DE19634136B4

DE19634136B4 - Ventilsteuer-Vorrichtung eines Motors mit einer Störungserfassungs-Vorrichtung

Info

Publication number: DE19634136B4
Application number: DE19634136A
Authority: DE
Inventors: Senji Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2016-08-24
Also published as: JP3309658B2; JPH0960535A; US5738053A; DE19634136A1

Abstract

Ventilsteuer-Vorrichtung eines Motors (1)
mit einer Störungserfassungs-Vorrichtung,
mit einem Einlaßkanal (6) für zu einer Verbrennungskammer (4) einströmende Luft und einem Auslaßkanal (7) für aus der Verbrennungskammer (4) ausströmendes Abgas, wobei der Einlaßkanal (6) und der Auslaßkanal (7) ein Einlaßventil (8) bzw. ein Auslaßventil (9) aufweisen, und wobei die Ventile (8, 9) mit einer Ventilsteuerzeit, die mit der Drehung einer Kurbelwelle (1a) eines Motors (1) synchronisiert wird, abwechselnd geöffnet und geschlossen werden,
mit einer ersten Einstelleinrichtung (25) zur Einstellung der Ventilsteuerzeit von zumindest dem Einlaßventil (8) oder dem Auslaßventil (9),
mit einer ersten Erfassungsvorrichtung (73, 76) zur Ermittlung des Betriebszustands des Motors (1), wobei der Betriebszustand die Drehzahl der Kurbelwelle (1a) als einen Parameter beinhaltet,
mit einer zweiten Erfassungsvorrichtung (78) zur Erfassung eines aktuellen Werts, der die von der ersten Einstelleinrichtung (25) eingestellten Ventilsteuerzeiten repräsentiert, und
mit einer Steuereinrichtung (80) zur Berechnung eines Zielwertes aufweist, der die Ventilsteuerzeiten auf der Grundlage des Betriebszustands darstellt und die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um den erfaßten aktuellen wert auf den berechneten Zielwert konvergieren zu lassen, um so eine an den Betriebszustand des Motors (1) angepaßte Ventilsteuerzeit zu erhalten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (80) auf Grundlage des ermittelten Betriebszustandes bestimmt, ob
a) ein Stillstand des Motors (1) auf der Grundlage des erfaßten Betriebszustandes aufgetreten ist, und
b) bestimmt, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand repräsentiert, bei dem eine Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung möglich ist, und
daß die Steuereinrichtung (80) bestimmt, daß die Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, wenn die Bedingungen a) und b) erfüllt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Ventilsteuer-Vorrichtung, die das Timing bzw. die zeitliche Abfolge des Öffnens und Schließens des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils eines Motors in Bezug auf die vorherrschenden Bedingungen bzw. den Betriebszustand des Motors steuert. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Störungserfassungs-Vorrichtung, um eine Störung in der Steuervorrichtung zu ermitteln.
Ein konventioneller Motor weist im allgemeinen Einlaß- und Auslaßventile auf, die in einem Zylinderkopf untergebracht sind. Die Einlaß- und Auslaßventile öffnen und schließen Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen selektiv, die in Verbrennungskammern führen. Die Zeitabfolge der Ventile wird durch die Drehphase einer Kurbelwelle oder durch die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben synchronisiert. Die Luftmenge, die in die Verbrennungskammern (Einlaßmenge) strömt bzw. eingebracht wird, und die Abgasmenge, die von den Verbrennungskammern (Abgasmenge) ausgestoßen wird, werden durch eine Öffnung eines Drosselventils bzw. einer Drosselklappe oder der Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle bestimmt. Mit anderen Worten, die Einlaßmenge und die Abgasmenge werden durch die Motordrehzahl bestimmt.
Verschiedene Steuervorrichtungen sind seit kurzem erhältlich, die eine Änderung der Ventilbetriebszeiten bzw. Ventilsteuerzeiten ermöglichen, um die Einlaß- und Abgasmenge mit einem größeren Freiheitsgrad anzupassen bzw. einzustellen. Solche Vorrichtungen enthalten typischerweise einen variablen Ventilsteuer-Mechanismus bzw. eine Einrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten und einen Computer, um den Vorgang des Zeitabfolge bzw. Timing Mechanismus zu steuern. Der Computer steuert die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils bezüglich der vorherrschenden Bedingungen bzw. Betriebsbedingungen des Motors, um die Ventilüberschneidungen der Einlaß- und Auslaßventile einzustellen. Dies optimiert die Einlaßmenge und/oder die interne Abgasrückführung (EGR), d.h., dass das Abgas in die Verbrennungskammer zurückströmt, nachdem es aus dieser ausgestoßen worden ist. Somit werden die Leistung, die Emissionen und der Verbrauch des Motors verbessert.
Einige der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen weisen einen Mechanismus für variable Ventilsteuerungen auf, um die Ventilsteuerzeiten kontinuierlich einzustellen. Vorrichtungen dieser Art haben einen Computer zur Berechnung eines erforderlichen Werts der Ventilsteuerzeit über den Wert des Zielverstellwinkels. Der Computer überwacht auch den Betrag der Ventilsteuerzeit, d.h., den Betrag des aktuellen Verstellwinkels. Der Computer führt eine Regelung der variablen Ventilsteuerzeiten aus, um den wert des aktuellen Verstellwinkels an den Wert des Zielverstellwinkels anzupassen: In dieser Beschreibung bezieht sich der Verstellwinkel auf den Unterschied zwischen der Drehphase einer Kurbelwelle und der Drehphase einer Nockenwelle. Ein genaues Erfassen des aktuellen Verstellwinkels ist notwendig, um die Regelung richtig ausführen zu können.
Das US 5,529,034 A , die auf die vorveröffentlichte JP 07127407 A zurückgeht, offenbart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Beispiel einer Ventilsteuer-Vorrichtung eines Motors mit einer Störungserfassungs-Vorrichtung und einem Einlaßkanal (6) für zu einer Verbrennungskammer (4) einströmende Luft und einem Auslaßkanal (7) für Abgas von der Verbrennungskammer (4), wobei der Einlaßkanal (6) und der Auslaßkanal (7) ein Einlaßventil (8) bzw. ein Auslaßventil (9) aufweist, und wobei die Ventile (8, 9) mit einer Ventilsteuerzeit, die mit der Drehung einer Kurbelwelle (1a) eines Motors (1) synchronisiert wird, abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, und wobei die Steuervorrichtung eine erste Einstelleinrichtung (25) zur Einstellung der Ventilsteuerzeit von zumindest dem Einlaßventil (8) oder dem Auslaßventil (9), eine erste Erfassungsvorrichtung (73, 76) zur Ermittlung des Betriebszustands des Motors (1), wobei der Betriebszustand die Drehzahl der Kurbelwelle (1a) als einen Parameter beinhaltet, eine zweite Erfassungsvorrichtung (78) zur Erfassung eines aktuellen Werts, der die von der ersten Einstelleinrichtung (25) eingestellten Ventilsteuerzeiten repräsentiert, und eine Steuereinrichtung (80) zur Berechnung eines Zielwertes aufweist, der die Ventilsteuerzeiten auf der Grundlage des Betriebszustands darstellt und die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um den erfaßten aktuellen Wert auf den berechneten Zielwert konvergieren zu lassen, um so eine Ventilsteuerzeit gemäß eines Zustands des Motors (1) zu erhalten. wenn sich die tatsächliche Ventilsteuerzeit nicht in einem bezüglich dem Zielwert vorbestimmten Bereich befindet, entscheidet die elektronische Steuereinheit, daß eine Abnormität vorliegt.
Diese nächstkommende Druckschrift beschreibt ferner, daß daraufhin eine vorbestimmte Ausfall-Sicherungs-Routine durchgeführt wird. Falls der hydraulische Druck gleich oder kleiner als ein Schwellenwert ist, unterläßt es die elektronische Steuereinheit jedoch, daß eine Störung der variablen Ventilsteuerzeiten-Vorrichtung ermittelt wird, um einer fehlerhaften Diagnose bei geringen Drehzahlen vorzubeugen.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 59-105911 offenbart ein Beispiel einer Vorrichtung zur Er fassung des aktuellen Verstellwinkels in einer Vorrichtung, die die Ventilsteuerzeiten kontinuierlich einstellt. Diese Vorrichtung enthält eine erste Ausgabeeinrichtung (einen magnetometrischen Sensor), eine zweite Ausgabeeinrichtung (einen magnetometrischen Sensor und eine Steuerkreisschaltung. Die erste Ausgabeeinrichtung sendet ein erstes Pulssignal bzw. Impulssignal bei jeder Drehung einer Kurbelwelle aus, während die zweite Ausgabeeinrichtung ein zweites Impulssignal bei jeder Drehung einer Nockenwelle aussendet. Die Steuerkreisschaltung ermittelt den aktuellen Verstellwinkel, welcher das Winkelintervall zwischen dem ersten Impulssignal und dem zweiten Impulssignal ist. Die Steuerkreisschaltung nimmt den Wert des ermittelten aktuellen Verstellwinkels zur Steuerung der Ventilsteuerzeiten auf .
Unter unüblichen Bedingungen, die eine variable Ventilsteuerzeiten-Einrichtung an einem Betrieb in beabsichtigter Weise hindern, stimmt der Wert des aktuellen Verstellwinkels, der sich auf die Ventilsteuerzeiten bezieht, nicht mit dem Zielverstellwinkel überein. Deshalb können im Motor Schwierigkeiten auftreten. Zum Beispiel, wenn eine variable Ventilsteuerzeiten-Einrichtung aufhört zu arbeiten, wenn der aktuelle Verstellwinkel am weitesten vorverlegt ist und die Ventilüberschneidung am größten ist, wird der Betrag der internen EGR ungünstig, was zu einer unstetigen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches führt. Dies kann die Funktionsfähigkeit des Motors beeinträchtigen. Daher muß mit einer Störung einer variablen Ventilsteuerzeiten-Einrichtung effektiv umgegangen werden. Im Besonderen muß sie zur Einstellung der Steuerparameter des Motors bestimmt werden, auch um die Parameter durch einen Satz neuer werte zu ersetzen.
