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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor, welches die Ventileinstellung des Verbrennungsmotors
steuert.
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12 ist eine Konzeptzeichnung
einer Konfiguration eines Verbrennungsmotors mit einem Ventileinstellungs-Mechanismus,
offenbart in der offengelegten japanischen Patentanmeldung mit der Nr.
6-299876.
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Wie 12 zeigt, ist ein Verbrennungsmotor 1,
der ein konventionelles Ventileinstellungs-Steuersystem aufweist,
ausgestattet mit einem Luftfilter 2, einem Luftflußsensor 3,
einem Drosselventil 4, einem Drosselsensor 5,
einem Ansaugrohr 6, einer Einspritzung 7, einer
Zündkerze 8,
einem Auspuffrohr 9, einem O2-Sensor 10,
einem Katalysator 11, einer Sensorplatte 12, einem
Kurbelwinkelsensor 13, einer Sensorplatte 14,
einem Nockenwinkelsensor 15, einem Ölsteuerventil 16,
einer elektronischen Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit) 17,
und einer Zündspule 18.
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Darüber hinaus,
wie in 13 gezeigt, bilden
ein Gehäuse 21,
ein Rotor 22, eine Rückstell- bzw.
Retardierkmmer 23 und eine Vorstell- bzw. Avancierkammer 24 ein
VVT-Stellglied 20 (VVT = Variable Valve Timing, d.h. variable
Ventileinstellung).
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Der
Luftfilter 2 ist an einer Öffnung des Ansaugrohres 6 angebracht,
um die Luft zu reinigen, die der Verbrennungsmotor 1 ansaugt.
Der Luftflußsensor 3 ist
stromabwärts
vom Luftfilter 2 angeordnet, um die Ansaugluftmenge zu
erfassen, die in den Verbrennungsmotor 1 läuft. Das
Drosselventil 4 wird in Verbindung mit dem Gaspedal geöffnet und
geschlossen, um die Ansaugluftmenge einzustellen. Das Drosselventil 5 erfaßt den Öffnungsgrad
des Drosselventils 4.
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Wenn
bei einem solchen Verbrennungsmotor der Fahrer auf das Gaspedal
tritt, öffnet/schließt sich
das Drosselventil 4, so daß Luft vermischt wird mit Treibstoff,
der von der Einspritzung 7 eingespritzt wird, und diese
Luft/Treibstoff-Mischung
wird in die Zylinder geführt.
Die Luft/Treibstoff-Mischung
wird dann durch die Zündkerze 8 entzündet, um
durch die Verbrennung die Kolben nach unten zu bewegen, wodurch
die Kurbelwelle gedreht wird. Die Drehung der Kurbelwelle bildet
die Ausgabe des Verbrennungsmotors.
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Bei
diesem Betrieb des Verbrennungsmotors erfaßt der O2-Sensor 10 die
Restsauerstoffmenge im Abgas. Der Katalysator 11 entfernt
gleichzeitig THC, TO und NOx, welches schädliche Gase sind.
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Die 14 und 15 sind vergrößerte Darstellungen eines wesentlichen
Abschnitts des VVT-Stellgliedes.
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In 13 befindet sich das VVT-Stellglied 20 auf
der Ansaugseite, und besteht aus dem Gehäuse 21, dem Rotor 22,
der Rückstell-
bzw. Retardierkammer 23 und der Vorstell- bzw. Avancierkammer 24.
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Der
Rotor 22 ist fest angebracht auf der Nockenwelle (nicht
abgebildet) um eine konstante Positionsbeziehung (z.B. die in 13 gezeigte Positionsbeziehung)
bezüglich
des Gehäuses 21 einzunehmen.
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Ein
Einstellungsriemen, eine Einstellungskette oder dergleichen (nicht
abgebildet) ist auf dem Gehäuse 21 eingestellt.
Dieser Einstellungsriemen oder dergleichen wird auch auf die Kurbelwelle
(nicht abgebildet) gesetzt.
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Mit
dieser Struktur bewirkt die Drehung der Kurbelwelle eine Drehung
der Nockenwelle durch den Einstellungsriemen oder dergleichen.
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Ferner
steuert das Ölsteuerventil 16 den Öldruck,
der an das VVT-Stellglied 20 anzulegen ist, das an der
Nockenwelle befestigt ist.
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Somit,
um die Ventileinstellung im Verbrennungsmotor zu verändern, steuert
die ECU 17 das VVT-Stellglied 20 durch das Ölsteuerventil 16 so
an, daß die
Menge des Schmieröls,
welches der Retardierkammer 23 und der Avancierkammer 24 zugeführt Wird,
eingestellt wird.
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Die
ECU 17 verschiebt die relative Position des Rotors 22 bezüglich des
Gehäuses 21,
z.B. aus der in 13 gezeigten
Position in die in 14 gezeigte
Position, wodurch die Ventileinstellung geändert wird.
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15 ist ein Schaubild, welches
die Charakteristik des Verhältnisses
zwischen der Ventileinstellung und dem Ventilüberlapp zeigt. In diesem Fall bedeutet
der Begriff "Ventilüberlapp" die Überlappung
zwischen der Zeitperiode, während
welcher das Ansaugventil offen ist und der Zeitperiode, während welcher
das Abgasventil offen ist.
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Beispielsweise,
um die Ventileinstellung des Ansaugventils zu retardieren, liefert
das Ölsteuerventil 16 Öl an die
Retardierkammer 23. Zu diesem Zeitpunkt wird der Rotor 22 bezüglich des
Gehäuses 21 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht, und die Ventileinstellung des Ansaugventils
wird retardiert (in die durch einen Pfeil in 15 angegebene Richtung), so daß der Ventilüberlapp
abnimmt.
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Andererseits,
wenn die Ventileinstellung des Ansaugventils vorgestellt bzw. avanciert
wird (in die durch den Pfeil B in 15 angedeutete
Richtung), nimmt der Ventilüberlapp
zu.
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Ferner,
im Fall der Retardierung der Ventileinstellung des Ansaugventils
auf ein Maximum, wird das Gehäuse 21 in
Kontakt gebracht mit dem Rotor 22, und wird an der Position
(siehe 14) fixiert,
wo er mechanisch anhält,
wobei dies die Position ist, wo der Ventilüberlapp den Minimalwert einnimmt.
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In
der folgenden Beschreibung wird die Vorstellgröße bzw. Avanciermenge in dem
Fall, wo die Ventileinstellung des Ansaugventils diese Position einnimmt,
als ein maximaler Retardierungswert bezeichnet, und in diesem Fall
wird die Ventileinstellung des Ansaugventils ausgedrückt als
die maximale Retardierungsposition.
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Bei
der Ventileinstellungs-Steuerung für den Verbrennungsmotor wird
die wesentliche Vorstellgröße bzw.
Avanciermenge (welche im Folgenden als VVT-Steuervariable bezeichnet
ist) durch den VVT-Mechanismus, unter Verwendung des zuvor genannten
maximalen Retardierungswertes als Referenz bestimmt. Darüber hinaus
wird diese Ventileinstellungs-Steuerung durch die ECU 17 implementiert.
Die optimale Ventileinstellung, welche für den Verbrennungsmotor erforderlich
ist, hängt
ab von den Betriebsbedingungen. Daher steuert die ECU 17 die Ventileinstellung
immer entsprechend den Betriebsbedingungen.
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Beispielsweise
hält ein
ROM der ECU 17 eine zweidimensionale Abbildung (Map) zur
Bestimmung einer erforderlichen Vorstellgröße auf der Grundlage der Motorgeschwindigkeit,
die von dem Kurbelwinkelsensor 13 erfaßt wird, und von der Ladeeffizienz
des Motors.
