DE60011846T2

DE60011846T2 - Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60011846T2
Application number: DE2000611846
Authority: DE
Inventors: Koichi Wako-shi Yoshiki; Keiji Wako-shi Tsujii
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2020-04-29
Also published as: JP3700821B2; EP1052378B1; EP1052378A2; JP2000320358A; US6330869B1; DE60011846D1; EP1052378A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine, die mit einer Ventilbewegungsvorrichtung versehen ist, die einen hydraulischen Ventilcharakteristikänderungsmechanismus zum Ändern von Ventilbetriebscharakteristik, wie Heben von einem Einlassventil oder von einem Auslassventil, und einen hydraulischen Ventilphasenänderungsmechanismus zur Phasenänderung des Einlass- oder Auslassventils aufweist.
Eine mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 versehene Brennkraftmaschine ist bekannt (US-A-5,009,203). Eine Ventilbewegungsvorrichtung hat einen hydraulischen Ventilcharakteristikänderungsmechanismus zum Ändern von Ventilbetriebscharakteristik durch Antreiben eines Einlassventils und eines Auslassventils mit einem Nocken für langsame Geschwindigkeit mit kleinem Hub und kleiner Ventilöffnungszeit bei einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit der Maschine und mit einem Nocken für große Geschwindigkeit mit großem Hub und großer Ventilöffnungszeit bei einer hohen Rotationsgeschwindigkeit der Maschine.
Der oben genannte Ventilcharakteristikänderungsmechanismus weist Verbindungsstifte auf, die auf entsprechenden Kipphebeln des Einlassventils und des Auslassventils vorgesehen sind, und ein Öldruckänderungsventil. Die Stifte werden durch einen Öldruck bewegt, der durch das Öldruckänderungsventil umgestellt wird, um die Kipphebel zu verbinden oder zu trennen, so dass die Kipphebel, folglich das Einlassventil und das Auslassventil, durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit oder den Nocken für hohe Geschwindigkeit angetrieben werden.
Wenn die Ventilbetriebscharakteristik geändert wird, wird eine Karte (Diagramm) der Kraftstoffeinspritzmenge und eine Karte (Diagramm) der Zündzeit in Karten für niedrige Geschwindigkeit oder Karten für hohe Geschwindigkeit entsprechend der Ventilbetriebscharakteristik geändert, um Steuerung/Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeit durchzuführen. In diesem Fall wird im Voraus eine Verzögerungszeit in einem Zeitgeber festgelegt, die erforderlich ist, um die Änderungstätigkeiten des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus aller Zylinder durch den durch das Öldruckänderungsventil geänderten Öldruck abzuschließen, und eine Änderung der Karten wird durchgeführt, nachdem die Verzögerungszeit zur Steuerung/Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündungszeit, die der Ventilbetriebscharakteristik angepasst sind, abgelaufen ist.
Jedoch wird im oben erwähnten Stand der Technik, als im Zeitgeber festzulegende Verzögerungszeit ein fester Wert, der unter dem Gesichtspunkt bestimmt wird, ein Abwürgen der Maschine und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens zu verhindern, festgesetzt, so dass die Verzögerungszeit nicht mit einer Änderung der Eigenschaft des Arbeitsöls des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus übereinstimmt. Folglich bleiben manchmal, ungeachtet, ob tatsächlich Ventilcharakteristikänderungsmechanismen aller Zylinder bereits zur hohen Geschwindigkeitsseite (oder zur langsamen Geschwindigkeitsseite) geändert worden sind, Karten für Kraftstoffeinspritzmenge und Zündungszeit bei Karten für langsame Geschwindigkeit (oder für hohe Geschwindigkeit), weil die Öleigenschaft (beispielsweise temperaturempfindliche Ölviskosität), beeinflusst durch Maschinenbetriebsbedingungen, geändert wird, um eine Betriebsantwort des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus zu ändern. Und, in einer kurzen Zeitspanne, wenn eine Saugluftmenge, eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Zündungszeit wegen einer Zeitverzögerung zwischen einem Ventilbetriebscharakteristikänderungszeitpunkt und einem Kartenänderungszeitpunkt nicht aneinander angepasst sind, weicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder die Zündungszeit von einem optimalen Wert ab, um neben der Verhinderung von Maschinenabwürgen und der Verhinderung einer Verschlechterung des Fahrverhaltens unerwünschte Ergebnisse die Maschinenleistung betreffend, insbesondere bezüglich der Abgasemission, zu erzeugen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Vorangegangene