Eine der Methoden, um eine Störung der Steuerung der variablen Ventilsteuerzeiten zu ermitteln, ist es, zu bewerten bzw. zu beurteilen, ob die Abweichung des Wertes des aktuellen Verstellwinkels größer ist als der Wert des Zielverstellwinkels.
Die vorstehend beschriebene Methode muß die Ansprechzeit der variablen Ventilsteuerzeitensteuerung in Betracht ziehen. Mit anderen Worten, eine genaue Beurteilung einer übermäßigen Abweichung der Verstellwinkel wird hier erst vorgenommen, nachdem eine übermäßige Abweichung für eine vorbestimmte Zeitperiode aufgespürt worden ist. Das bedeutet, daß eine genaue Durchführung einer Störungserfassung nach dieser Methode eine bestimmte Zeitdauer erfordert. Deshalb kann ein Motor sofort stehen bleiben, wenn eine variable Ventilsteuerzeiten-Vorrichtung aufhört zu arbeiten, wenn die Motorlast gering ist und die Überschneidungszeiten groß sind, da die Störung des Mechanismus nicht gleich entdeckt werden kann. Eine Ermittlung einer Störung des Mechanismus bzw. der Einrichtung ist unmöglich, nachdem der Motor stehengeblieben ist. Deshalb ist ein Ausfallsicherungs-Programm zur Erleichterung eines erneuten Startens des Motors entwickelt worden, das als Reaktion auf ein Signal, das eine Störung der variablen Ventilsteuerung anzeigt, ausgeführt wird. Ein erneutes Starten eines Motors, ohne eine Störung des variablen Ventilsteuerungs-Mechanismus zu ermitteln, nachdem der Motor stehengeblieben ist, ist deshalb schwierig.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilsteuervorrichtung eines Motors mit einer Störungserfassungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine Störung der Ventilsteuer-Vorrichtung aufgespürt werden kann, nachdem der Motor stehengeblieben ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Ventilsteuer-Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der Motor weist einen Lufteinlaßkanal zur Einführung von Luft zu einer Verbrennungskammer und einen Luftauslaßkanal zum Entleeren des Gases aus der Verbrennungskammer auf. Der Lufteinlaßkanal und der Luftauslaßkanal weist ein Einlaßventil beziehungsweise ein Auslaßventil auf. Die Ventile werden abwechselnd geöffnet und geschlossen, wobei die Ventilsteuerzeiten durch die Drehung einer Kurbelwelle des Motors synchronisiert werden. Die Steuervorrichtung enthält eine erste Einstelleinrichtung zur Einstellung der Ventilsteuerzeiten von zumindest dem Einlaß- oder dem Auslaßventil, eine erste Erfassungs-Vorrichtung zur Ermittlung des Btriebszustandes des Motors, wobei der Betriebszustand die Drehzahl der Kurbelwelle als einen Parameter enthält, eine zweite Erfassungs-Vorrichtung zur Ermittlung eines aktuellen Werts, der die Ventilzeitensteuerung darstellt und durch die erste Einstelleinrichtung eingestellt wird, eine Steuereinrichtung bzw. ein Steuergerät zur Berechnung eines Zielwerts, der die Ventilzeitensteuerung auf der Grundlage des ermittelten Betriebszustands repräsentiert und der die erste Einstelleinrichtung steuert, um den ermittelten aktuellen wert auf den berechneten Zielwert konvergieren zu lassen, um so eine Ventilsteuerung gemäß einem Zustand des Motors zu erhalten. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät entscheidet, ob ein Stehenbleiben des Motors auf der Grundlage des ermittelten Betriebszustandes vorgekommen ist, und entscheidet, ob der ermittelte aktuelle wert einem spezifischen Zustand entspricht, der eine mögliche Störung bezüglich der Steuervorrichtung anzeigt. Das Steuergerät entscheidet, daß die Störung bezüglich der Steuervorrichtung aufgetreten ist, wenn entschieden worden ist, daß ein Stehenbleiben bzw. Abwürgen des Motor vorgekommen ist, und der ermittelte aktuelle Wert einem spezifischen Zustand entspricht, der eine mögliche Störung bezüglich der Steuervorrichtung anzeigt.

Die Erfindung kann am besten zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen der Erfindung bezüglich der folgenden Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform und zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung, die ein Benzinmotor-System darstellt;
2 eine Schnittansicht, die den Aufbau und die Arbeitsweise einer variablen Ventilsteuer-Vorrichtung (WT) und ein lineares Solenoidventil (LSV) darstellt;
3 eine Schnittdarstellung, die den Aufbau und die Arbeitsweise der WT und des LSV darstellt;
4 ein Schaltkreisblockdiagramm, das eine elektronische Steuereinheit (ECU) darstellt;
5(a) und 5(b) Diagramme, um die Änderungen der Ventilüberschneidungen zu verdeutlichen;
6 einen Graph von Funktionsdaten bezüglich eines Zielverstellwinkels (VTT);
7 ein Flußdiagramm, das eine Ventilsteuerzeiten-Routine darstellt;
8 ein Flußdiagramm, das eine Ausfall-Sicherungs-Steuer-Routine darstellt;
9 ein Flußdiagramm, das eine Störungserfassungs-Prozeßroutine darstellt.
10 ein Flußdiagramm, das eine Störungserfassungs-Prozeßroutine darstellt und
11 ein Flußdiagramm, das noch eine weitere Störungserfassungs-Prozeßroutine darstellt.

Eine erste Ausführungsform einer Störungserfassungs-Vorrichtung für eine Ventilsteuerzeiten-Vorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben. Die Vorrichtung ist an einem Benzinmotor ausgeführt.
1 stellt den schematischen Aufbau eines Benzinmotor-Systems dar, mit einer Ventilsteuer-Vorrichtung und einer Störungserfassungs-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Motor 1 weist eine Vielzahl von Zylindern 2 auf, die Kolben 3 Beinhalten. Die Kolben 3 sind an einer Kurbelwelle 1a gekoppelt und werden in den verbundenen Zylindern 2 auf und nieder bewegt. In jedem Zylinder 2 befindet sich oberhalb des Kolbens 3 eine Verbrennungskammer 4. Eine Zündkerze 5 ist in jeder Verbrennungskammer 4 zur Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches vorgesehen. Öffnungen 6a und 7a bilden einen Teil eines Lufteinlaßkanals 6 und einen Teil eines Auslaß- beziehungsweise Abgaskanals 7. Ein Einlaßventil 8 und ein Auslaßventil 9, die in Verbindung mit jeder Verbrennungskammer 4 vorgesehen sind, öffnen und schließen die jeweiligen Öffnungen 6a und 7a selektiv. Die Ventile 8 und 9 arbeiten auf der Grundlage der Drehungen der Nockenwellen 10 beziehungsweise 11. Umlenkrollen 12 und 13, die jeweils an den körperfernen Enden der Nockenwellen 10 und 11 vorgesehen sind, sind mit der Kurbelwelle 1a durch einen Zahnriemen bzw. Keilriemen 14 gekoppelt.
Wenn der Motor 1 läuft, wird das Drehmoment der Kurbelwelle 1a durch den Keilriemen 14 und die Umlenkrollen 12 und 13 auf die Nockenwellen 10 und 11 übertragen, die die Ventile 8 und 9 betätigen. Die Ventile 8 und 9 arbeiten jeweils in einer vorbestimmten Zeitabfolge in Synchronisation mit der Drehung der Kurbelwelle 1a oder in Synchronisation mit einer Sequenz von Arbeitshüben (dem Ansaughub, dem Verdichtungshub, dem Verbrennungs- bzw. Ausdehnungshub und dem Ausstoßhub) gemäß den Auf- und Abbewegungen jedes Kolbens 3.
Ein Luftfilter 15, der an der Einlaßseite des Lufteinlaßkanals 6 vorgesehen ist, reinigt die Umgebungsluft, die in den Lufteinlaßkanal 6 einströmt. Einspritzeinrichtungen bzw. Einspritzelemente 16, die in der Nähe der jeweiligen Einlaßöffnungen 6a vorgesehen sind, spritzen Kraftstoff in. die Einlaßöffnungen 6a ein. Wenn der Motor 1 läuft, strömt die Luft über den Luftfilter 15 in den Lufteinlaßkanal 6. Gleichzeitig wird der Kraftstoff, der von jeder Einspritzeinrichtung eingespritzt wird, mit der Luft gemischt, und dieses Luftkraftstoffgemisch strömt in die verbundenen Verbrennungskammern 4, wenn die verbundene Einlaßöffnung 6a durch das Einlaßventil 8 während des Ansaughubs geöffnet ist. Das Kraftstoffluftgemisch, mit dem die Verbrennungskammer 4 versorgt wird, wird durch eine verbundene Zündkerze 5 gezündet und verbrannt. Dies bewegt den Kolben 3, um die Kurbelwelle 1a zu drehen, die die Antriebsleistung im Motor 1 erzeugt. Das Abgas wird nach der Verbrennung aus der Brennkammer 4 über den Auslaßkanal 7 ausgestoßen, wenn die Auslaßöffnung 7a durch das Auslaßventil 9 während des Ausstoßhubs geöffnet ist.
Ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 17, die in der Mitte des Lufteinlaßkanals 6 vorgesehen ist, reagiert auf die Betätigung eines nicht näher dargestellten Beschleunigungspedals. Die Luftmenge, die in den Lufteinlaßkanal 6 strömt, daß heißt die Lufteinlaßmenge Q wird durch Regelung der Öffnung der Drosselklappe 17 gesteuert. Ein Kompensations- bzw. Druckausgleichsbehälter 18, der stromabwärts der Drosselklappe 17 vorgesehen ist, dämpft das Pulsieren der Luft, die durch den Lufteinlaßkanal strömt. Ein Lufttemperatursensor 71, der sich in der Nähe des Luftfilters 15 befindet, ermittelt eine Einlaßlufttemperatur THA und erzeugt ein Signal, das dem erfaßten Wert entspricht. Ein Drosselsensor 72, der sich in der Nähe der Drosselklappe 17 befindet, ermittelt die Öffnung TA der Drosselklappe 17 (Drosselöffnung) und erzeugt ein Signal, das dem erfaßten Wert entspricht. Wenn die Drosselklappe 17 vollkommen geschlossen ist, ermittelt dies der Drosselsensor 72 und sendet ein Signal. Ein Einlaßluftdrucksensor 73, der im Druckausgleichsbehälter 18 vorgesehen ist, ermittelt einen Lufteinlaßdruck PN und erzeugt ein Signal, daß dem erfaßten Wert entspricht.
Ein katalytischer Umwandler 19, der in der Mitte des Auslaßkanals 7 vorgesehen ist, reinigt das Abgas mit Hilfe eines eingebauten Dreiwege-Katalysators 20. Weiterhin ermittelt ein Sauerstoffsensor 74, der in der Mitte des Auslaßkanals 7 vorgesehen ist, die Sauerstoffdichte OX im Abgas und erzeugt ein Signal, das dem erfaßten wert entspricht. Ein Kühlmitteltemperatursensor 75, der sich im Motor 1 befindet, ermittelt die Temperatur THW des Kühlmittels bzw. der -flüssigkeit im Motor 1 und erzeugt ein Signal, daß dem erfaßten Wert entspricht.
Ein Verteiler 21 verteilt eine Hochspannung, die von einer Zündeinrichtung bzw. Zündspule 22 ausgesendet wird, als ein Zündsignal, um die einzelnen Zündkerzen 5 zu aktivieren. Der Zündzeitpunkt jeder einzelnen Zündkerze 5 ist besser durch die Zeitabfolge bestimmt, wenn die Hochspannung von der Zündspule 22 ausgesendet wird.
Ein nicht näher dargestellter Rotor, der in den Verteiler 21 eingebaut ist, rotiert in Synchronisation mit der Drehung der Kurbelwelle 1a und mit der Nockenwelle 11. Ein Drehzahlsensor 76, der sich im Verteiler 21 befindet, ermittelt die Drehgeschwindigkeit des Motors 1 (Drehzahl) NE bezüglich der Drehung des Rotors und sendet den erfaßten Wert als Impulssignal aus. Ein Zeitabfolgesensor 77, der auch in dem Verteiler 21 vorgesehen ist, ermittelt eine Bezugsstellung GP der Drehphase der Kurbelwelle 1a (Kurbelwellenwinkel CA) bezüglich der Drehung des Rotors bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit, und sendet ebenso den erfaßten Wert als Impulssignal aus. In dieser Ausführungsform dreht sich die Kurbelwelle 1a zweimal für eine Sequenz von vier Arbeitshüben des Motors 1, und der Drehzahlsensor 76 gibt ein Impulssignal jeweils bei einem Kurbelwellenwinkel CA von 30° aus, während sich die Kurbelwelle 1a zweimal dreht. Der Zeitabfolgesensor 77 sendet ein Impulssignal für je eine Umdrehung von 360° des Kurbelwellenwinkels CA aus.
Der Lufteinlaßkanal 6 weist einen Bypass 23 auf. Der Bypass 23 sieht einen Umweg um das Drosselventil 17 vor. Der Luftstrom im Bypass 23 wird durch ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil (ISCV) 24 gesteuert, das darin vorgesehen ist. Das ISCV 24 weist ein Solenoid auf. Das ISCV 24 wird zur Stabilisierung des Motors 1 aktiviert, wenn die Drosselklappe 17 geschlossen ist, d.h., wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet. Das ISCV 24, daß durch vorbestimmte Befehlssignale gesteuert wird, steuert die Lufteinlaßmenge Q, die in die Verbrennungskammer 4 über den Bypass 23 strömt. Somit wird die Motordrehzahl NE des Leerlaufs gesteuert.
Eine variable Ventilsteuerzeiten-Vorrichtung (von hier an einfach als VVT bezeichnet) 25, die in der Umlenkrolle vorgesehen ist, ändert die Betätigungszeitabfolge des Einlaßventils B. Der Aufbau des hydraulischer VVT 25 wird nachstehend in Einzelheiten beschrieben.
Die 2 und 3 stellen den Aufbau 25 und ein lineares Solenoidventil (LSV) 55 bezüglich des WT 25 dar. Ein Zylinderkopf 26 und ein Lagerdeckel 27 des Motors 1 lagern die Nockenwelle 10 mit einem Lagerzapfen 10a drehbar. Das WT 25 ist integral mit der Umlenkrolle 12 am distalen Ende der Nockenwelle 10 vorgesehen. Zwei Ölnuten 31 und 32, die im Lagerzapfen 10a vorgesehen sind, erstrecken sich entlang der äußeren Oberfläche des Lagerzapfens 10a. Ölkanäle 33 und 34, die in dem Lagerdeckel 27 vorgesehen sind, versorgen den Lagerzapfen 10a und die Ölnuten 31 und 32 mit Schmieröl. Wie in 1 gezeigt, bilden eine Ölwanne 28, eine Ölpumpe 29 und ein Ölfilter 30, die im Motor 1 vorgesehen sind, eine Schmiervorrichtung zur Versorgung verschiedener Stellen in Motor 1 mit Schmieröl. Diese Schmiervorrichtung versorgt auch das WT 25 durch hydraulischen Druck mit Schmieröl. Das LSV 55 stellt den hydraulischen Druck ein, der das WT 25 versorgt. Die Schmiervorrichtung und das LSV 55 bilden eine hydraulische Druckversorgungs-Vorrichtung.
Wenn der Motor 1 läuft, pumpt die Ölpumpe 29 das Schmieröl aus der Ölwanne 28, wo es ausströmt. Das ausströmende Schmieröl läuft durch den Ölfilter 30 und versorgt selektiv unter Druck durch die einzelnen Ölkanäle 33 und 34 die Ölnuten 31 und 32 und den Lagerzapfen 10a durch das LSV 55.
Die Umlenkrolle 12, die annähernd eine Scheibenform aufweist, und ein zylindrischer Deckel 35, der an der Rolle 12 angebracht ist, bilden ein Gehäuse 36. Der Deckel 35 bedeckt eine Seite der Rolle 12 und das distale Ende der Nockenwelle 10. Die Umlenkrolle 12 hat eine Vielzahl externer Zähne 37 an ihrer äußeren Oberfläche und eine Nabe 38 in der Mitte bzw. im Zentrum. Die Umnlenkolle 12, die an der Nabe 38 auf der Nockenwelle 10 gelagert ist, ist bezüglich der Nockenwelle 10 drehbar. Der Keil- bzw. Zahnriemen 14 ist an den externen Zähnen 37 gekoppelt.
Der Deckel 35 weist einen Flansch 39 an seiner Umfangs-Wand und ein Loch bzw. eine Öffnung 40 in seinem Zentrum auf. Eine Vielzahl von Schrauben 41 und Bolzen 42 befestigen den Flansch 39 an einer Seite der Rolle 12. Eine abnehmbare Kappe 43 ist in der Öffnung 40 angebracht. Der Deckel 35 weist an seiner inneren Oberfläche eine Vielzahl innerer Zähne 35a auf. Ein Zwischenraum 44 wird zwischen der Rolle 12 und dem Deckel 35 abgegrenzt. Die Kappe 45 ist an dem distalen Ende der Nockenwelle 10 durch eine hohle Schraube 46 und einen Bolzen 47 gesichert. Die Umfangs-Wand 45a der Kappe 45 umschließt die Nabe 38. Die Kappe 45 und die Nabe 38 sind zueinander jeweils drehbar. Eine Vielzahl äußerer Zähne 44b sind an der äußeren Oberfläche der peripheren Wand 45a vorgesehen.
Ein ringförmiger Zahnkranz 48, der sich zwischen dem Deckel 35 und der Kappe 45 befindet, verbindet das Gehäuse 35 mit der Nockenwelle 10. Der Zahnkranz 48 wird in dem Zwischenraum 44 gehalten und ist entlang der Achse der Nockenwelle 10 beweglich. Der Zahnkranz 48 weist an seinem inneren und äußeren Umfang eine Vielzahl schrägverzahnter Zähne 48a, 48b auf. Die inneren Zähne 48a des Zahnkranzes 48 kämmen mit den äußeren Zähnen 45b der Kappe 45, und die äußeren Zähne 48b des Zahnkranzes 48 kämmen mit den inneren Zähnen 35a des Deckels 35. Die Verschiebbarkeit des Zahnkranzes 48 entlang der Kurbelwelle 10 erlaubt es dem Zahnkranz 48, sich relativ bezüglich der Nockenwelle 10 zu drehen.
Die Drehung der Rolle 12 dreht den Deckel 35 und die Kappe 46, die miteinander durch den Zahnkranz 48 verbunden sind. Somit drehen sich die Nockenwelle 10 und das Gehäuse 36 integrierend bzw. gemeinsam miteinander.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält der Zwischenraum 44 erste und zweite hydraulische Druckkammern 49, 50, die durch den Zahnkranz 48 geteilt werden. Die erste Druckkammer 49 wird durch das linke Ende des Zahnkranzes 48 und der Bodenwand des Deckels 35 begrenzt. Die zweite Druckkammer 50 wird durch das rechte Ende des Zahnkranzes 48 und die Rolle 12 begrenzt. Ein Ölkanal 51 erstreckt sich innerhalb der Nockenwelle 10 entlang ihrer Achse, um die erste Druckkammer 49 mit Schmieröl zu versorgen. Der Kanal 51 ist mit der ersten Druckkammer 49 durch eine Öffnung 46a verbunden, die sich durch den Bolzen 46 erstreckt. Der Kanal 51 ist mit der Ölnut 31 durch eine Ölbohrung 52 verbunden, die sieh in radialer Richtung der Nockenwelle 10 erstreckt.