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Somit
steuert die ECU 17 die Ventileinstellung so, daß die VVT-gesteuerte
Größe (Variable) übereinstimmt
mit der erforderlichen Vorstellgröße, die aus der zweidimensionalen
Ausbildung auf der Grundlage der Motorgeschwindigkeit und der Ansaugmenge
erhalten wird.
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Wie
oben ausgeführt,
wird die erforderliche Vorstellgröße in Form einer Abweichung
der Vorstellgröße von dem
maximalen Retardierungswert als Referenz gespeichert, und hat die
Bedeutung einer erforderlichen VVT-Steuerungsvariablen. Dementsprechend,
wenn die erforderliche Vorstellgröße Null ist, führt die
ECU 17 die Steuerung so durch, daß die VVT-Steuervariable den Wert Null annimmt,
wobei die Ventileinstellung auf die maximale Retardierungsseite
gestellt wird.
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Als
nächstes
wird eine Ventileinstellungs-Erfassungsvorrichtung
beschrieben.
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Die
Sensorplatte 12 und die Sensorplatte 14 sind jeweils
auf der Kurbelwelle und der Nockenwelle axial befestigt. Vorkragungen
bzw. Vorstände
sind auf dem äußeren Umfang
der Sensorplatte 12, 14 gebildet.
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Ferner,
in der Nähe
der Sensorplatten 12, 14, befinden sich der Kurbelwinkelsensor 13 und
der Nockenwinkelsensor 15, jeweils gegenüber von
den äußeren Umfängen der
Platten. Der Kurbelwinkelsensor 13 und der Nockenwinkelsensor 15 erfassen
die Veränderungen
im Abstand zwischen dem Kurbelwinkelsensor 13 und der Sensorplatte 12 bzw.
die Veränderungen
im Abstand zwischen dem Nockenwinkelsensor 15 und der Sensorplatte 14,
welche mit der Drehung der Sensorplatten 12, 14 auftreten,
in Form von Magnetfeld-Veränderungen.
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Somit
drehen sich bei der Rotation der Kurbelwelle und der Nockenwelle
die Sensorplatten 12, 14, und der Kurbelwinkelsensor 13 und
der Nockenwinkelsensor 15 erfassen die Vorkragungen auf
deren äußeren Umfang,
um dadurch jeweils den Kurbelwinkel und den Nockenwinkel zu erfassen.
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DE 696 00 676 T2 beschreibt
eine Ventilsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Die beschriebene Ventilsteuerung hat den Zweck einen Überlapp
zwischen dem Einlass- und Auslassventil während eines Zustands niedriger
Motortemperatur zu beseitigen. Die Ventilsteuerung hat zu diesem Zweck
eine Temperaturerfassungsvorrichtung. Daneben ist auch eine Zustandserfassungsvorrichtung zum
Erfassen des Laufzustands des Motors vorgesehen, wobei der Ventilüberlapp
grundsätzlich
abhängig
vom Laufzustand eingestellt wird. Erfasst die Temperaturerfassungsvorrichtung
jedoch, dass die Motortemperatur unterhalb eines vorgegebenen Werts
liegt, so wird auf eine Betriebsart umgeschaltet, bei der kein Überlapp
der Ventile vorkommt.
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DE 196 35 042 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Steuerung der Menge von Kraftstoff, die in einen
Motor eingespritzt wird. Eine elektronische Steuereinheit erlernt
die Abweichung zwischen dem Luftkraftstoffverhältnis einer dem Motor zuzuführenden
brennbaren Mischung und dem Sollwert. Der Motor besitzt ebenfalls
eine Vorrichtung zur Änderung
der Laufcharakteristik der Ventile. Die elektronische Steuereinheit
berechnet den Lernwert des Luftkraftstoffverhältnisses in Übereinstimmung
mit dem Verhalten einer Charakteristikänderungsvorrichtung und dem
Laufzustand des Motors. Wenn die Kühltemperatur des Motors niedrig
ist und der Lernwert nicht erneuert worden ist, kompensiert die
Steuereinheit den bereits aktualisierten Lernwert auf einen kleineren
Wert.
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DE 696 01 383 T2 beschreibt
eine Ventilsteuervorrichtung, die die Ventilsteuerzeiten gemäß dem Motorbetriebszustand kontinuierlich
steuert. Wenn die Motordrehzahl hoch ist, wird eine große Ventilüberlappung
gewählt,
und wenn die Motordrehzahl niedrig ist, wird eine geringe Ventilüberlappung
gewählt.
Diese Druckschrift beschreibt ebenfalls eine Lernsteuerung, wobei
in diesem Zusammenhang auch das Problem von Anfangswerten angesprochen wird.
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GB-2
288 037 A beschreibt schließlich
eine Ventilsteuerung mit Rückkoppelung,
Lernen und einem Lernwert-Halteglied.
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16 ist ein Flussdiagramm,
welches die Verarbeitung in einem konventionellen Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zeigt.
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Als
erstes beginnt der Betriebsfluss bei 1601 mit der Prüfung ob
das Aufwärmen
des Verbrennungsmotors 1 abgeschlossen ist oder nicht,
auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur
(Kühlwassertemperatur)
des Verbrennungsmotors 1. Wenn die Entscheidung diesen
Schritt zeigt, dass das Aufwärmen
abgeschlossen ist, schreitet der Betriebsfluss zum Schritt 1602,
um den Ventilüberlapp
auf einen Normalwert einzustellen.
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In
diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff "Ventilüberlapp" die Überlappung zwischen der Zeit,
in welcher das Ansaugventil offen ist, und der Zeit, in welcher
das Abgasventil offen ist.
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Andererseits,
wenn die Entscheidung im Schritt 1601 anzeigt, dass das
Aufwärmen
nicht abgeschlossen ist, schreitet der Betriebsfluss zum Schritt 1603,
um den Ventilüberlapp
auf einen kürzeren
Wert als gewöhnlich
einzustellen. Auf diese Weise wird in dem konventionellen Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor der Ventilüberlapp
kurz bzw. klein eingestellt, bis zur Vollendung des Aufwärmens, während er
auf einen normalen Wert eingestellt wird, nachdem das Aufwärmen abgeschlossen
ist.
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Bei
dem konventionellen Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor ist der Grund dafür, dass der Ventilüberlapp
kurz eingestellt wird, wenn das Aufwärmen des Verbrennungsmotors
nicht abgeschlossen ist, dass wenn der Verbrennungsmotor kalt ist,
der Verbrennungszustand in dieser Situation instabil wird.
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Wenn
der Ventilüberlapp
unter instabilen Verbrennungsbedingungen zunimmt, nimmt das Restabgas
im Zylinder aufgrund der Auswirkungen der internen Abgasrückführung, zu
und die Verbrennungsbedingung wird, aufgrund der Verringerung der Verbrennungstemperatur
noch instabiler, was zu Fehlzündungen
führen
kann. Aus diesem Grund ist die Steuerung gewöhnlich so implementiert, daß der Ventilüberlapp
auf einen geringen Wert eingestellt wird, wenn der Verbrennungsmotor
kalt ist.
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Bei
dem zuvor beschriebenen Verbrennungsmotor kann die Verbrennungsbedingung
jedoch selbst nach Vollendung des Aufwärmens instabil sein.
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Zum
Beispiel, beim Anlassen des Verbrennungsmotors wird die Treibstoffeinspritzmenge
vergrößert, um
die Starteigenschaften zu verbessern. Diese Steuerung wird beim
Anlassen selbst dann durchgeführt,
nachdem das Aufwärmen
abgeschlossen ist und unmittelbar nach dem Start kann die Verbrennung
instabil sein aufgrund des Einflusses des zusätzlichen Treibstoffs beim Anlassen.