ausgeführt, und ein Gegenstand der Erfindung ist es, die Leistung der Brennkraftmaschine dadurch weiter zu verbessern, dass diese Eigenschaft des Arbeitsöls in dem Ventilcharakteristikänderungsmechanismus der Ventilbewegungsvorrichtung ermittelt wird, und die Verzögerungszeit, die entscheidet, dass eine Änderungszeitpunkteinstellung des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels, das Steuerungs-/Regelungsbeträge bereithält, um die Verbrennungsbedingung der Verbrennungsmaschine zu steuern/regeln, in Übereinstimmung mit der ermittelten Eigenschaft des Arbeitsöls geändert wird, um eine Änderung der Ventilbetriebscharakteristik mit der Änderung des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels zeitlich zusammenfallen zu lassen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine zur Verfügung, umfassend ein Betriebsbedingungserfassungsmittel zum Erfassen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine; eine mit einem ersten Ventilsteuerungs-/-regelungsmechanismus versehene Ventilbewegungsvorrichtung, die einen hydraulischen Ventilcharakteristikänderungsmechanismus zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik von mindestens einem Ventil von Einlassventil und Auslassventil der Maschine aufweist und ein Öldruckänderungsventil zum Ändern des Drucks eines von einer Öldruckquelle an den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus gelieferten Arbeitsöls; ein erstes Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel zum Steuern/Regeln des Betriebs des Öldruckänderungsventils in Übereinstimmung mit der durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel erfassten Betriebsbedingung; ein Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel, das Steuerungs-/Regelungsbeträge bereithält, um die der jeweiligen Ventilbetriebscharakteristik entsprechende Verbrennungsbedingung der Maschine zu steuern/regeln; ein Verbrennungsteuerungs-/regelungsmittel, das basierend auf dem Steuerungs-/Regelungsbetrag des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels betrieben wird;
ein Bereitgstellte-Zeit-Einstellungsmittel zum Einstellen einer Verzögerungszeit zwischen einem ersten Zeitpunkt einer Änderung des Öldruckes wegen eines Schaltens des Öldruckänderungsventils und einem zweiten Zeitpunkt des Abschlusses der Änderung der Ventilbetriebscharakteristik;
ein Änderungsmittel zum Ändern des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels entsprechend einer geänderten Ventilbetriebscharakteristik, wenn die Verzögerungszeit abläuft, nachdem der an den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus zu liefernde Öldruck durch das Öldruckänderungsventil sich geändert hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ein Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel zur Arbeitsöleigenschaftserfassung und ein Bereitgestellte-Zeit-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Verzögerungszeit basierend auf durch das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel erfassten tatsächlichen Eigenschaften des Arbeitsöls.
Entsprechend dieser Erfindung ändert das Änderungsmittel, nachdem die basierend auf der Eigenschaft des Arbeitsöls des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus eingestellte Verzögerungszeit abgelaufen ist, das Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel von einem Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel, das einer Ventilbetriebscharakteristik entspricht, bevor der Ventübewegungsmechanismus geändert ist, zu einem Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel geändert wird, das einer Ventilbetriebscharakteristik entspricht, nachdem der Ventilbewegungsmechanismus geändert ist. Und das Verbrennungssteuerungs-/regelungsmittel steuert/regelt die Verbrennung der Maschine basierend auf einem Steuer-/Regelbetrag im geänderten Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel. Da die Verzögerungszeit in Übereinstimmung mit der durch die Betriebsbedingung der Maschine beeinflussten Eigenschaftsänderung des Arbeitsöls eingestellt werden kann, wird in einem breiten Betriebsbereich der Maschine, die Änderungszeitpunkteinstellung der Ventilbetriebscharakteristik und die Änderungszeitpunkteinstellung des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungs mittels miteinander in zeitliche Übereinstimmung gebracht werden, um die Verbrennung der Maschine mit einer Steuer-/Regelgröße zu steuern/regeln, die für die Ventilbetriebscharakteristik am besten geeignet ist, so dass die Leistung der Maschine stärker verbessert werden kann.