Ein Ölkanal 53, der sich parallel zum Ölkanal 51 innerhalb der Nockenwelle 10 erstreckt, versorgt die zweite Druckkammer 50 mit Schmieröl. Eine Ölbohrung 54, die in der Nabe 38 ausgebildet ist, verbindet die zweite Druckkammer 50 mit dem Kanal 53.
In dem vorstehenden Aufbau bilden der Ölkanal 33, die Ölbohrung 52, der Ölkanal 51, die Öffnung bzw. Bohrung 46a, etc. einen ersten druckausübenden Kanal, der auf die erste Druckkammer 49 durch das Schmieröl einen hydraulischen Druck ausübt. Der Ölkanal 34, 53, die Ölbohrung 54, etc. bilden einen zweiten druckausübenden Kanal, der auf die zweite Druckkammer 50 Hydraulikdruck durch das Schmieröl ausübt. Ein Drucksteuerventil ("liquid steering valve" LSV) 55, das in der Mitte der ersten und zweiten drückausübenden Kanäle vorgesehen ist, arbeitet auf der Grundlage von Betriebsleistungssignalen. Die Betriebsleistungs-Steuerung des Öffnens des LSV 55 reguliert bzw. regelt den hydraulischen Druck, der auf die Druckkammern 49, 50 ausgeübt wird. Das Verbindungs-Verhältnis zwischen dem LSV 55 und der Ölwanne 28, der Ölpumpe 29 und dem Ölfilter 30 wird in 1 gezeigt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält ein Gehäuse 56 des LSV 55 erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Öffnungen 57, 58, 59, 60 und 61. Die erste Öffnung 57 ist mit dem Ölkanal 33 verbunden. Die zweite Öffnung 58 ist mit dem Ölkanal 34 verbunden. Die dritte und vierte Öffnung 59, 60 ist mit der Ölwanne 28 verbunden. Die fünfte Öffnung 61 ist mit der Ausströmseite der Ölpumpe 29 verbunden, wobei sich der Ölfilter 30 dazwischen befindet. Ein stabförmiger Steuerkörper 62, der in dem Gehäuse 56 vorgesehen ist, weist vier zylindrische Ventilkörper 62a auf. Der Steuerkörper 62 bewegt sich entlang seiner Achse hin und her. Ein elektromagnetisches Solenoid 63, das an dem Gehäuse 56 vorgesehen ist, bewegt den Steuerkörper 62 zwischen einer ersten Arbeitsstellung, die in 2 gezeigt wird, und einer zweiten Arbeitsstellung, die in 3 gezeigt wird. Wie aus den 2 und 3 zu sehen ist, ist das rechte Ende des Steuerkörpers 62 am nächsten zum Gehäuse 56 gelegen, wenn sich der Steuerkörper 62 in der ersten Arbeitsstellung befindet, d.h., daß der Hub des Steuerkörpers 62 minimal ist. Wenn sich der Steuerkörper 62 in der zweiten Arbeitsstellung befindet, ist das linke Ende des Steuerkörpers 62 am nächsten zu dem Gehäuse 56 gelegen, d.h., der Hub des Steuerkörpers 62 ist maximal. Eine Feder 64, die sich im Gehäuse 56 befindet, drängt den Steuerkörper 62 in die erste Arbeitsstellung.
Wie in 3 gezeigt, wird der Hub des Steuerkörpers 62 maximiert, wenn der Steuerkörper 62 in der zweiten Arbeitsstellung gegen die drückende Kraft der Feder 64 angeordnet ist. Zu dieser Zeit ist die Ausströmseite der Pumpe 29 mit dem Ölkanal 33 und der Ölkanal 34 mit der Ölwanne 28 verbunden. Dies übt einen hydraulischen Druck auf die erste Druckkammer 49 aus und bewegt somit den Zahnkranz 48 in axialer Richtung, während er gedreht wird. Folglich wird der Zahnkranz 48 gegen das zurückbleibende Ö1 in der zweiten Druckkammer 50 gedrückt. Dadurch wird das Ö1 von der zweiten Druckkammer 50 in die Ölwanne 28 abgeleitet. Als Folge davon wird die relative Drehphase zwischen der Nockenwelle 10 und dem Gehäuse 36 mit der Phase der Welle 10 geändert, die weiter fortgeschritten ist als die Phase des Gehäuses 36. Daraus ergibt sich, daß die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8 weiter vorverlegt sind als die Drehphase der Kurbelwelle 1. Wie in 5b gezeigt, ist die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 zu dieser Zeit relativ fortgeschritten bzw. weit vorverlegt und folglich wird die Ventilüberschneidung des Einlaß- und Auslaßventils 8, 9 während des Ansaughubs verhältnismäßig größer. Durch Steuerung des hydraulischen Drucks, der in vorstehender Weise auf die erste Druckkammer 49 ausgeübt wird, wird der Zahnkranz 48 in eine nächstmögliche Position zu der Umlenkrolle 12 bewegt, wie in 3 gezeigt. Wenn sich der Zahnkranz 48 wie in 3 in der nächstgelegenen Position zur Rolle 12 befindet, ist die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 am weitesten fortgeschritten und die Ventilüberschneidung ist am größten.
Wie in 2 gezeigt, wird der Hub des Steuerkörpers 62 minimiert, wenn sich der Steuerkörper 62 in der ersten Arbeitsstellung befindet. Zu dieser Zeit ist die Ausströmseite der Pumpe 29 mit dem Ölkanal 34 verbunden, und der Ölkanal 33 ist mit der Ölwanne 28 verbunden. Dadurch ist ein hydraulischer Druck auf die zweite Druckkammer 50 vorgesehen und der Zahnkranz 48 bewegt sich in axialer Richtung während er gedreht wird: Somit wird der Zahnkranz 48. gegen das zurückbleibende Ö1 in der ersten Druckkammer 49 gedrückt. Dadurch wird das Ö1 von der ersten Druckkammer 49 in die Ölwanne 28 abgeleitet bzw. abgelassen. Als Folge davon wird die relative Drehphase zwischen der Nockenwelle 10 und dem Gehäuse 36 in einer Richtung geändert, die entgegengesetzt der Richtung ist, wenn sich der Steuerkörper 62 in der zweiten Arbeitsstellung befindet. In diesem Zustand liegt die Drehphase der Nockenwelle 10 hinter der Drehphase des Gehäuses 36 zurück. Daraus ergibt sich, daß die Ventil steuerzeiten des Einlaßventils weiter zurückliegen als die Drehphase der Kurbelwelle 1a.
Wie in 5a gezeigt, liegt die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 in diesem Zustand relativ zurück, und somit wird die Ventilüberschneidung während des Ansaughubes relativ geringer. Durch Steuerung des hydraulischen Drucks, der in vorstehender Weise auf die zweite Hydraulikdruckkammer 50 ausgeübt wird, wird der Zahnkranz 48 in einer zum Deckel 35 am nächsten gelegenen Position bewegt, wie in 2 gezeigt. Wenn sich der Zahnkranz 48 in dieser Position befindet, liegt die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 am weitesten zurück, und die Ventilüberschneidung wird in dieser Ausführungsform aufgehoben.
Wenn man den Steuerkörper 62 in einer willkürlichen Position zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung anordnet, ändert sich die Durchgangsquerschnittsfläche des Öls zu den hydraulischen Druckkammern 49 und 50. Dies ändert geringfügig die fortgeschrittene Ventilsteuerzeiten-Geschwindigkeit (fortgeschrittene Winkelgeschwindigkeit) und die verspätete Ventilsteuerzeiten-Geschwindigkeit (verspätete Winkelgeschwindigkeit). Wenn sich der Steuerkörper 62 näherungsweise in der Mitte der ersten und zweiten Stellung befindet, wird die Pumpe 29 und die Ölwanne 28 von den Ölkanälen 33 und 34 getrennt. Als Folge davon wird der hydraulische Druck eingeschränkt, der auf die Kammern 49 und 50 ausgeübt wird. Dies veranlaßt die VVT 25 dazu, den Betrieb einzustellen, und die Ventilsteuerzeiten ändern sich nicht weiter.
Bei adäquater Steuerung der WT 25 in der vorstehenden Art und Weise, können die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8 und folglich die Ventilüberschneidung kontinuierlich (stufenlos) innerhalb des Bereichs zwischen den Zuständen die in den 5a und 5b gezeigt werden, geändert werden.
Wie in 1 gezeigt, erfaßt ein Nockensensor 78, der sich an der Nockenwelle 10 befindet, den aktuellen Verstellwinkel VT in Bezug auf die Drehung der Welle 10 und ermittelt auf der Grundlage des erfaßten Wertes ein Signal. Der Nockensensor 78 enthält eine Vielzahl gleich beabstandeter Vorsprünge, die an der Welle 10 angeordnet sind und eine Vielzahl von aufgebrachten Wicklungen, die in Übereinstimmung mit den Vorsprüngen angeordnet sind. Eine elektromotorische Kraft wird in den aufgebrachten Wicklungen erzeugt, wenn die Drehung der Nockenwelle 10 die Vorsprünge veranlaßt die Wicklungen zu passieren. Der Nockensensor 78 überträgt ein Impulssignal, das den aktuellen Verstellwinkel VT gemäß der elektromotorischen Kraft zeigt.
Wie in 1 gezeigt, empfängt eine elektronische Steuereinheit ECU 80 die Signale, die von den Sensoren 71 bis 78 übermittelt werden. Die ECU 80 steuert die Einspritzelemente 16, die Zündspule 22, das ISCV 24, das LSV 55 und eine Warnlampe 70 als Antwort auf die Signale, um eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, eine Zündzeitpunktsteuerung, eine Leerlaufdrehzahlsteuerung und eine Ventilzeitensteuerung auszuführen.