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Zusätzlich,
wenn in einem solchen Fall der Ventilüberlapp auf einen Wert zu einem
gewöhnlichen
Zeitpunkt gesteuert wird, nimmt aufgrund der Zunahme der inneren
Abgasrückführung die
Verbrennungstemperatur ab, was bewirkt, daß die Verbrennungsbedingung
noch instabiler wird, was zur Verschlechterung der Klärung bzw.
Reinigung des Abgases führt,
und den Treibstoffverbrauch verschlechtert.
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Dementsprechend
wurde die vorliegende Erfindung gemacht, im Hinblick auf die Beseitigung
der oben erwähnten
Probleme, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventileinstell-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zu schaffen, welches in der Lage ist, die Abgasklärung bzw.
Abgasreinigung und den Treibstoffverbrauch zu verbessern, indem
der Ventilüberlapp
auf einen kleineren Wert als gewöhnlich
eingestellt wird, wenn die Verbrennungsbedingung unmittelbar nach
dem Anlassen instabil ist.
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Zu
diesem Zweck wird in Übereinstimmung mit
einem Aspekt dieser Erfindung ein Ventileinstell-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor geschaffen, welches einen Abschnitt zur variablen
Ventileinstellung umfaßt,
zur Vorstellung (Avancieren) oder Nachstellung (Retardieren) eines
Nockenwinkels bezüglich
eines Kurbelwinkels, einen Vorstellmengen-Berechnungsabschnitt zur
Berechnung einer Vorstellmenge, die eine Phasendifferenz bildet zwischen
dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, einen Berechnungsabschnitt
für die
erforderliche Vorstellmenge, zur Berechnung einer erforderlichen Vorstellmenge
auf der Grundlage einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors,
einen Ventileinstell-Steuerabschnitt zur Berechnung einer Ventileinstell-Steuervariable
zum Ansteuern eines Abschnitts für
die variable Ventileinstellung auf der Grundlage der Vorstellmenge,
die von dem Vorstellmengen-Berechnungsabschnitt
berechnet wurde, und der erforderlichen Vorstellmenge, die von dem
Berechnungsabschnitt für
erforderliche Vorstellmenge berechnet wurde, und weiterhin zur Steuerung
des Abschnitts zur variablen Ventileinstellung auf der Grundlage
der berechneten Ventileinstellungs-Steuervariable, und einen Zeitperioden-Meßabschnitt
zur Messung einer abgelaufenen Zeit nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors,
wobei der Berechnungsabschnitt für die
erforderliche Vorstellmenge eine Berechnung so durchführt, daß die erforderliche
Vorstellmenge einen kleineren Wert annimmt als in einem normalen
Zustand (zu gewöhnlicher
Zeit) bis der Zeitperiodenmeßabschnitt
eine vorbestimmte Zeitperiode gemessen hat. Somit ist es möglich, ein
Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen,
welches in der Lage ist, die Abgasklärung unmittelbar nach dem Motoranlassen,
den Treibstoffverbrauch und die Ansteuerbarkeit des Motors zu verbessern.
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Ferner,
in Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt dieser Erfindung, wird ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor geschaffen, welches einen Abschnitt zur variablen Ventileinstellung
umfaßt,
zum Vorstellen (Avancieren) oder Nachstellen (Retardieren) eines
Nockenwinkels bezüglich
eines Kurbelwinkels, einen Vorstellmengen-Berechnungsabschnitt zur
Berechnung einer Vorstellmenge, welche eine Phasendifferenz zwischen
dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel bildet, einen Berechnungsabschnitt
für die
erforderliche Vorstellmenge, zur Berechnung einer erforderlichen
Vorstellmenge auf der Grundlage einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors,
einen Ventileinstellungs-Steuerabschnitt zur Berechnung einer Ventileinstellungs-Steuervariablen
zur Ansteuerung des Abschnitts für
variable Ventileinstellung auf der Grundlage der Vorstellmenge,
die von dem Vorstellmengen-Berechnungsabschnitt
berechnet wurde und der erforderlichen Vorstellmenge, die von dem
Berechnungsabschnitt für
die erforderliche Vorstellmenge berechnet wurde, und weiterhin zur
Steuerung des Abschnitts für
variable Ventileinstellung auf der Grundlage der berechneten Ventileinstellungs-Steuervariablen,
und einen Zeitperioden-Meßabschnitt
zur Messung einer abgelaufenen Zeit nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors,
wobei die Ventileinstellungs-Steuerung zwangsweise unterbunden wird,
bis der Zeitperioden-Meßabschnitt
eine vorbestimmte Zeitperiode gemessen hat. Somit ist es mit einer
einfachen Anordnung möglich,
die Ventileinstellung zwangsläufig
und sicher auf die maximale Retardierungsposition zu steuern, wenn
es notwendig ist.
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Zusätzlich umfaßt das Ventileinstellungs-Steuerystem
weiterhin einen Zeitperioden-Einstellabschnitt zur Einstellung der
vorbestimmten Zeitperiode, während
welcher ein Ventilüberlapp
zwischen Aktionen eines Ansaugventils und eines Auspuffventils auf
einen kleinen Wert nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors gestellt
wird. Dementsprechend ist es möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen,
welches in der Lage ist, die Abgasklärung unmittelbar nach dem Motoranlassen
zu verbessern, sowie den Treibstoffverbrauch und die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Zusätzlich berechnet
der Berechnungsabschnitt für
die erforderliche Vorstellmenge die erforderliche Vorstellmenge
durch die Verwendung einer zweiten Abbildung (Map), bei welcher
ein kleiner erforderlicher Vorstellwinkel einen größeren Bereich abdeckt
als eine erste Abbildung, welche zu verwenden ist für die Berechnung
der erforderlichen Vorstellmenge in einem Normalzustand, bis der
Zeitperioden-Meßabschnitt
die vorbestimmte Zeitperiode gemessen hat. Dementsprechend ist es
mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach dem Anlassen des Motors
sicher zu verringern, wodurch ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor geschaffen wird, welches in der Lage ist, die
Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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In
diesem Fall ist der Bereich in der zweiten Abbildung, wo die erforderliche
Vorstellmenge einen kleineren Wert annimmt als jene in der ersten
Abbildung, in Zusammenhang mit einem Betriebsbereich eingestellt,
in welchem die Verbrennungsbedingung des Verbrennungsmotors instabil
wird. Ähnlich
ist es mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach dessen Anlassen zu verringern,
was ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor schafft, welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Ferner
stellt der Berechnungsabschnitt für die erforderliche Vorstellmenge
eine Obergrenze ein für
die erforderliche Vorstellmenge, die berechnet werden soll entsprechend
der ersten Abbildung für die
Berechnung der erforderlichen Vorstellmenge in dem Normalzustand,
bis der Zeitperioden-Meßabschnitt
die vorbestimmte Zeitperiode mißt. Ähnlich ist es
mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach dessen Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor schafft,
welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Hierbei
wird die vorbestimmte Zeitperiode eingestellt auf der Grundlage
der Zeitperiode, die erforderlich ist, damit die Verbrennungsbedingungen nach
dem Anlassen des Verbrennungsmotors stabil wird. Ähnlich ist
es mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Ferner
wird die vorbestimmte Zeitperiode auf der Grundlage der Temperatur
des Verbrennungsmotors beim Anlassen des Verbrennungsmotors eingestellt. Ähnlich ist
es mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, das in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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In
diesem Fall wird die vorbestimmte Zeitperiode länger eingestellt, wenn die
Motortemperatur sinkt. Ähnlich