Die Ventilbewegungsvorrichtung kann ferner einen hydraulischen Ventilphasenänderungsmechanismus zur Phasenänderung einer offen-geschlossen Periode von mindestens einem Ventil von Einlassventil und Auslassventil und einen zweiten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus, der ein Öldrucksteuerungs-/regelungsventil zum Steuern/Regeln des Drucks eines Arbeitsöls aufweist, das von der Öldruckquelle an den Ventilphasenänderungsmechanismus geliefert wird. Ferner wird der Betrieb des Öldrucksteuerungs-/regelungsventils durch ein zweites Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel in Übereinstimmung mit der durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel erfassten Betriebsbedingung gesteuert/geregelt wird; und das Arbeitsöleigenschaftermittlungsmittel kann die Arbeitsöleigenschaft basierend auf dem Verhalten des zweiten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus ermitteln.
Entsprechend dieser Erfindung kann das Arbeitsöleigenschafterfassungsmittel die Arbeitsöleigenschaft im Ventilcharakteristikänderungsmechanismus ermitteln, basierend auf dem Verhalten des durch Öldruck betriebenen Ventilphasenänderungsmechanismus und des zweiten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus, der das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil aufweist. Als Ergebnis ist ein Erfassungsmittel zur direkten Ermittlung der Arbeitsöleigenschaft, z. B. ein Temperaturfühler für das Arbeitsöl, nicht notwendig und die Kosten werden verringert. Faktoren die Einfluss auf die Eigenschaft des Arbeitsöls ausüben, sind, zusätzlich zu Faktoren basierend auf der Betriebsbedingung der Maschine (beispielsweise die Temperatur des Arbeitsöls), die Art des Arbeitsöls, routinemäßiger Wechsel des Arbeitsöls oder dergleichen. Da die Arbeitsöleigenschaft, die nach dieser Erfindung ermittelt wird, alle Faktoren einschließt, kann die Arbeitsöleigenschaft genauer ermittelt werden, und folglich kann ein genauerer Änderungszeitpunkt des Steuerungs-/Regelungsgrößen bereithaltungsmittels eingestellt werden, verglichen mit einem Fall, bei dem die Arbeitsöleigenschaft beispielsweise nur durch den Öltemperatursensor ermittelt wird.
Phasenerfassungsmittel zum Erfassen der Phase von mindestens einem Ventil von Einlassventil und Auslassventil, das eine veränderte Phase aufweist, und Phasenänderungsgeschwindigkeitsberechnungsmittel zum Berechnen von durch das Phasenerfassungsmittel ermittelten Phasenänderungsgeschwindigkeiten können vorgesehen sein und das Arbeitsöleigenschafterfassungsmittel kann die auf der Phasenänderungsgeschwindigkeit basierende Arbeitsöleigenschaft ermitteln.
Entsprechend dieser Erfindung kann die Eigenschaft des Arbeitsöls aus dem Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus ermittelt werden, das die Eigenschaftt des Arbeitsöls wiedergibt. Ferner kann eine nach der anderen Arbeitsöleigenschaft in einem breiten Betriebsbereich der Maschine ermittelt werden, da das Erfassen der Arbeitsöleigenschaft selbst dann möglich ist, wenn die Phasenänderung groß oder kontinuierlich ist.
Phasenerfassungsmittel zum Erfassen der Phase von mindestens einem Ventil von Einlassventil und Auslassventil, das eine veränderte Phase aufweist, und Sollphaseneinstellmittel zum Einstellen einer Sollphase basierend auf einer durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel erfassten Betriebsbedingung können zur Verfügung gestellt werden, das zweite Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel kann den Betrieb des Öldrucksteuerungs-/regelungsventils so steuern/regeln, dass die Sollphase mit der durch Phasenerfassungsmittel erfassten Phase übereinstimmt und das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel kann die Arbeitsöleigenschaft basierend auf einer Abweichung zwischen der Sollphase und der durch Phasenerfassungsmittel erfassten Phase erfassen.