In dieser Ausführungsform bezieht sich die Kraftstofffeinspritzmengensteuerung auf die Regelung beziehungsweise Einstellung der Kraftstoffmenge, die in der Verbrennungskammer 4 vorgesehen ist. Der Kraftstoffbetrag wird durch die Einspritzeinrichtung 16 geregelt bzw. angepaßt. Die Einspritzeinrichtung 16 wird auf der Grundlage eines Zielwertes gesteuert. Der Zielwert wird gemäß der vorherrschenden Bedingungen bzw. des Betriebszustands des Motors 1 berechnet. Die Zündzeitpunktssteuerung bezieht sich auf eine Regelung bzw. Einstellung der Zündzeitpunkte der Zündkerze 5. Die Zündkerzen 5 werden durch die Zündspule 22 aktiviert. Die Zündspulen 22 werden auf der Grundlage eines Zielwertes gesteuert. Der Zielwert wird gemäß der vorherr schenden Bedingungen bzw. des Betriebszustandes des Motors 1 berechnet. Die Leerlaufdrehzahlsteuerung bezieht sich auf eine Steuerung des Öffnens des ISCV 24, wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet, und um die Motordrehzahl NE auf einen vorbestimmten Wert konvergieren zu lassen.
Die Ventilsteuerung bezieht sich auf eine Änderung der Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8 zur Regelung der Zeitspanne der Ventilüberschneidung. Die Ventilsteuerzeiten werden von der WT 25 geändert. Die WT 25 wird durch das LSV 55 mit dessen hydraulischem Druck betrieben. Das LSV 55 wird gemäß der vorherrschenden Bedingungen bzw. des Betriebszustandes des Motors 1 gesteuert. Mit anderen Worten, das LSV 55 ändert die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8 über das WT 25, und damit die Regelung der Zeitspanne der Ventilüberschneidung.
In dieser Ausführungsform wird das LSV 55 auf der Grundlage eines vorbestimmten Fahrbetriebsleistungs-Verhältnisses DVT gesteuert. Das LSV 55 paßt den Wert der Ventilsteuerzeiten auf einen Zielwert über das VVT 25 an. Das Fahrbetriebsleistungs-Verhältnis DVT dient als ein Parameter, der in dem LSV 55 verwendet wird. Das Fahrbetriebsleistungs-Verhältnis DVT bestimmt die Verstellgeschwindigkeit der Ventilsteuerzeiten ohne den Verstellwinkel der Ventilsteuerzeiten zu bestimmen. Das LSV 55 wird auf der Grundlage des Fahrbetriebsleistungs-Verhältnisses DVT gesteuert, und der Steuerkörper 62 wird gemäß des Werts des Fahrbetriebsleistungs-Verhältnisses DVT bewegt. Das Integral des Werts des Fahr-Betriebsleistungs-Verhältnisses DVT korreliert mit dem Verstellwinkel der Ventilsteuerzeiten nach Bewegung des Steuerkörpers 62.
Die ECU 80 erfaßt eine Störung der Ventilsteuerzeitenvorrichtung auf der Grundlage des erfaßten Wertes des Motordrehzahlsensors 76 und des Nockensensors 78. Ein Beispiel für eine Störung der Ventilsteuervorrichtung ist der Fall, in dem die VVT 25 und das LSV 55 aufhören in einem bestimmten Zustand zu arbeiten. wenn so eine Störung aufgespürt wird, steuert die ECU 80 das Öffnen des ISCV 24, um ein Ausfallsicherungsprogramm auszuführen. Wenn eine Störung der Ventilsteuerzeitenvorrichtung den Motor 1 abwürgt bzw. zum Stehenbleiben bringt, enthält das Ausfallsicherungs-Programm eine Steuerung des ISCV 24, um den Motor erneut zu starten.
Eine Warnlampe 70, die auf einer Platte in der Nähe des Fahrersitzes vorgesehen ist, ist für den Fahrer zur Anzeige einer Störung der Ventilsteuervorrichtung ausgebildet. Die ECU 80 schaltet die Warnlampe 70 ein, wenn eine Störung aufgespürt wird und schaltet die Lampe 70 aus, wenn keine Störung vorliegt.
Wie in dem Blockdiagramm von 4 gezeigt, enthält die ECU 80 eine zentrale Recheneinheit (CPU) 81, einen Speicherbaustein (ROM) 82, eine Direktzugriffs-Speichereinheit (RAM) 83, und eine Back-up bzw. Sicherungs-RAM-Sicherungseinheit 84. Eine logische Recheneinheit ist in der ECU 80 durch Verbindung der vorstehenden Elemente 81 bis 84 zu einem externen Eingangsschaltkreis 85 ausgebildet, der einen Analog/Digital-Wandler und einen externen Ausgangsschaltkreis 86 mit einem Bus 87 enthält. Die CPU 81 kann auch als Rechner bzw. Zählwerk verschiedener Arten dienen, einschließlich eines automatischen Zuwachszählers. Ein vorbestimmtes Steuerprogramm wird in der ROM-Speichereinheit 82 gespeichert. Ein berechnenes Ergebnis der CPU 81 wird temporär in der RAM-Speichereinheit 83 gespeichert. Die Back-up RAM-Speichereinheit 84 sichert die gespeicherten Daten. Die Sensoren 71 bis 78 sind mit dem externen Eingangsschaltkreis 85 verbunden. Die Elemente 16, 22, 24, 55 und 70 sind mit dem externen Ausgabeschaltkreis 86 verbunden. Die ECU 80 wird von einer nicht näher dargestellten Batterie als Stromquelle mit Strom versorgt. Die Signale, die von den Sensoren 71 bis 78 durch den externen Eingabe schaltkreis 85 übertragen werden, werden von der CPU 81 als Eingabewerte gelesen. Die CPU 81 steuert auf Grundlage der Eingabewerte die Elemente 16, 22, 24, 55 und 70 (Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, Zündzeitpunktsteuerung und die Ventilsteuerung). Der ROM-Baustein 82 speichert Programme, um verschiedene Steuerungen auszuführen.
Die Ventilsteuerung wird nun beschrieben. Ein Flußdiagramm ist in 7 gezeigt, das die "Ventilsteuerzeiten-Routine" darstellt. Die ECU 80 führt diese Routine periodisch für jede vorbestimmte Zeitspanne aus. Wenn die ECU 80 den Schritt 100 in dieser Routine erreicht, liest die ECU 80 die Drosselöffnung TA, die ein Signal enthält, das anzeigt, daß das Drosselventil vollkommen geschlossen ist, den Einlaßluftdruck PN, die Motordrehzahl NE und den aktuellen Verstellwinkel VT auf Grundlage der Signale ein, die von den Sensoren 72, 73, 75, 76 und 78 ausgesendet werden.
Im Schritt 110 berechnet die ECU 80 den Wert des Zielverstellwinkels VTT zur Steuerung der WT 25 auf Grundlage der Werte der Parameter PA, PM und NE, die im Schritt 100 der vorliegenden Routine übermittelt worden sind. Die ECU 80 berechnet den Zielverstellwinkel VTT bezüglich der Funktionsdaten, die in den Graphen von 6 gezeigt werden. In den Graphen von 6 wird der Zielverstellwinkel VTT vorher auf einen optimalen Wert gesetzt, der auf dem Verhältnis zwischen der Last LD des Motors 1 und der Motordrehzahl NE basiert. Die Motorlast LD wird durch die Verwendung des Lufteinlaßdruckes PN und der Motordrehzahl NE berechnet, die als Parameter dienen.
Im Schritt 120 bewertet die ECU 80, ob der wert des Zielverstellwinkels VTT, der in der gegenwärtigen Routine berechnet wird, 0° CA beträgt, das bedeutet, ob die Ventilsteuerzeit auf den am weitesten zurückliegenden Zustand oder den am weitesten zurückliegenden Winkel angepaßt wer den soll. Wenn feststeht, daß der Zielverstellwinkel VTT 0° CA ist, führt die ECU 80 den Prozeß der Stufen 130 und 150 aus, um die Ventilzeiten an dem am weitest zurückliegenden Winkel beizubehalten.
Im Schritt 130 tritt die ECU 80 das Fahrbetriebsleistungsverhältnis DVT auf 0%. Das Fahrbetriebsleistungsverhältnis DVT wird für die Betriebsleistung verwendet, die das LSV 55 steuert. Im Schritt 150 steuert die ECU 80 das LSV 55 auf der Grundlage der Werte des Fahrbetriebsleistungsverhältnisses DVT, dadurch wird die Ventilüberschneidung aufgehoben. Wenn der Wert des Zielverstellwinkels VTT bei der Beurteilung nicht 0° CA im Schritt 120 ist, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 140 fort.
Im Schritt 140 berechnet die ECU 80 den Wert des Fahrbetriebsleistungsverhältnisses DVT auf der Grundlage der folgenden Gleichung (1) DVT = (VTT – VT)*KP (1)
Die Gleichung 1 zeigt, daß das Fahrbetriebsleistungsverhältnis DVT durch eine proportionale Steuerung berechnet wird. Wie in der Gleichung 1 gezeigt, ändert sich der Wert des Fahrbetriebsleistungsverhältnisses DVT kontinuierlich und proportional zur Abweichung zwischen dem Wert des Zielverstellwinkels VTT und des aktuellen Verstellwinkels VT. KP ist eine Konstante in der Gleichung 1, und entspricht dem Zuwachs der proportionalen Steuerung. Das für die Betriebsbedingungen des Motors 1 passende Fahrbetriebsleistungsverhältnis DVT wird durch Multiplikation der Abweichung mit der Konstante KP erhalten.
Im Schritt 150 steuert die ECU 80 das LSV 55 auf der Grundlage des berechneten DVT. Das LSV 55 betreibt das WT 25. Das bedeutet, daß das LSV 55 indirekt das WT 25 zur Regelung der Zeitspanne der Ventilüberschneidung steuert.
Mit anderen Worten, die ECU 80 steuert das VVT 25 so, daß sich der aktuelle Verstellwinkel VT dem Zielverstellwert VTT annähert, um passende Ventilzeiten für die gegenwärtigen Betriebsbedingungen des Motors 1 zu erhalten.
Der Störungserfassungs-Prozess wird nun beschrieben. Das Flußdiagramm von 9 zeigt eine "Störungserfassungs-Prozess-Routine". Die ECU 80 führt diese Routine periodisch für jede vorbestimmte Zeitspanne aus.