ist es mit einer einfachen Konfiguration möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, das in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Darüber hinaus
wird die vorbestimmte Zeitperiode auf der Grundlage der Ansaugtemperatur beim
Anlassen des Verbrennungsmotors eingestellt. Unter verschiedenen
Bedingungen ist es möglich, den
Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
schafft, welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Ähnlich wird
die vorbestimmte Zeitperiode länger
eingestellt, wenn die Ansaugtemperatur niedriger wird. Unter verschiedenen
Bedingungen ist es möglich,
den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Weiter
noch wird die vorbestimmte Zeitperiode auf der Grundlage der Temperatur
des Verbrennungsmotors und der Ansaugtemperatur beim Anlassen des
Verbrennungsmotors eingestellt. Ähnlich
ist es unter verschiedenen Bedingungen möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, das in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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In
diesem Fall wird die vorbestimmte Zeitperiode länger eingestellt, wenn die
Motortemperatur niedriger und die Ansaugtemperatur niedriger wird. Ähnlich ist
es unter verschiedenen Bedingungen möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
verringern, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, das in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Zusätzlich wird
die vorbestimmte Zeitperiode auf der Grundlage einer Betriebsbedingung
nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors eingestellt. Ähnlich ist
es unter verschiedenen Bedingungen möglich, den Ventilüberlapp
des Verbrennungsmotors unmittelbar nach seinem Anlassen sicher zu
reduzieren, was ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor schafft, das in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Ferner,
im Fall, daß die
Ladeeffizienz (Charging efficiency) des Verbrennungsmotors oder
die Motorgeschwindigkeit zunimmt, während der Ventilüberlapp
auf einen kleineren Wert (kürzer)
gesteuert wird als in einem normalen Zustand, wird die Dekrementierrate
vergrößert, wenn
die vorbestimmte Zeitperiode gemessen wird, so daß der Ventilüberlapp früh auf einen
Wert erhöht
wird, der im Normalzustand genommen werden soll. Somit ist es gemäß den Betriebsbedingungen
möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen,
welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Weiterhin,
in dem Fall, daß die
Ladeeffizienz des Verbrennungsmotors oder die Motorgeschwindigkeit
zunimmt während
der Ventilüberlapp
auf einen kleineren Wert gesteuert wird als in einem Normalzustand,
wird die vorbestimmte Zeitperiode zurückgesetzt und die Messung durch
den Zeitperioden-Meßabschnitt
wird angehalten, während
der Ventilüberlapp
auf einen Wert erhöht
wird, der im Normalzustand genommen werden sollte. Somit ist es
gemäß den Betriebsbedingungen
möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zu schaffen, welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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Ebenso,
wenn der Ventilüberlapp
erhöht
wird auf den Wert, der im Normalzustand genommen werden soll, wird
der Ventilüberlapp
allmählich
vergrößert. Somit
es es möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen,
welches in der Lage ist, die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Darüber hinaus
ist der Zeitperioden-Meßabschnitt
eine Zählvorrichtung,
welche die abgelaufene Zeit seit dem Anlassen des Verbrennungsmotors zählt, während der
Berechnungsabschnitt für
die erforderliche Vorstellmenge eine Berechnung so durchführt, daß die erforderliche
Vorstellmenge kleiner wird als jene in dem Normalzustand, bis die
Zählervorrichtung
die vorbestimmte Zeitperiode gezählt
hat. Dementsprechend ist es möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zu schaffen, welches in der Lage ist, die Abgasklärung unmittelbar
nach dem Anlassen, den Treibstoffverbrauch und die Ansteuerbarkeit
zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Aufgabe und die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden besser
verständlich
durch Studium der folgenden ausführlichen
Beschreibung bevorzugter Ausführungen,
zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:
-
1 eine
Veranschaulichung einer Konfiguration eines Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor nach der ersten Ausführung dieser Erfindung ist;
-
2 ein
Flußdiagramm
ist, welches den Inhalt der Steuerungsverarbeitung in dem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
3 eine
Abbildung (Map) einer erforderlichen Vorstellmenge auf der Grundlage
der
-
Motorgeschwindigkeit
und Ladeeffizienz ist, bei der ersten Ausführung dieser Erfindung;
-
4 eine
Abbdilung einer erforderlichen Vorstellmenge ist, beruhend auf der
Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz, bei der ersten Ausführung dieser
Erfindung;
-
5 eine
Abbildung ist, welche als Beispiel des Verhältnisses zwischen der Kühlmitteltemperatur im
Verbrennungsmotor und einer vorbestimmten Zeitperiode dient;
-
6 eine
Abbildung einer erforderlichen Vorstellmenge ist, beruhend auf der
Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz, bei der zweiten Ausführung dieser
Erfindung;
-
7 eine
Abbildung einer erforderlichen Vorstellmenge ist, beruhend auf der
Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz, bei einer zweiten Ausführung dieser
Erfindung;
-
8 eine
Abbildung einer vorbestimmten Periode der Kühlmitteltemperatur und einer
Ansaugtemperatur ist, bei einer dritten Ausführung dieser Erfindung;
-
9 ein
Zeitdiagramm ist, welches schematisch den Inhalt des Betriebs eines
Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen
Verbrennungsmotor nach einer vierten Ausführung dieser Erfindung zeigt;
-
10 ein
Zeitdiagramm ist, welches schematisch den Inhalt des Betriebs eines
Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen
Verbrennungsmotor nach einer fünften
Ausführung
dieser Erfindung zeigt;
-
11 ein
Zeitdiagramm ist, welches schematisch den Inhalt des Betriebs eines
Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen
Verbrennungsmotor nach einer sechsten Ausführung dieser Erfindung zeigt;
-
12 die
Veranschaulichung des Konzeptes einer Konfiguration eines Verbrennungsmotors ist,
mit einem Ventileinstellungsmerkmal, das in der offengelegten japanischen
Patentanmeldung mit der Nr. 6-2998766 offenbart wird;
-
13 eine
vergrößerte Veranschaulichung eines
wesentlichen Abschnitts eines VVT-Stellgliedes ist;
-
14 eine
vergrößerte Veranschaulichung des
wesentlichen Abschnitts des VVT-Stellgliedes ist;
-
15 eine
Veranschaulichung der Charakteristik des Verhältnisses zwischen der Ventileinstellung
und dem Ventilüberlapp
ist; und
-
16 ein
Flußdiagramm
ist, das den Inhalt der Verarbeitung in einem konventionellen Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zeigt.
-
Erste Ausführung
-
1 ist
eine Veranschaulichung einer Konfiguration eines Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen
Verbrennungsmotor nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
In 1 werden
Teile, die jenen des konventionellen Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen Verbrennungsmotor
entsprechen, durch die gleichen Ziffern bezeichnet, und der Kürze halber
wird ihre Beschreibung weggelassen.
-
Ein
Kurbelwinkelsensor 13 dient als Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung,
und ein Nockenwinkelsensor 15 dient als Nockenwinkel-Erfassungseinrichtung.
Eine ECU (elektronische Steuereinheit) dient als Vorstellmengen-Berechnungseinrichtung, als
Lerneinrichtung, als Berechnungseinrichtung für die Ventileinstellungs-Steuervariable, und
als Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung.
Ein VVT-Stellglied 20 arbeitet als variable Ventileinstellungs-Einrichtung.
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Ein
Luftfilter 2 ist an der Öffnung des Ansaugrohrs 6 angebracht,
um die von dem Verbrennungsmotor 1 angesaugte Luft zu reinigen.
