036B2 (ja) 2006-09-14 2008-10-22 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
JP5263047B2 (ja) * 2009-07-20 2013-08-14 株式会社デンソー 機関バルブ制御装置
JP6266364B2 (ja) * 2014-01-30 2018-01-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
DE102014204492A1 (de) * 2014-03-12 2015-10-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug, Steuergerät und Verfahren zum Steuern einer Phasenlage einer Nockenwelle
JP6331963B2 (ja) * 2014-10-22 2018-05-30 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
KR101634546B1 (ko) * 2015-10-05 2016-06-29 주식회사 현대케피코 전자식 연속 가변 밸브 타이밍 조정 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210246846A1 (en) 2021-08-12
WO2019239636A1 (ja) 2019-12-19
JP6941078B2 (ja) 2021-09-29
JP2019214974A (ja) 2019-12-19
CN112292513A (zh) 2021-01-29
US11230988B2 (en) 2022-01-25
CN112292513B (zh) 2022-01-28
DE112019002971B4 (de) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014006320B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor
DE69601383T2 (de) Ventilsteuervorrichtung für Brennkraftmaschine
DE602005000270T2 (de) Regelungssystem
DE112016001030B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Anomalie in einer Drehphasenerfassungsvorrichtung und Drehpositionsregelungsvorrichtung, die diese verwendet
DE19818971C2 (de) Regelgerät für einen Ventilbetätigungszeitpunkt eines Verbrennungsmotors
DE102012018806A1 (de) Steuervorrichtung und Verfahren zum Steuern eines variablen Ventilsteuermechanismus in einem Verbrennungsmotor
DE102007050859B4 (de) Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE112018000863B4 (de) Steuervorrichtung und steuerungsverfahren für einen mechanismus für eine variable ventilzeitsteuerung
WO2006039884A1 (de) Verfahren zum einstellen der drehwinkellage der nockenwelle einer hubkolben-verbrennungsmaschine relativ zur kurbelwelle
DE102007024416B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln eines Drehparameters einer Kurbelwelle
DE102007000174A1 (de) Variable Ventilzeitabstimmungsvorrichtung mit verringertem Betriebsgeräusch und deren Steuerverfahren
DE19963655B4 (de) Ventilbetätigungszeitpunkt-Steuersystem für Brennkraftmaschinen
EP3783215B1 (de) Verfahren zur adaption einer erfassten nockenwellenstellung, steuergerät zur durchführung des verfahrens, verbrennungsmotor und fahrzeug
DE69704595T2 (de) Gerät zur Ansaugluftsteuerung für Motoren
DE102014117213B4 (de) Temperatursteuerverfahren für einen turboladerkompressor
DE102014102892A1 (de) Steuersysteme und -verfahren für einen Phasensteller zum Ausgleichen eines mittleren effektiven Drucks
DE102018104977A1 (de) Verfahren und system zur steuerung variabler nockenwellenverstellung
DE202014007678U1 (de) Turboladersystem
DE102008046756A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Ventileinstellvorrichtung
DE202015004898U1 (de) Hybridantriebssystem mit Regelung zur Kompensation der Motordrehzahlschwingungen
EP1611318B1 (de) Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine
DE112019002971B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus
DE102013217914A1 (de) Steuergerät und Steuerungsverfahren für einen variablen Ventilmechanismus
DE10062195B4 (de) Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE60300960T2 (de) Steuerungsmethode für doppelte, zusammenwirkende variable Nockenwellensteuerung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F01L0001352000

Ipc: F02D0013020000

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: HITACHI ASTEMO, LTD., HITACHINAKA-SHI, JP

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, LTD., HITACHINAKA-SHI, IBARAKI, JP

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final