Wenn die ECU 80 diese Routine erreicht, liest die ECU 80 im Schritt 200 die Werte der Motordrehzahl NE und des aktuellen Verstellwinkel VT auf der Grundlage der Signale der Sensoren 76 und 79.
Im Schritt 210 bewertet die ECU 80, ob der Motor stehengeblieben ist. Die ECU 80 führt diese Bewertung durch Überwachung des Wertes der Motordrehzahl NE aus.
Wenn der Motor 1 nicht stehengeblieben ist, geht die ECU 80 weiter zu Schritt 220. Im Schritt 220 bewertet die ECU 80, ob die Laufzeit CAST größer ist als der vorbestimmte Bezugswert α in Sekunden. Die Laufzeit LAST zeigt wieviel Zeit verstrichen ist, seit der Motor 1 gestartet worden ist. Die ECU 80 mißt die Laufzeit CAST, seit der Vollendung des Starts des Motors 1. Für den Bezugswert α kann man 2 bis 3 Sekunden annehmen. wenn die Laufzeit CAST größer ist als der Bezugswert α, geht die ECU 80 weiter zu Schritt 240. Wenn die Laufzeit CAST gleich oder geringer als der Bezugswert α ist, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 221 fort.
Im Schritt 221 bewertet die ECU 80, ob der Alert des aktuellen Verstellwinkels VT, der in der gegenwärtigen Routine erfaßt wird, geringer ist als der vorbestimmte Bezugswert β. Der Bezugswert β ist ein vorverlegter Winkel. Wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT geringer ist als der Bezugswert β, daß heißt, wenn der aktuelle Verstellwinkel VT nicht übermäßig groß ist, geht die ECU 80 zu Schritt 240. Wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT gleich oder größer als der Referenzwert β ist, daß heißt, wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT übermäßig groß ist, bestimmt die ECU 80, daß sich der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT in einem spezifischen Zustand befindet, der eine mögliche Störung der Ventilsteuer-Vorrichtung anzeigt. In diesem Fall geht die ECU 80 zu Schritt 222. Im Schritt 222 setzt die ECU 80 einen temporären bzw. vorübergehenden Störungsmerker XVTFB auf 1, und geht dann zu Schritt 240.
Wenn im Schritt 210 bewertet worden ist, daß der Motor 1 stehengeblieben ist, geht die ECU 80 zu Schritt 230. Im Schritt 230 überprüft die ECU 80, ob der temporäre beziehungsweise vorübergehende Störungsmerker XVTFB 1 ist. Wenn der Merker XVTFB 1 ist, so zeigt dies, daß der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT schon bewertet worden ist, um mit dem vorstehend beschriebenen spezifischen Zustand übereinzustimmen. Die ECU 80 bewertet, daß eine Störung der Ventilsteuervorrichtung aufgrund der Tatsache vorliegt, daß der Motor 1 stehengeblieben ist und daß der Merker XVTFB 1 ist. Dann setzt die ECU 80 einen Störungsmerker XVTF im Schritt 231 auf 1.
Im Schritt 232 speichert die ECU 80 den Wert des Störungsmerkers XVTF als Störungserfassungsdaten in die Backup RAM Einheit 84. Die ECU 80 schaltet auch die Warnlampe 70 ein, um den Fahrer zu informieren, daß eine Störung der Ventilsteuervorrichtung vorliegt. Die ECU 80 fährt dann mit Schritt 230 fort.
Wenn der temporäre Störungsmerker 0 ist, bewertet die ECU 80 im Schritt 230, daß keine Störung in der Ventilsteuervorrichtung vorliegt und geht zu Schritt 233.
Im Schritt 233 schaltet die ECU 80 die Warnlampe 70 ab. Dann fährt die ECU 80 mit dem Schritt 240 fort.
Im Schritt 240, der auf einem der Schritte 220, 221, 222, 232 oder 233 folgt, bestimmt die ECU 80, ob sich die Ventilsteuervorrichtung von einer Störung erholt hat, dadurch, daß sie beurteilt, ob eine Änderung des aktuellen Verstellwinkels VT stattgefunden hat. Wenn sich die Vorrichtung nicht von einer Störung erholt hat, beendet die ECU 80 temporär die nachfolgende Bearbeitung. wenn sich die Vorrichtung von einer Störung erholt hat, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 241 fort. Mit dem Schritt 241 setzt die ECU 80 den temporären Störungsmerker XVTFB und den Störungsmerker XVTF wieder auf 0 und geht dann zu Schritt 242. Im Schritt 242 schaltet die ECU 80 die Warnlampe 70 ab, und beendet dann temporär die nachfolgende Bearbeitung.
Der Inhalt der vorstehend erwähnten Ausfallsicherungssteuerungs-Routine wird nun beschrieben. Das Flußdiagramm von 8 zeigt die Ausfallsicherungssteuer-Routine. Die ECU 80 führt diese Routine periodisch für jede vorbestimmte Zeitspanne aus.
Im Schritt 300 liest die ECU 80 den Wert des Störungsmerkers XVTF, der in der Störungserfassungprozeßroutine festgesetzt worden ist.
Im Schritt 310 bestimmt die ECU 80, ob der Wert des Störungsmerkers XVTF 1 ist. Wenn der Störungsmerker XVTF 1 ist, liegt eine Störung in der Ventilsteuervorrichtung vor und der Motor 1 ist abgewürgt worden beziehungsweise ist stehengeblieben. In diesem Fall fährt die ECU 80 mit dem Schritt 320 fort. Im Schritt 320 steuert die ECU 80 das Öffnen des ISCV 24, um sich einem vorbestimmten Wert anzunähern, der schon früher für eine Störung gespeichert worden ist. Die ECU 80 unterbricht beziehungsweise beendet dann temporär die nachfolgende Bearbeitung. Wenn der Stö rungsmerker im Schritt 310 0 ist, beendet die ECU 80 direkt die nachfolgende Bearbeitung.
Wenn der Motor, nachdem er stehengeblieben ist, erneut gestartet wird, strömt daher ein erwünschter Betrag an Außenluft über den Bypass 23 und das ISCV 24 in die Verbrennungskammer 4, wenn die Drosselklappe 17 geschlossen ist. Dies stabilisiert die Verbrennung des Kraftstoffluftgemisches in der Verbrennungskammer 4, wodurch ein erneuter Start des stehengebliebenen Motors 1 ermöglicht wird. Die Vorgehensweise und die Vorteile der Ventilsteuervorrichtung und der Störungserfassungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden nun beschrieben.
Wenn der Motor 1 läuft, arbeiten das Einlaßventil 8 und das Auslaßventil 9 in Synchronisation mit der Drehung der Kurbelwelle 1a. Die Betätigungen der Ventile 8 und 9 erlauben der jeweiligen Einlaßöffnung 6a und Auslaßöffnung 7a ein selektives Öffnen oder Schließen, und somit eine Regelung der Einlaßluft in die Verbrennungskammer 4 und ein Ausströmen aus der Verbrennungskammer 4. Zu dieser Zeit berechnet die ECU 80 den Wert des optimalen Verstellwinkels VTT in Verbindung mit der Ventilsteuerzeit bezüglich der Funktionsdaten von 6. Auf der Grundlage des berechneten Wertes des Zielverstellwinkels VTT, berechnet die ECU 80 den Wert des Fahrbetriebsleistungs-Verhältnisses DVT. Auf der Grundlage des Wertes des Fahrbetriebsleistungs-Verhältnisses DVT, steuert die ECU 80 das LSV 55, um die WT 25 zu steuern. Als Folge davon ändern sich die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8, um die Ventilüberschneidung zu erhalten, die mit den Betriebsbedingungen des Motors 1 übereinstimmen.
Wenn die Motordrehzahl NE relativ hoch und die Last LD relativ groß ist, wird die WT 25 gesteuert, um die Ventilüberschneidung zu erhöhen. Diese Steuerung erlaubt die Nutzbarmachung der Trägheit der Luft, die durch den Luft einlaßkanal 6 strömt, um die Effizienz der Luftversorgung in die Verbrennungskammern 4 zu steigern, und dadurch die Leistung des Motors 1 zu verbessern. Wenn die Motordrehzahl NE niedrig ist und die Last LD gering ist, wird die WT 25 gesteuert, um die Ventilüberschneidung zu verringern. Dies verringert das Verhältnis des internen EGR in den Verbrennungskammern 4, um eine ungünstige Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu verhindern. Selbst wenn die Motordrehzahl NE und die Last LD ein anderes Verhältnis aufweisen, sucht diese Steuervorrichtung die optimale Ventilüberschneidung, um die Ausgangsleistung des Motors 1 zu verbessern und um eine ungünstige Verbrennung zu verhindern.
Die ECU 80 erfaßt, ob der Motor 1 stehengeblieben ist. Die ECU 80 bewertet auch, ob sich der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT in dem vorstehend erwähnten spezifischen Zustand befindet, der eine mögliche Störung in der Ventilsteuervorrichtung anzeigt, daß heißt, die ECU 80 bewertet, ob der aktuelle Verstellwinkel VT übermäßig groß ist. Dementsprechend bestimmt die ECU 80, daß eine Störung in der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, wenn es sich gezeigt hat, daß der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT bewertet worden ist, um mit dem spezifischen Zustand übereinzustimmen und nachgewiesen ist, daß der Motor 1 stehengeblieben ist.
Wenn der Motor 1 durch eine Störung der Ventilsteuervorrichtung stehengeblieben ist, kann die Störung erfaßt werden, nachdem der Motor 1 stehen geblieben ist, daß heißt, die ECU 80 erfaßt eindeutig die Störung der Ventilsteuervorrichtung, nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist, dadurch, daß das Stehenbleiben des Motors 1 als ein Kriterium verwendet wird. Durch Auswertung der Daten der erfaßten Störung, kann die Ausfallsicherungssteuerungs-Routine, sogar nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist, ausgeführt werden.