Ein Luftflußsensor 3 ist
stromabwärts
vom Luftfilter 2 eingerichtet, um die Ansaugmenge in den
Verbrennungsmotor 1 zu erfassen. Ein Drosselventil 4 wird
in Zusammenhang mit dem Gaspedal geöffnet und geschlossen, um die
Luftansaugmenge einzustellen. Ein Drosselsensor 5 erfaßt den Öffnungsgrad
des Drosselventils 4.
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In
solch einem Verbrennungsmotor, wenn der Fahrer auf das Gaspedal
tritt, öffnet/schließt sich das
Drosselventil 4, und Luft wird mit aus der Einspritzung 7 eingespritztem
Treibstoff vermischt, und diese Luft/Treibstoff-Mischung gelangt
in die Zylinder. Die Luft/Treibstoff-Mischung wird dann durch eine
Zündkerze
entzündet,
um durch die Verbrennung die Kolben nach unten zu drücken, wodurch
die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird. Die Drehung der Kurbelwelle
wird als Ausgabe des Verbrennungsmotors abgeleitet.
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Bei
diesem Betrieb des Verbrennungsmotors erfaßt ein O2-Sensor 10 die
Restsauerstoffmenge im Abgas. Ein Katalysator 11 entfernt
gleichzeitig THC, TO und NOx, welches schädliche Gase sind, die im Abgas
enthalten sind.
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Eine
erforderliche Vorstellmenge, die in einer zweidimensionalen Abbildung
(Map) geschrieben ist, wird eingestellt, um die Leistungsfähigkeit
des Verbrennungsmotors effektiv zu entwickeln, wenn das Aufwärmen abgeschlossen
ist und die Verbrennungsbedingung stabil ist.
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Dementsprechend,
wenn die Ventileinstellung unter Verwendung der zuvor genannten
zweidimensionalen Abbildung gesteuert wird, während der Verbrennungsmotor
kalt ist, führt
dies zur Verschlechterung des Verhaltens des Verbrennungsmotors.
Ferner, in dem Fall, daß die
Verbrennungsbedingung instabil ist nach Vollendung des Aufwärmens, wenn
die Ventileinstellungs-Steuerung unter Verwendung der zuvor genannten
zweidimensionalen Abbildung implementiert wird, verschlechtern sich
die Eigenschaften des Verbrennungsmotors. Somit kann die Retardierungs-Steuerung
das Motorverhalten verbessern.
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2 ist
ein Flußdiagramm,
das den Inhalt der Steuerungsverarbeitung in dem Ventileinstellungs-Steuersystem
eines Verbrennungsmotors nach der ersten Ausführung dieser Erfindung zeigt.
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Die 3 und 4 sind
Veranschaulichungen von erforderlichen Vorstellmengen, die herausgearbeitet
werden auf der Grundlage einer Motorgeschwindigkeit und einer Ladungseffizienz
in der ersten Ausführung
dieser Erfindung.
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Die
Motorsteuereinheit 25 übernimmt
die gesamte Steuerungsverarbeitung. Insbesondere werden die Verarbeitungsinhalte,
die in 2 gezeigt werden, durch die ECU 25 wiederholt
ausgeführt.
In der folgenden Beschreibung ist der VVT-Mechanismus auf der Ansaugventilseite
vorgesehen.
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Wie 2 zeigt,
ist ein Schritt 201 implementiert, um zu prüfen, ob
oder ob nicht der Verbrennungsmotor beim Anlassen ist. wenn der
Motor beim Anlassen ist, schreitet der Verarbeitungsfluß zum Schritt 206,
um eine vorbestimmte Zeitperiode einzustellen, zur Einstellung des
Ventilüberlapps
auf einen kleineren Wert als im Normalzustand. Zum Beispiel kann
die Entscheidung des Schrittes 201 darüber, ob oder ob nicht der Verbrennungsmotor
beim Anlassen ist, auf der Grundlage durchgeführt werden, ob oder ob nicht
der Anlassermotor betrieben wird, oder ob oder ob nicht die Motorgeschwindigkeit
eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.
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In
diesem Fall bedeutet der "Normalzustand" einen Zustand, bei
dem der Verbrennungsmotor ausreichend aufgewärmt ist. Daher bezeichnet der
Wert des Ventilüberlapps
im Normalzustand einen Wert des Ventilüberlapps, der im Normalzustand
variabel gesteuert wird.
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Wenn
die Antwort des Schrittes 201 zeigt, daß der Verbrennungsmotor nicht
beim Anlassen bzw. Starten ist, schreitet der Betriebsfluß zum Schritt 202,
um die abgelaufende Zeit nach dem Anlassen zu zählen (Messen), konkret um eine
im Schritt 206 eingestellte vorbestimmte Zeit herabzuzählen.
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Der
Betriebsfluß schreitet
zum Schritt 203, um zu prüfen, ob oder ob nicht der Zählerwert
als Ergebnis des Herabzählens
im Schritt 202 den Wert Null erreicht hat, wodurch bestimmt
wird, ob oder ob nicht die vorbestimmte Zeit (Zeitperiode) nach
dem Anlassen abgelaufen ist.
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Wenn
die Antwort des Schrittes 303 zeigt, daß die vorbestimmte Zeit abgelaufen
ist, geht der Betriebsfluß zum
Schritt 204, um die Ventileinstellung auf der Ansaugventilseite
vorzustellen bzw. zu Avancieren, um den Ventilüberlapp auf einen Wert zu erhöhen, der
in dem Normalzustand genommen werden soll. Zum Vorstellen des Ventilüberlapps
auf diese Weise wird beispielsweise die Berechnung einer erforderlichen
Vorstellmenge durchgeführt,
entsprechend der Abbildung einer erforderlichen Vorstellmenge, welche
eine erste Abbildung bildet, die ausgebildet ist wie in 3,
und die Ventileinstellungs- Steuerung
wird so implementiert, daß die
erforderliche Vorstellmenge mit der VVT-Steuervariablen übereinstimmt.
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Andererseits,
wenn die Antwort des Schrittes 203 keinen Ablauf der vorbestimmten
Zeit anzeigt, schreitet der Betriebsfluß zum Schritt 205,
um die Ventileinstellung auf der Ansaugventilseite zurückzustellen
bzw. zu retardieren, so daß der
Ventilüberlapp einen
kleineren (kürzeren)
Wert annimmt als im Normalzustand. In einem solchen Fall wird, wie
z.B. in 4 gezeigt, die Berechnung einer
erforderlichen Vorstellmenge entsprechend der Abbildung einer erforderlichen
Vorstellmenge gemacht, welche Abbildung eine zweite Abbildung ist,
in welcher die erforderliche Vorstellmenge bei Null eingestellt
ist (in Grad des Nockenwinkels oder Kurbelwinkels), ohne Abhängigkeit
von der Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz, wodurch die
Ventileinstellungs-Steuerung so durchgeführt wird, daß die erforderliche
Vorstellmenge gleich der VVT-Steuervariablen ist. Wenn die Ventileinstellungs-Steuerung
unter Verwendung der in 4 gezeigten Abbildung einer
erforderlichen Vorstellmenge durchgeführt wird, ist der Ventilüberlapp
in Vergleich mit dem Fall, daß die
Ventileinstellungs-Steuerung gemäß der Abbildung
der erforderlichen Vorstellmenge durchgeführt wird, die in 3 gezeigt
ist, verringerbar bzw. reduzibel.
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Im übrigen,
obwohl die im Schritt 206 einzustellende Zeit eine feste
Zeit sein kann, variiert im Allgemeinen die Zeit, während welcher
die Verbrennungsbedingung des Verbrennungsmotors instabil wird,
abhängig
von der Temperatur des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt seines Anlassens.
Aus diesem Grund kann die im Schritt 206 einzustellende Zeit
um so länger
eingestellt werden, je kälter
der Verbrennungsmotor beim Anlassen ist.