Entsprechend dieser Erfindung kann die Eigenschaft des Arbeitsöls aus dem Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus ermittelt werden, das die Eigenschaft des Arbeitsöls widerspiegelt. Weiterhin ist keine besondere Vorrichtung zum Erhalten der Abweichung notwendig, um die Arbeitsöleigenschaft zu ermitteln, da die Abweichung zwischen der Sollphase und der tatsächlichen Phase ein, im Laufe des Steuerns/Regelns des Ventilphasenänderungsmechanismus zur Sollphase hin, erreichbarer Wert ist.
Das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil kann in Übereinstimmung mit einem Betrag eines elektrischen Versorgungsstromes betrieben werden, der durch das zweite Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel anhand einer relativen Einschaltdauer gesteuert/geregelt ist, und das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel kann die Arbeitsöleigenschaft basierend auf der relativen Einschaltdauer des Betrags des elektrischen Versorgungsstromes erfassen, wenn der Ventilphasenveränderungsmechanismus eine feste Phase durch den durch das Üldrucksteuerungs-/regelungsventil gesteuerten/geregelten Öldruck beibehält.
Entsprechend dieser Erfindung kann selbst in einem Maschinenbetriebsbereich, in dem die Phase des Einlassventils oder des Auslassventils nicht durch den Ventilphasenänderungsmechanismus geändert wird, die Eigenschaft des Arbeitsöls ermittelt werden, indem die relative Einschaltdauer des Betrags des elektrischen Stroms verwendet wird, der an das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil zum Steuern/Regeln des an den Ventilphasenänderungsmechanismus gelieferten Arbeitsöldrucks geliefert wird, und die Verzögerungszeit kann darauf basierend eingestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vollständige Ansicht einer Brennkraftmaschine, welche die vorliegende Erfindung anwendet;
2 ist eine Teilansicht von 1 in der Richtung des Pfeils II;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 3;
5 ist eine Schnitansicht entlang der Linie V-V von 3;
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 2;
7 ist ein Öldruckschaltplan des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus und des Ventilphasenänderungsmechanismus;
8 ist eine Schnittansicht eines Öldruckansprechventils;
9 ist eine Schnittansicht eines linearen Magnetventils;
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik und -karte durch den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus bei einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit und einer mittleren Rotationsgeschwindigkeit zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik und -karte durch den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus bei einer mittleren Rotationsgeschwindigkeit und einer hohen Rotationsgeschwindigkeit zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zum Berechnen der Sollnockenphasen zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Regelungsprogramm des Ventilphasenänderungsmechanismus zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zum Einstellen von Verzögerungszeiten zeigt;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Programm zum Einstellen von Verzögerungszeiten zeigt;
16 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der Veränderung der aktuellen Nockenphase zeigt;
17 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der relativen Einschaltdauer des elektrischen Stroms zum linearen Magnetventil zeigt, welches in einer neutralen Position ist; und
18 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der Abweichung der aktuellen Nockenphase von der Sollnockenphase zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 18 beschrieben.
In der in 1–14, 16 und 17 gezeigten Ausführung ist die Brennkraftmaschine 1 ist ein Otto-Motor, 4 Zylinder, DOHC 4 Ventil Verbrennungsmotor, der auf einem Fahrzeug zu montieren ist und hat über Pleuelstangen 3 an einer Kurbelwelle 4 angeschlossene Kolben 2. Wie in 1 gezeigt, sind ein, an einem Ende der Kurbelwelle 4 vorgesehenes Antriebskettenrad 5, ein, an einem Ende einer Einlassnockenwelle 6 vorgesehenes Einlassnockenkettenrad 8 und ein, an einem Ende einer Auslassnockenwelle 7 vorgesehenes Auslassnockenkettenrad 9 durch eine Steuerkette 10 verbunden, so dass sich die Nockenwellen 6, 7 einmal drehen, während die Kurbelwelle 4 sich zweimal dreht.