In dieser Ausführungsform regelt die ECU 80, in einer Ausfallsicherungssteuer-Routine, nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist, den Betrag der Einlaßluft, die durch Steuerung des ISCV 24 in die Verbrennungskammer 4 strömt. Dies erlaubt dem stehengebliebenen Motor 1 sicher erneut gestartet zu werden. Eine Alternative für diese Ausfallsicherungssteuer-Routine ist es, den Motor 1 erneut zu starten, während der Fahrer das Beschleunigungspedal betätigt, um die Drosselklappe 17 zu öffnen. In dieser Ausführungsform jedoch, kann der Fahrer den Motor 1 erneut starten, ohne das Gaspedal zu betätigen.
In dieser Ausführungsform leuchtet die Warnlampe 70 auf, die in der Nähe des Fahrersitzes angebracht ist, wenn eine Störung der Ventilsteuervorrichtung erfaßt wird. Dies zeigt dem Fahrer oder dem Passagier eine Störung der Ventilsteuervorrichtung an, wodurch es ihm ermöglicht wird, die Situation zu bewältigen.
In dieser Ausführungsform wird der wert des Störungsmerkers XVTF in der Back-up-RAM-Einheit 84 gespeichert, wenn eine Störung der Ventilsteuervorrichtung erfaßt wird. Wenn das Fahrzeug überprüft wird, kann daher durch Lesen der Störungsdaten in der Back-up-RAM-Einheit 84, wenn es nötig ist, die Vorgeschichte der Störungen der Ventilsteuervorrichtung untersucht werden.
In dieser Ausführungsform bewertet die ECU 80, ob der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT innerhalb von zwei bis drei Sekunden vom Starten des Motors 1 an, übermäßig groß ist. Dies ermöglicht den Nachweis einer Störung der Ventilsteuervorrichtung sofort nachdem der Motor 1 gestartet worden ist.
Wenn der Motor 1 anfänglich durch eine Störung des LSV 55 stehenbleibt, das aufgehört hat in einem offenen Zustand zu arbeiten, wobei der aktuelle Verstellwinkel VT einen Wert eines vorgerückten Winkels aufweist, erfaßt die ECU 80 die Störung der Ventilsteuervorrichtung dadurch, daß sie erfaßt, daß der Motor 1 stehenbleibt bzw. abgewürgt wird. Wenn der Motor 1 erneut gestartet wird, steuert die ECU 80 das Öffnen des ISCV 24 in einer Ausfallsicherungs-Art. Der hydraulische Druck, der in der hydraulischen Druckkammer 49 vorgesehen ist, erhöht sich jedoch abrupt unmittelbar nachdem der Motor 1 erneut gestartet worden ist. Dies bewegt den Zahnkranz 48, was verursacht, daß der aktuelle Verstellwinkel VT der am weitesten vorgerückte Winkel ist. Deshalb wird die Ventilüberschneidung folglich maximiert, was zu einer Zunahme des internen EGR in der Verbrennungskammer 4 führt. Dies kann ein erneutes Stehenbleiben des Motors 1 verursachen. Durch die Erfassung des zweiten Abwürgens des Motors 1, erfaßt die ECU 80 die Störung der Ventilsteuervorrichtung noch einmal. Dann wird der Motor 1 erneut wieder gestartet, wobei die ECU 80 das Öffnen des ISCV 24 in einer Ausfallsicherungsart steuert, wodurch der erneute Start des Motors 1 vollendet wird.
Eine zweite Ausführungsform einer Störungserfassungsvorrichtung für eine Ventilsteuervorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die 10 beschrieben. Um eine übermäßige Beschreibung zu vermeiden, sind gleiche oder ähnliche Bezugszeichen für entsprechende Komponenten dieser Ausführungsform verwendet worden. Im folgenden werden deshalb hauptsächlich die Unterschiede von der ersten Ausführungsform diskutiert.
Der Inhalt der Störungserfassungsprozeß-Routine dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform. 10 ist ein Flußdiagramm der Störungserfassungsprozeß-Routine dieser Ausführungsform.
Die Inhalte der Schritte 200, 210, 231, 232, 233, 240 und 242 in der Routine von 10 stimmen mit den entspre chenden Schritten der Routine von 9 überein. In der zweiten Ausführungsform weichen die Inhalte der Schritte 250, 251, 260 und 270 von den Inhalten der Schritte 220, 221, 222, 230 und 241 von 9 ab.
wenn der Motor im Schritt 210 nicht stehengeblieben ist, geht die ECU 80 zu Schritt 250. Im Schritt 250 beurteit die ECU, ob die Motordrehzahl NE größer als 1000 U/min ist. Das Festlegen des Bezugswertes auf 1000 Umdrehungen pro Minute ist rein exemplarisch, um eine relativ große Motordrehzahl anzuzeigen. wenn die Motordrehzahl NE gleich oder kleiner als 1000 Umdrehungen pro Minute ist, geht die ECU 80 zu Schritt 240. Wenn die Motordrehzahl größer als 1000 U/min ist, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 251 fort. Im Schritt 251 speichert die ECU 80 temporär die aktuelle Verstellung VT in die RAM-Einheit 83 zu dem Zeitpunkt als einen gespeicherten Wert VTM.
Ist der Motor im Schritt 210 stehengeblieben, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 260 fort. Im Schritt 260 bewertet die ECU, ob der gespeicherte Wert VTM des aktuellen Verstellwinkels VT gleich oder größer als 50° CA ist. 50° CA ist rein exemplarisch, um anzuzeigen, daß der aktuelle Verstellwinkel VT ein vorgerückter Winkel ist. Wenn der gespeicherte wert VTM im Schritt 260 gleich oder größer als 50° CA ist, so zeigt dies, daß der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT bewertet worden ist, um mit einem Spezifischen Zustand übereinzustimmen, der eine mögliche Störung der Ventilsteuervorrichtung anzeigt und nachweist, daß der Motor 1 stehengeblieben ist. Dementsprechend bewertet die ECU 80, daß eine Störung der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, und führt den Prozeß in den Schritten 231 und 232 aus.
Da der temporäre Störungsmerker XVTFB in dieser Ausführungsform nicht verwendet wird, setzt die ECU 80 im Schritt 270 nur den Störungsmerker XVTF auf 0.
Wenn feststeht, daß die Motordrehzahl NE größer ist als der Bezugswert 1000 U/min, unmittelbar bevor ein Stehenbleiben des Motors 1 erfaßt wird, bewertet die ECU 80 in dieser Ausführungsform den Wert des aktuellen Verstellwinkels VT, der mit dem vorstehend beschriebenen spezifischen Zustand übereinstimmt.
Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, wird daher eine Störung der Ventilsteuervorrichtung in dieser Ausführungsform eindeutig erfaßt. Mit anderen Worten, die ECU 80 erfaßt eindeutig die Störung der Ventilsteuervorrichtung, nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist. Durch Auswertung der Daten der erfaßten Störung kann das Ausfallsicherungsprogramm nach dem Stehenbleiben des Motors 1 ausgeführt werden.
In dieser Ausführungsform wird ein Stehenbleiben des Motors 1 bewertet, wenn die Motordrehzahl NE von einer relativ hohen Drehzahl abrupt abfällt. Dies ermöglicht der ECU 80 festzustellen, daß der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT, wenn es sich um einen übermäßig weit vorgerückten Winkel handelt, die Ursache für das Stehenbleiben des Motors ist. Andere Vorgehensweisen und Vorteile dieser Ausführungsform sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform.
Eine dritte Ausführungsform einer Störungserfassungsvorrichtung für eine Ventilsteuervorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf 11 beschrieben.
In der dritten Ausführungsform weicht der Inhalt der Störungserfassungs-Routine von dem der ersten und zweiten Ausführungsform ab. Das Flußdiagramm von 11 zeigt die Störungserfassungsprozeß-Routine gemäß dieser Ausführungsform.
Die Inhalte der Schritte 200, 210, 231, 232, 233, 240, 242 und 270 in der Routine von 11 sind die gleichen wie die der entsprechenden Schritte der ersten und zweiten Ausführungsformen. In der dritten Ausführungsform weichen die Inhalte der Schritte 280, 281 und 290 von den Inhalten der Schritte 220, 221, 222, 230, 241, 250, 251 und 260 von den 9 und 10 ab.
Wenn der Motor im Schritt 210 nicht stehengeblieben ist, geht die ECU 80 zu Schritt 280. Im Schritt 280 bewertet die ECU 80, ob der aktuelle Verstellwinkel VT gleich oder größer als 50° CA ist. 50° CA ist rein exemplarisch, um anzuzeigen, daß der aktuelle Verstellwinkel VT ein vorgerückter Winkel ist. Wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT geringer als 50° CA ist, fährt die ECU 80 mit dem Schritt 240 fort. Wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT gleich oder größer als 50° CA ist, daß heißt, wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT übermäßig vorgerückt ist, geht die ECU 80 zu Schritt 281. Im Schritt 281 setzt die ECU 80 den Aufschlags-Wert CVTF eines automatischen Zuwachs-Zählers auf 0. Dann fängt der Zähler mit der Zunahme des Aufschlags-Werts CVTF von 0 an.
wenn im Schritt 210 ein Stehenbleiben des Motors erfaßt wird, bewertet die ECU 80 im Schritt 290, ob der Aufschlagswert CVTF kleiner als der vorbestimmte Bezugswert von zwei Sekunden ist. Die zwei Sekunden gelten rein exemplarisch für einen Referenzwert, der anzeigt, daß der aktuelle Verstellwinkel für längere Zeit nicht übermäßig groß gewesen ist. Wenn der Aufschlagswert CVTF kleiner als zwei Sekunden ist, würde der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT gerade so bewertet, daß er sich in einem spezifischen Zustand befindet, der eine mögliche Störung der Ventilsteuervorrichtung anzeigt. Die ECU 80 bewertet, daß eine Störung der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, und führt den Prozeß in den Schritten 231 und 232 aus.