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5 ist
eine Veranschaulichung einer Abbildung, welche ein Beispiel angibt
für das
Verhältnis zwischen
der Kühlmitteltemperatur
in einem Verbrennungsmotor und einer vorbestimmten Zeitperiode.
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Beispielsweise,
wie in 5 gezeigt, wird die Kühlmitteltemperatur als Motortemperatur
verwendet, und eine vorbestimmte Zeit, welche im Schritt 206 in
Beziehung zur von einem Kühlmitteltemperatur-Sensor
(nicht abgebildet) erfaßten
Kühlmitteltemperatur
eingestellt werden soll, wird in einem ROM der ECU 25 im
voraus gespeichert.
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Beim
Anlassen des Verbrennungsmotors, unter Verwendung einer Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen, wird die Interpolationsreferenz für einen in 5 gezeigten
Wert gemacht, um eine vorbestimmte Zeitperiode für die Retardierung der Ventileinstellung
auf der Ansaugventilseite einzustellen, so daß der Ventilüberlapp
kleiner wird als im Normalzustand. Wie in 5 gezeigt,
wird die vorbestimmte Zeitperiode verlängert, wenn die Kühlmitteltemperatur
fällt.
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Wie
oben beschrieben, wird gemäß der ersten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung, in dem Fall, daß die Verbrennungsbedingung
unmittelbar nach dem Start instabil ist, unabhängig von der Vollendung der
Aufwärmung
des Verbrennungsmotors, die Ventileinstellung der Ansaugventilseite
retardiert, so daß der
Ventilüberlapp
kürzer
wird als im Normalzustand. Dementsprechend ist es möglich, ein
Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu
schaffen, welches in der Lage ist, die Klärung des Abgases unmittelbar
nach dem Anlassen zu verbessern, sowie den Treibstoffverbrauch und
die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Im übrigen,
obwohl bei der obigen Beschreibung der VVT-Mechanismus auf der Ansaugventilseite
vorgesehen ist, ist diese Erfindung genauso in dem Fall anwendbar,
daß der
VVT-Mechanismus
auf der Abgasventilseite eingerichtet ist, oder auf den Fall, daß der VVT-Mechanismus
sowohl auf der Ansaug- als
auch der Abgasseite eingerichtet ist.
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Zusätzlich,
obwohl bei der ersten Ausführung
der Zähler,
welcher als Zeitperioden-Meßeinrichtung
dient, die vorbestimmte Zeitperiode zählt, ist diese Erfindung nicht
hierauf beschränkt,
sondern es ist genausogut möglich,
daß eine
vorbestimmte Zahl von Zündungen,
ein vorbestimmter integrierter Wert der Motorgeschwindigkeit und
dergleichen verwendet wird als vorbestimmte Zeit, und die Steuerung durchgeführt wird
bevor diese vorbestimmte Zeit seit dem Anlassen des Verbrennungsmotors
abgelaufen ist.
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Zweite Ausführung
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Die 6 und 7 sind
Veranschaulichungen einer Abbildung einer erforderlichen Vorstellmenge,
ausgeführt
auf der Basis der Motorgeschwindigkeit und der Ladeeffizienz in
einer zweiten Ausführung
dieser Erfindung. Diese Abbildungen werden als eine zweite Abbildung
verwendet.
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Abhängig von
den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, selbst unmittelbar
nach dem Anlassen, gibt es einen Fall, daß die Verbrennungsbedingung
stabil ist und die Betriebsbedingung besser wird, wenn der Ventilüberlapp
auf einen Wert eingestellt wird, der in dem Normalzustand genommen werden
soll. Im Allgemeinen, wenn in einem Verbrennungsmotor die Motorgeschwindigkeit
niedrig ist, wenn die Belastung klein ist, wenn der Ventilüberlapp erhöht ist,
oder in anderen Fällen,
neigt die Verbrennungsbedingung dazu, instabil zu sein. Unter anderen
Betriebsbedingungen, selbst unmittelbar nach dem Anlassen, wird
die Verbrennungsbedingung des Verbrennungsmotors stabil, und es
tritt kein Problem auf, selbst wenn der Ventilüberlapp auf einen Wert eingestellt
wird, der genommen werden soll im Normalzustand, und statt dessen
kann die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors verbessert werden.
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Die
Inhalte der Verarbeitung in dem Ventileinstellungs-Steuersystem des
Verbrennungsmotors nach der zweiten Ausführung dieser Erfindung sind grundsätzlich jenen
der in der 2 gezeigten ersten Ausführung ähnlich.
Die ECU 25 implementiert die gesamte Steuerungs-Verarbeitung
in der zweiten Ausführung.
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Wie
oben beschrieben, bei den Verarbeitungsinhalten in der ersten Ausführung, wird
eine erforderliche Vorstellmenge im Normalzustand entsprechend der
in 3 gezeigten Abbildung berechnet, und in dem Fall,
daß die
erforderliche Vorstellmenge auf einen kleinen Wert eingestellt wird
(Schritt 205), wird die Abbildung eingesetzt, bei welcher
die erforderliche Vorstellmenge Null (in Grad des Nockenwinkels
oder Kurbelwinkels) ist, wie in 4 gezeigt.
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Andererseits
wird bei der zweiten Ausführung
die erforderliche Vorstellmenge immer entsprechend entweder der
in 6 oder in 7 gezeigten Abbildung
berechnet.
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Bei
dem in den 6 und 7 gezeigten Abbdildungen
gibt es ein Gebiet, in welchem die erforderliche Vorstellmenge verringert
ist im Vergleich mit der Abbildung der 3. Das heißt, daß z.B. in der
Abbidlung der 6 das Gebiet in 3,
wo die erforderliche Vorstellmenge 10 (in Grad des Nockenwinkels
oder Kurbelwinkels) beträgt,
entfernt wurde, während
in der Abbdildung der 7 das Gebiet in 3,
wo die erforderliche Vorstellmenge 40 (in Grad des Nockenwinkels
oder Kurbelwinkels) beträgt,
verschwindet.
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Ferner,
ohne auf die Verwendung der in den 6 oder 7 gezeigten
Abbildung beschränkt
zu sein, selbst wenn der erforderlichen Vorstellmenge eine Obergrenze
auferlegt wird, während
auf die in 3 gezeigte Abbildung Bezug genommen
wird, ist diese Erfindung genauso wie die oben beschriebenen Fälle anwendbar.
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Somit,
bei dem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
der zweiten Ausführung
dieser Erfindung, wird beim Schritt 205 die Interpolationsberechnung
auf der Grundlage der in 6 oder 7 gezeigten
Abbildung für
eine erforderliche Vorstellmenge durchgeführt, so daß die erforderliche Vorstellmenge
kleiner wird im Vergleich mit dem Fall der Verwendung der Abbildung
der 3 in der ersten Ausführung, und größer wird
im Vergleich mit dem Fall, daß die
Abbildung der 4 bei der ersten Ausführung verwendet
wird.
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Dementsprechend,
bei der Betriebsbedingung, wo die Verbrennungsbedingung stabil ist, selbst
wenn der Überlapp
eingestellt ist auf einen Wert, der im Normalzustand zu nehmen ist,
da der Ventilüberlapp
nicht stärker
reduziert ist als nötig,
ist es möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor zu schaffen, welches in der Lage ist, die Abgasklärung, den
Treibstoffverbrauch und die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Dritte Ausführung
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Obwohl
bei der zweiten Ausführung
die beim Schritt 206 einzustellende Zeit auf der Grundlage
der Kühlmitteltemperatur
bestimmt wird, z.B. selbst wenn die Kühlmitteltemperatur die gleiche
ist, verändert sich
die Verbrennungsbedingung mit der Umgebungstemperatur (Ansaugtemperatur),
und die Zeit, welche zu nehmen ist, bis die Verbrennungsbedingung
stabil wird, verändert
sich auch.