Jeder Zylinder hat zwei durch die Einlassnockenwelle 6 angetriebene Einlassventile 11 und zwei durch die Auslassnockenwelle 7 angetriebene Auslassventile 12. Zwischen der Einlassnockenwelle 6 und dem Einlassventil 11 und zwischen der Auslassnockenwelle 7 und dem Auslassventil 12 sind jeweils Ventilcharakteristikänderungsmechanismen 13 vorgesehen, die Ventilbetriebscharakteristiken (beispielsweise die Hebe- und Öffnungsperiode) der Ventile 11, 12 in drei Arten ändern. Am Ende der Einlassnockenwelle, die mit dem Nockenkettenrad 8 versehen ist, ist ein Ventilphasenänderungsmechanismus 50 vorgesehen, der die Öffnungs-Schließungs-Periode des Einlassventils 11 kontinuierlich vorrückt oder retardiert, um die Nockenphase zu ändern.
Der Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 für das Einlassventil 11 und das Auslassventil 12 haben beide den gleichen Aufbau. Folglich wird im folgenden der Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 für das Einlassventil 11 unter Bezugnahme auf 2 bis 5 beschrieben.
Bei jedem Zylinder ist das Einlassventil 11 integral mit einem Nocken für langsame Geschwindigkeit 15, einem Nocken für große Geschwindigkeit 16 und einem emporgehobenen Teil 17 versehen, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Unter der Einlassnockenwelle 6 ist eine Kipphebelwelle 18 parallel zu der Nockenwelle 6 befestigt, und ein erster Kipphebel 19, ein zweiter Kipphebel 20 und ein dritter Kipphebel 21, die jeweils dem Nocken für langsame Geschwindigkeit 15, dem Nocken für große Geschwindigkeit 16 und dem emporgehobenen Teil 17 entsprechen, sind auf der Kipphebelwelle 18 derart gelagert, dass sie kippen.
Wie in 3 gezeigt, weist der Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 einen Nasenteil, welcher radial zur Einlassnockenwelle 6 mit einem verhältnismäßig kleinen Vorsprung hervorragt und sich über einen verhältnismäßig kleinen Umfangsbereich erstreckt, und einen Basiskreisteil auf. Der Nocken für große Geschwindigkeit 16 hat einen Nasenteil mit einem größeren Vorsprung und einer größeren Umfangslängeverglichen mit dem Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 und einen Basiskreisteil. Das emporgehobene Teil 17 weist einen Vorsprungsteil, der radial von der Einlassnockenwelle 6 leicht hervorragt, und einen Basiskreisteil auf. Der Vorsprungsteil des emporgehobenen Teils 17 ist beträchtlich niedriger als das Nasenteil des Nockens für langsame Geschwindigkeit 15.
Ein Flansch 23 ist an einem oberen Ende eines Ventilschafts 22 des Einlassventils 11 zur Verfügung gestellt. Das Einlassventil 11 wird durch eine Ventilfeder 25, die zwischen einem Zylinderkopf 24 und dem Flansch 23 in einem komprimierten Zustand eingesetzt ist, gedrängt, um zu schließen. Vom ersten und dritten Kipphebel 19, 21, die durch die Kipphebelwelle 18 derart gelagert sind, dass sie kippen, weist jeder ein Ende auf, das justierbar mit einer Stößelschraube 26 versehen ist, die ein oberes Ende des Ventilschafts 22 des Einlassventils 11 kontaktiert.
Der erste, zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 haben jeweils erste, zweite und dritte Rollen 27, 28, 29 in einer Position zwischen der Kipphebelwelle 18 und dem Einlassventil 11. Die Kipphebel 19, 20, 21 kippen geführt durch die Nocken 15, 16 und den emporgehobenen Teil 17 jeweils durch die Rollen 27, 28, 29. Der zweite Kipphebel 20 wird mittels eines Federelements (nicht gezeigt) gedrängt, so dass die zweite Rolle 28 den Nocken für große Geschwindigkeit 16 berührt.