In dieser Ausführungsform bewertet die ECU 80, daß der aktuelle Verstellwinkel VT mit dem vorstehend erwähnten spezifischen Zustand übereinstimmt, wenn der Wert des aktuellen Verstellwinkels VT einen übermäßig weit vorgerückten Winkel annimmt. Die ECU 80 bestimmt, daß eine Störung in der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, wenn sie bewertet, daß der Motor 1, unmittelbar nachdem der aktuelle Verstellwinkel VT den spezifischen Zustand erreicht, stehengeblieben ist.
Daher wird in dieser Ausführungsform, durch die ECU 80 wie im Fall der ersten Ausführungsform, eine Störung der Ventilsteuervorrichtung eindeutig erfaßt, nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist. Durch Auswertung der Daten der erfaßten Störung, kann ein Ausfallsicherungs-Programm ausgeführt werden, nachdem der Motor 1 stehengeblieben ist.
In dieser Ausführungsform kann das Stehenbleiben des Motors 1, das durch einen übermäßig weit fortgeschrittenen aktuellen Verstellwinkel VT verursacht worden ist, ohne Erfassung der Abweichung des Zielverstellwinkels VTT und des aktuellen Verstellwinkels VT ermittelt werden. Andere Vorgehensweisen und Vorteile dieser Ausführungsform sind im wesentlichen die gleichen, wie die der ersten Ausführungsform.
In der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform ist die VVT 25, die die Ventilsteuerzeiten des Anlaßventils 8 zur Regulierung der Ventilüberschneidung ändert, nur in der Einlaßnockenwelle 10 vorgesehen. Jedoch kann eine VVT nur in der Auslaßnockenwelle 11 zur Änderung der Ventilsteuerzeiten des Auslaßventils 9 zur Einstellung bzw. Regelung der Ventilüberschneidung vorgesehen sein. Weiterhin kann die VVT jeweils in beiden Nockenwellen 10 und 11 zur Änderung der Ventilsteuerzeiten der Einlaß- und Auslaßventile 8 und 9 vorgesehen sein, um die Ventilüberschneidung zu regeln.
In der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform bewertet die ECU 80, ob sich die Ventilsteuervorrichtung von einer Störung erholt, und auf der Grundlage der Bewertung einen Prozeß ausführt. Dieser Prozeß kann jedoch weggelassen werden.
In der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform fährt die ECU 80 mit einer Ausfallsicherungs-Routine fort und steuert auf der Grundlage der erfaßten Störung der Ventilsteuervorrichtung die Warnlampe 70. Die ECU 80 kann zusätzlich, zu dem vorstehenden Prozeß und der Steuerung, die Ventilsteuerungsvorrichtungen hemmen.

Claims

Ventilsteuer-Vorrichtung eines Motors (1) mit einer Störungserfassungs-Vorrichtung, mit einem Einlaßkanal (6) für zu einer Verbrennungskammer (4) einströmende Luft und einem Auslaßkanal (7) für aus der Verbrennungskammer (4) ausströmendes Abgas, wobei der Einlaßkanal (6) und der Auslaßkanal (7) ein Einlaßventil (8) bzw. ein Auslaßventil (9) aufweisen, und wobei die Ventile (8, 9) mit einer Ventilsteuerzeit, die mit der Drehung einer Kurbelwelle (1a) eines Motors (1) synchronisiert wird, abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, mit einer ersten Einstelleinrichtung (25) zur Einstellung der Ventilsteuerzeit von zumindest dem Einlaßventil (8) oder dem Auslaßventil (9), mit einer ersten Erfassungsvorrichtung (73, 76) zur Ermittlung des Betriebszustands des Motors (1), wobei der Betriebszustand die Drehzahl der Kurbelwelle (1a) als einen Parameter beinhaltet, mit einer zweiten Erfassungsvorrichtung (78) zur Erfassung eines aktuellen Werts, der die von der ersten Einstelleinrichtung (25) eingestellten Ventilsteuerzeiten repräsentiert, und mit einer Steuereinrichtung (80) zur Berechnung eines Zielwertes aufweist, der die Ventilsteuerzeiten auf der Grundlage des Betriebszustands darstellt und die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um den erfaßten aktuellen wert auf den berechneten Zielwert konvergieren zu lassen, um so eine an den Betriebszustand des Motors (1) angepaßte Ventilsteuerzeit zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) auf Grundlage des ermittelten Betriebszustandes bestimmt, ob a) ein Stillstand des Motors (1) auf der Grundlage des erfaßten Betriebszustandes aufgetreten ist, und b) bestimmt, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand repräsentiert, bei dem eine Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung möglich ist, und daß die Steuereinrichtung (80) bestimmt, daß die Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, wenn die Bedingungen a) und b) erfüllt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) entscheidet, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand, während einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Start des Motors (1), repräsentiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) entscheidet, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand repräsentiert, wenn die erfaßte Drehzahl der Kurbelwelle (1a) gleich oder geringer als ein vorbestimmter Bezugswert ist, unmittelbar bevor die Steuereinrichtung (80) erschneidet, daß ein Abwürgen aufgetreten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) entscheidet, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand reprä sentiert, wenn der erfaßte aktuelle Wert einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, und entscheidet, ob die Störung bezüglich der Steuervorrichtung aufgetreten ist, wenn der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand repräsentiert, während einer vorbestimmten Zeitspanne bevor die Steuereinrichtung (80) entscheidet, daß ein Abwürgen aufgetreten ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (8) und das Auslaßventil (9) während einer Ventilüberschneidungs-Periode gleichzeitig geöffnet ist, wobei die Ventilüberschneidungs-Periode innerhalb eines Bereiches zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert variiert, und die Ventilsteuerzeit zwischen zwei Grenzwerten regelbar ist, wobei die Steuereinrichtung (80) die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils (8) auf einen der Grenzwerte vorverlegt, um die Ventilüberschneidungs-Periode zu maximieren, und wobei die Steuereinrichtung (80) die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils (8) in Richtung des anderen Grenzwertes zu verzögern, um die Ventilüberschneidungs-Periode zu minimieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einstelleinrichtung (25) eine Nockenwelle (10), die in Verbindung mit der Kurbelwelle (1a) zur Betätigung von zumindest dem Einlaßventil (8) oder dem Auslaßventil (9) drehbar ist, eine Zeitabfolge-Rolle (12), die an der Nockenwelle (10) zur Übertragung des Drehmoments von der Kurbelwelle (1a) an der Nockenwelle (10) vorgesehen ist, und einen Zahnkranz (48) zur Koppelung der Nockenwelle (10) an die Zeitabfolge-Rolle (12) enthält, um eine Drehphasen-Differenz zwischen der Nockenwelle (10) und der Zeitabfolge-Rolle (12) auf der Grundlage der Bewegung des Zahnkranzes (48) in dessen axialer Richtung zu verursachen, und wobei der Zahnkranz (48) durch hydraulischen Druck positioniert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erfassungseinrichtung einen ersten Sensor (76) zur Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle (1a), und einen zweiten Sensor (73) zur Erfassung des Drucks im Lufteinlaßkanal (6) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung bzw. die Steuereinrichtung (80) auf der Grundlage der erfaßten Drehzahl der Kurbelwelle (1a) und auf der Grundlage des erfaßten Drucks im Einlaßkanal (6) den Zielwert berechnet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Teil einer elektronischen Steuereinheit (80) bildet, die einen Eingangssignal-Schaltkreis (85), einen Speicher (82, 83, 84), einen Betriebs-Schaltkreis (81) und einen Ausgangssignal-Schaltkreis (86) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Einstelleinrichtung (23, 24) zur Einstellung eines Betriebszustandes des Motors (1), und wobei die Steuereinrichtung einen Ausfall-Sicherungs-Prozess durch die Verwendung der zweiten Einstelleinrichtung (23, 24) ausführt, wenn die Steuereinrichtung (80) entscheidet, daß eine Störung der Steuervorrichtung aufgetreten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einstelleinrichtung einen Bypass (23) enthält, der am Lufteinlaßkanal (6) vorgesehen ist, und ein Steuerorgan (24) enthält, das am Bypass (23) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnvorrichtung (70) zur Anzeige einer Störung der Steuervorrichtung vorgesehen ist, wenn die Steuereinrichtung (80) entscheidet, daß eine Störung der Steuervorrichtung aufgetreten ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) die Steuerung der ersten Einstelleinrichtung (25) einschränkt, wenn die Steuereinrichtung (80) entscheidet, daß eine Störung der Steuervorrichtung aufgetreten ist.
Störungserfassungs-Vorrichtung für eine Ventilsteuer-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einer ersten Einstelleinrichtung (25) zur Einstellung der Ventilsteuerzeit von zumindest dem Einlaßventil (8) oder dem Auslaßventil (9), mit einer ersten Erfassungsvorrichtung (73, 76) zur Ermittlung des Betriebszustands des Motors (1), wobei der Betriebszustand die Drehzahl der Kurbelwelle (1a) als einen Parameter beinhaltet, mit einer zweiten Erfassungsvorrichtung (78) zur Erfassung eines aktuellen Werts, der die von der ersten Einstelleinrichtung (25) eingestellten Ventilsteuerzeiten repräsentiert, und mit einer Steuereinrichtung (80) zur Berechnung eines Zielwertes aufweist, der die Ventilsteuerzeiten auf der Grundlage des Betriebszustands darstellt und die erste Einstelleinrichtung (25) steuert, um den erfaßten aktuellen Wert auf den berechneten Zielwert konvergieren zu lassen, um so eine an den Betriebszustand des Motors (1) angepaßte Ventilsteuerzeit zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) auf Grundlage des ermittelten Betriebszustandes bestimmt, ob a) ein Stillstand des Motors (1) auf der Grundlage des erfaßten Betriebszustandes aufgetreten ist, und b) bestimmt, ob der erfaßte aktuelle Wert einen spezifischen Zustand repräsentiert, bei dem eine Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung möglich ist, und daß die Steuereinrichtung (80). bestimmt, daß die Störung bezüglich der Ventilsteuervorrichtung vorliegt, wenn die Bedingungen a) und b) erfüllt sind.