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Ein
Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
der dritten Ausführung dieser
Erfindung ist dafür
ausgelegt, eine erforderliche Vorstellmenge unter zusätzlicher
Berücksichtigung
der Ansaugtemperatur zu berechnen.
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8 ist
eine Veranschaulichung einer Abbildung für eine vorbestimmte Zeitperiode,
ausgestellt auf der Basis der Kühlmitteltemperatur
und der Ansaugtemperatur.
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Die
Verarbeitungsinhalte in einem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
der dritten Ausführung
dieser Erfindung sind jenen der in 2 gezeigten
ersten Ausführung grundsätzlich ähnlich.
Die ECU 25 deckt die gesamte Steuerungs-Verarbeitung bei
der dritten Ausführung ab.
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Obwohl
die im Schritt 206 einzustellende Zeit unter Verwendung
der Tabelle erhalten wird, welche repräsentativ ist für die Entsprechung
zwischen der Kühlmitteltemperatur
und von vorbestimmten Zeitperiodendaten, wie in 5 gezeigt,
wird bei der dritten Ausführung
eine vorbestimmte Zeitperiode im Schritt 206 unter Verwendung
einer Ansaugtemperatur als Parameter eingestellt, welche der Atmosphärentemperatur
entspricht.
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Die
vorbestimmte Zeitperiode in 8 wird um
so länger
eingestellt, desto niedriger die Kühlmitteltemperatur wird, und
wird des weiteren um so länger
eingestellt, desto niedriger die Ansaugtemperatur wird.
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Während das
Verfahren, bei welchem die erforderliche Vorstellmenge auf der Grundlage
der Kühlmitteltemperatur
und einer Ansaugtemperatur berechnet wird, oben beschrieben wurde,
ist es auch möglich,
eine erforderliche Vorstellmenge nur auf der Grundlage der Ansaugtemperatur
zu berechnen. In diesem Fall kann die vorbestimmte Zeitperiode bei abnehmender
Ansaugtemperatur verlängert
werden.
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Wie
oben beschrieben, bei dem Ventileinstellungs-Steuersystem des Verbrennungsmotors nach
der dritten Ausführung
dieser Erfindung, wird die Zeit, welche zur Reduktion des Ventilüberlapps
zu nehmen ist, im Vergleich mit jener im Normalzustand auf der Grundlage
von zwei Parametern eingestellt: Kühlmitteltemperatur und Ansaugtemperatur;
daher ist es möglich,
ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu
schaffen, welches in der Lage ist, die Abgasklärung, den Treibstoffverbrauch
und die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Vierte Ausführung
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Ein
Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
einer vierten Ausführung
dieser Erfindung ist in seiner Konfiguration grundsätzlich jener
des Steuersystems nach der dritten Ausführung ähnlich, außer daß eine Funktion vorgesehen
ist, um eine im Schritt 206 eingestellte Zeitperiode zu
verkürzen.
Diese Funktion wird in der ECU 25 bereitgestellt.
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Bei
der Ventileinstellung-Steuerung für einen Verbrennungsmotor nach
der dritten Ausführung, wird
bis zum Ablauf der im Schritt 206 eingestellten Zeit, unabhängig von
der Betriebsbedingung nach der Einstellung, die Ventileinstellung
auf der Ansaugventilseite nicht vorgestellt bzw. avanciert, zur
Vergrößerung des
Ventilüberlapps
auf einen Wert, der im Normalzustand zu nehmen ist.
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Bei
der tatsächlichen
Betriebsbedingung variiert jedoch die Zeit unmittelbar nach dem
Start während
welcher die Verbrennungsbedingung instabil ist.
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9 ist
ein Zeitdiagramm, welches schematisch die Betriebsinhalte des Ventileinstellungs-Steuersystems
für einen
Verbrennungsmotor nach der vierten Ausführung dieser Erfindung zeigt.
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Die
Zeitperiode von einem Punkt A zu einem Punkt B ist eine Zeitperiode
für das
Anlassen des Verbrennungsmotors. Während dieser Anlaßzeitperiode
wird eine vorbestimmte Zeitperiode eingestellt, für welche
der Ventilüberlapp
auf einen kleinen Wert eingestellt wird, was der Verarbeitungszeit
im Schritt 206 entspricht.
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Die
Zeitperiode zwischen dem Punkt B und einem Punkt C bedeutet eine
Zeitperiode, während welcher
der Überlapp
reduziert ist, auf der Grundlage einer im Schritt 206 eingestellten
Zeitperiode, entsprechend der Verarbeitungs-Zeitperiode im Schritt 205 in 2.
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Der
Zeitpunkt D bezeichnet einen Zeitpunkt, bei welchem die Betriebsbedingung
des Verbrennungsmotors sich ändert,
z.B. es wird ein Zustand dargestellt, bei welchem der Fahrer das
Gaspedal niederdrückt,
um das Kraftfahrzeug zu beschleunigen. Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird,
nimmt die Ansaugmenge zu und die Ladeeffizienz Ce nimmt auch zu.
Der Anstieg in der Ladeeffizienz bedeutet eine Vergrößerung der
an den Motor angelegten Last, und die Verbrennungsbedingung wird
stabiler, wenn der Ventilüberlapp
erhöht
wird auf einen Wert, der im Normalzustand zu nehmen ist.
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Bei
dem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
der vierten Ausführung,
wenn die Ladeeffizienz zunimmt, wie zum Zeitpunkt D angedeutet,
wird die Dekrementierrate (Abnahmerate) beim Herabzählen der
vorbestimmten Zeitperiode, die im Schritt 206 eingestellt
wurde, erhöht.
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Es
ist geeigneter, daß die
Dekrementierrate erhöht
wird, wenn die Last des Verbrennungsmotors, d.h. die Ladeeffizenz,
zunimmt, wodurch die Zeitperiode, für welche der Ventilüberlapp
auf einen kleinen Wert gesteuert wird, verkürzt wird.
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Die 9 zeigt
z.B. in dem Fall, daß keine Ladeeffizienz
zunimmt, die Zeitperiode dekrementiert wird wie durch eine gestrichelte
Linie angedeutet, während,
wenn eine Erhöhung
in der Ladeeffizienz auftritt, die Dekrementierung der vorbestimmten
Zeitperiode auf eine Weise geschieht, damit die Herabzählung pro
Zeiteinheit gefördert
wird, wie, durch eine durchgezogene Linie angedeutet.
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Wenn
die Dekrementierrate beim Herabzählen
der vorbestimmten Zeitperiode auf diese Weise vergrößert wird,
kann die vorbestimmte Zeitperiode, die im Schritt 206 eingestellt
wird, verkürzt
werden, was die Verbrennungsbedingung des Verbrennungsmotors verbessert,
wenn die Ladeeffizienz ansteigt.
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Somit,
bei dem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
der vierten Ausführung
dieser Erfindung, da eine erforderliche Vorstellmenge auf der Grundlage
der Kühlmitteltemperatur
und einer Ansaugtemperatur steuerbar ist, durch Überwachung der Variation der
Ladeeffizienz, kann die Zeitperiode, für welche der Ventilüberlapp auf
einen kleinen Wert eingestellt wird, verkürzt werden, um die Verbrennungsbedingung
im Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Anlassen bzw. Starten
zu verbessern, womit ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor geschaffen wird, welches in der Lage ist, die
Abgasklärung,
den Treibstoffverbrauch und die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Obwohl
bei der vierten Ausführung
der Erfindung die Zeitperiode, während
welcher der Ventilüberlappung
einen kleinen Wert annimmt, verkürzt wird
durch die Vergrößerung in
der Dekrementierrate aufgrund der Erhöhung der Ladeeffizienz, ist
es genauso geeignet, daß die
Dekrementierrate vergrößert wird durch Vergrößerung der Motorgeschwindigkeit,
um die Zeitperiode der Reduktion des Ventilüberlapp zu verkürzen.