Wie in 5 gezeigt, weist die erste Rolle 27 eine zur Kipphebelwelle 18 parallele Achse auf und umfasst einen inneren Ring 27a, der fest an den ersten Kipphebel 19 angepasst ist, einen äußeren Ring 27b, der gleitend mit dem Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 in Kontakt ist und eine Vielzahl von Nadelrollen 27c zwischen dem inneren Ring 27a und dem äußeren Ring 27b. Gleichermaßen weist die zweite Rolle 28 eine mit der Kipphebelwelle 18 parallele Achse auf und umfasst einen inneren Ring 28a, der fest an den zweiten Kipphebel 20 angepasst ist, einen äußeren Ring 28b, der gleitend mit dem Nocken für große Geschwindigkeit 16 in Kontakt ist und eine Vielzahl von Nadelrollen 28c, die zwischen dem inneren Ring 28a und dem äußeren Ring 28b vorgesehen sind. Die dritte Rolle 29 hat eine Achse, die zur Kipphebelwelle 18 parallel ist, und umfasst einen inneren Ring 29a, der fest an den dritten Kipphebel 21 angepasst ist, einen äußeren Ring 29b, der gleitend mit dem emporgehobenen Teil 17 in Kontakt ist, und eine Vielzahl von Nadelrollen 29c, die zwischen dem inneren Ring 29a und dem äußeren Ring 29b vorgesehen sind. Wenn die Kipphebel 19, 20, 21 ortsfest sind, sind die inneren Ringe 27a, 28a, 29a örtlich so festgelegt, dass sie miteinander fluchten.
Wie in 3 bis 5 gezeigt, sind der erste und dritte Kipphebel 19, 21 mit einem ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 versehen, der in der Lage ist die Kipphebel 19, 21 zu verbinden und zu trennen, und der erste, zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 sind mit einem zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 versehen, der in der Lage ist diese Kipphebel 19, 20, 21 zu verbinden und zu trennen.
Der erste und dritte Kipphebel 19, 21 haben nämlich entsprechende Verbindungsarme 19a, 21a, die integral auf einer der Kipphebelwelle 18 gegenüberliegenden Seite gebildet sind. Die Verbindungsarme 19a, 21a liegen einander gegenüber, wobei sie über den zweiten Kipphebel 20 schreiten und zwischen den Verbindungsarmen 19a, 21a ist der erste Verbindungsänderungsmechanismus 30 vorgesehen, der einen Verbindungskolben 32 umfasst, der in der Lage ist die Verbindungsarme 19a, 21a zu verbinden, ein Regulierelement 33 zur Regulierung der Bewegung des Verbindungskolbens 32, und eine Rückholfeder 34 zum Drängen des Verbindungskolbens 32 und des Regulierelements 33 zur trennenden Seite hin. Die Verbindungsarme 19a, 21a haben Führungslöcher 35, 36, die einander gegenüber liegen und sich parallel zur Kipphebelwelle 18 erstrecken.
Der Verbindungskolben 32 wird in das Führungsloch 35 gleitend eingepasst, und zwischen dem Verbindungskolben 32 und einem geschlossenen Ende des Führungslochs 35 wird eine erste Öldruckkammer 37 gebildet. Der erste Kipphebel 18 ist mit einem Kommunikationsdurchgang 38 versehen, der mit der ersten Öldruckkammer 37 verbunden ist, und innerhalb der Kipphebelwelle 18 ist ein erster Öldrucklieferdurchgang 39 gebildet, der mit einer Ölpumpe 70 kommuniziert. Der erste Öldrucklieferdurchgang 39 kommuniziert immer mit der ersten Öldruckkammer 37 durch den Kommunikationsdurchgang 38 unabhängig vom Kippzustand des ersten Kipphebels 19.
Einerseits umfasst der zweite Verbindungsänderungsmechanismus 31 einen Verbindungskolben 41, der zum Verbinden des ersten und zweiten Kipphebels 19, 20 fähig ist, einen Verbindungsstift 42, der in der Lage ist, den zweiten und dritten Kipphebel 20, 21 zu verbinden, ein Regulierungselement 43 zum Regulieren von Bewegungen des Verbindungskolbens 41 und des Verbindungsstifts 42 und eine Rückholfeder zum Drängen des Verbindungskolbens 41, des Verbindungsstifts 42 und des Regulierungselements 43 zur trennenden Seite hin.