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Fünfte Ausführung
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10 ist
ein Zeitdiagramm, welches im Konzept die Verarbeitungsinhalte in
einem Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach
einer fünften
Ausführung
dieser Erfindung zeigt.
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Das
Ventileinstellungs-Steuersystem für Verbrennungsmotoren nach
der fünften
Ausführung
dieser Erfindung ist in der Konfiguration dem Steuersystem der vierten
Ausführung
grundsätzlich ähnlich, außer daß die Zeitperiode,
für welche
der Ventilüberlapp
auf einen kürzeren
Wert eingestellt wird als im Normalzustand, eingestellt wird um
zur Verbrennungsbedingung im Verbrennungsmotor unmittelbar nach
dem Anlassen beizutragen. Diese Verarbeitung wird in der ECU 25 durchgeführt.
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Wie 10 zeigt,
wenn die Ladeeffizienz Ce zum Zeitpunkt C ansteigt, wird die im
Schritt 206 eingestellte vorbestimmte Zeitperiode zurückgesetzt.
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Durch
das Zurücksetzen
der vorbestimmten Zeitperiode wird der Ventilüberlapp erhöht auf einen Wert, der im Normalzustand
zu nehmen ist. Dementsprechend, im Vergleich mit der Steuerungs-Verarbeitung in der
vierten Ausführung,
kann die Fähigkeit zum
schnelleren Umgang mit der Bedingung geschaffen werden, wodurch
ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt
wird, welches in der Lage ist, die Abgasklärung, den Treibstoffverbrauch
und die Ansteuerbarkeit zu verbessern.
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Sechste Ausführung
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11 ist
ein Zeitdiagramm, welches schematisch die Verarbeitungs-Inhalte
in einem Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor nach einer sechsten Ausführung dieser Erfindung zeigt.
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In
dem Fall der Ventileinstellungen bzw. Ventileinstellungszeitpunkte
im Verbrennungsmotor nach der ersten bis fünften Ausführung, da der Ventilüberlapp
augenblicklich auf einen im Normalzustand zu nehmenden Wert erhöht wird,
nachdem die im Schritt 206 eingestellte vorbestimmte Zeitperiode
abgelaufen ist, besteht die Möglichkeit,
daß die
Verbrennungsbedingung des Verbrennungsmotors zu jenem Zeitpunkt
stark variiert, was einen Schock bewirken kann.
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Somit
hat das Ventileinstellungs-Steuersystem für Verbrennungsmotoren nach
der sechsten Ausführung
dieser Erfindung eine Funktion zur Durchführung einer Steuerungs-Verarbeitung, um diesen
Schock zu beseitigen. Diese Verarbeitung wird in der ECU 25 durchgeführt.
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Wie 11 zeigt,
wenn das Zählen
einer vorbestimmten Zeitperiode zum Zeitpunkt C beendet ist, wird
der Ventilüberlapp
allmählich
vergrößert, wie durch
eine durchgezogene Linie angedeutet. Im übrigen bedeutet eine gestrichelte
Linie die Veränderung des
Ventilüberlapps
in dem Fall, daß eine
solche Steuerung nicht implementiert ist.
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Die
Art und Weise der allmählichen
Vergrößerung des
Ventilüberlapps,
welche hier eingesetzt werden kann, schließt jede solche Art und Weise
ein, wie eine lineare Variation, eine Einrichtung eines Primärfilters,
solange wie sie das Auftreten des Schocks verhindert.
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In
der sechsten Ausführung
dieser Erfindung, nach dem Ende einer vorbestimmten Zeitperiode,
wird der Ventilüberlapp
allmählich
vergrößert, um
zu einem Wert zurückzukehren,
der im Normalzustand zu nehmen ist, wodurch ein Ventileinstellungs-Steuersystem
für einen
Verbrennungsmotor geschaffen wird, welches in der Lage ist, die
Drehmomentvariation zu unterdrücken,
die aufgrund einer schnellen Erhöhung
in der Ventileinstellung stattfindet, womit die Ansteuerbarkeit
verbessert wird.
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Auch
in der vierten und fünften
Ausführung erzeugt
bei der Veränderung
der Retardierungssteuerung zur Einstellung des Ventilüberlapps
auf einen kleinen Wert, die allmähliche
Veränderung
der Vorstellmenge ein Mittel, das wirksam ist zur Verringerung des
Schocks. Es ist auch möglich,
eine ähnliche Verarbeitung
durchzuführen,
wie in den 9 und 10 gezeigt.
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Obwohl
die obige Beschreibung die Veränderung
der Ventileinstellung auf der Ansaugseite betraf, ist die oben beschriebene
Verarbeitung auch auf eine Ventileinstellungs-Steuerung auf der Abgasseite anwandbar.
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Ferner,
obwohl diese Erfindung oben für
den Fall beschrieben wurde, daß eine
Art der Phasenveränderung
als Verfahren zur Veränderung
der Ventileinstellung eingesetzt wird, ist die Erfindung nicht hierauf
beschränkt,
sondern kann auf andere Art und Weise umgesetzt werden.
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Siebte Ausführung
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In
der ersten bis sechsten Ausführung
dieser Erfindung wird die Ventileinstellungs-Steuerungsvariable
in dem Fall eingestellt, daß die
Ventilüberlappstärke auf
einen kleineren Wert gesteuert wird. Andererseits hat ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor nach einer siebten Ausführung dieser Erfindung eine
Funktion zum zwangsweisen Setzen des Stroms, der dem Ölsteuerventil 16 zuzuführen ist,
auf Null, unabhängig
von der erforderlichen Vorstellmenge. Die ECU 25 übernimmt
diese Funktion.
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Wenn
der Strom, der dem Ölsteuerventil 16 zuzuführen ist,
zwangsweise auf Null gesetzt wird, bis der Zähler eine vorbestimmte Zeitperiode
nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors zählt, kann die Ventileinstellung
auf eine maximale Retardierungsposition gesteuert werden.
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In
diesem Fall kann der Strom, der dem Ölsteuerventil 16 zuzuführen ist,
unterbrochen werden, oder der Zuführungsstrom kann auf einen
Wert eingestellt werden, welcher den Betrieb des Ölsteuerventils 16 nicht
freigibt, anstelle, daß er
vollständig auf
Null gesetzt wird.
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Mit
dieser Steuerung wird nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors,
wie in 14 gezeigt, das Gehäuse 21 in
einer Position fixiert, wo es in Kontakt gebracht wird mit dem Rotor 22,
um mechanisch angehalten zu werden, wodurch auf einfache Weise ein
Zustand aufrechterhalten wird, wo das Schmieröl in der Retardierungskammer 23 in
dem VVT-Stellglied bleibt, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, die gleichen Wirkungen
bereitzustellen, wie bei den ersten bis sechsten Ausführungen
dieser Erfindung.
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Man
sollte verstehen, daß das
vorangegangene sich nur auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung bezieht,
und daß die
Erfindung alle Veränderungen
und Modifikationen der Ausführungen,
welche dem Zwecke der Veranschaulichung dienen, einschließt, welche
Veränderungen
und Modifikationen somit keine Abkehr vom Geist und Umfang der Erfindung
darstellen.