Der Verbindungskolben 41 ist gleitend an inneren Ring 27a der ersten Rolle 27 angepasst und zwischen einem Ende des Verbindungskolbens 41 und dem ersten Kipphebel 19 ist eine zweite Öldruckkammer 45 gebildet. Der erste Kipphebel 19 hat einen Kommunikationsdurchgang 46, der mit der zweiten Öldruckkammer 45 verbunden ist. Innerhalb der Kipphebelwelle 18 ist ein zweiter Öldruckliefer durchgang 47 gebildet, der mit der Ölpumpe 70 verbunden ist. Der zweite Öldrucklieferdurchgang 47 ist getrennt vom ersten Öldrucklieferdurchgang 39 des ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30. Der zweite Öldrucklieferdurchgang 47 kommuniziert immer mit der zweiten Öldruckkammer 45 durch den Kommunikationsdurchgang 46 unabhängig vom Kippzustand des ersten Kipphebels 19.
Der Verbindungsstift 42, der ein Ende aufweist, das ein anderes Ende des Verbindungsstifts 41 berührt, ist gleitend an den inneren Ring der zweiten Rolle 28 angepasst. Das mit Boden versehene, zylinderförmige Regulierungselement 43, das ein anderes Ende des Verbindungsstifts 42 berührt, ist gleitend an den inneren Ring 29a der dritten Rolle 29 angepasst. Der Rückholfeder 44 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem dritten Kipphebel 21 und dem Regulierelement 43 eingesetzt.
Im ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 werden der Verbindungskolben 32 und das Regulierelement 33 durch die Rückholfeder 34 zur trennenden Seite hin verschoben, wenn der Druck des Arbeitsöls, das an die erste Öldruckkammer 37 geliefert wird, gesenkt wird. In diesem Zustand liegt die Kontaktfläche des Verbindungskolbens 32 und des Regulierungselements 33 zwischen dem ersten Kipphebel 19 und dem dritten Kipphebel 21, und der ersten und dritte Kipphebel sind getrennt. Wenn das Arbeitsöl mit hohem Druck an die erste Öldruckkammer 37 geliefert wird, bewegt sich der Verbindungskolben 32 gegen die Rückholfeder 34 zur verbindenden Seite hin und geht in das Führungsloch 26, so dass der erste und dritte Kipphebel 19, 21 fest verbunden sind.
Im zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 werden der Verbindungskolben 41, der Verbindungsstift 43 und das Regulierelement 43 durch die Rückholfeder 44 zur trennenden Seite hin verschoben, wenn der Druck des Arbeitsöls, das an die zweiten Öldruckkammer 45 geliefert wird, gesenkt wird. In diesem Zustand liegt die Kontaktfläche des Verbindungskolbens 41 und des Verbindungsstifts 42 zwischen dem ersten Kipphebel 19 und dem zweiten Kipphebel 20, die Kontaktfläche des Verbindungsstifts 42 und des Regulierungselements 43 liegt zwischen dem zweiten Kipphebel 20 und dem dritten Kipphebel 21, und der erste, zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 sind in einem getrennten Zustand. Wenn das Arbeitsöl mit Hochdrucks an die zweite Öldruckkammer 45 geliefert wird, bewegen sich der Verbindungskolben 41, der Verbindungsstift 42 und das Stabilisierungselement 43 gegen die Rückholfeder 44 zum Verbinden zu der verbindenden Seite und die Verbindungskolben 41, 42 gehen in die inneren Ringe 28a, 29a, so dass der erste, zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 fest verbunden sind.
Als nächstes wird der Ventilphasenänderungsmechanismus 50, der an einem Ende der Einlassnockenwelle 6 vorgesehen ist, unter Bezugnahme auf 2 und 6 beschrieben.
Ein Lagerloch 5, das in der Mitte eines zylinderförmigen Stutzenelements 51 gebildet ist, wird koaxial durch einen Stift 52 und einen Bolzen 53 an einem Endteil der Einlassnockenwelle 6 so angepasst und damit verbunden, dass sie nicht relativ zueinander rotieren. Das Nockenkettenrad 8, um das die Steuerkette 10 gewunden ist, ist tassenförmig gebildet, wobei es ein kreisförmiges Loch 8a aufweist und auf seiner äußeren Peripherie Kettenradzähne 8b gebildet sind. Ein ringförmiges Gehäuse 54, das an das Loch 8a des Nockenkettenrads angepasst ist, und eine Platte 55, die auf ein axiales Ende des Gehäuses 54 gelegt ist, sind mit dem Nockenkettenrad 8 durch vier Bolzen 56 verbunden, die sie durchdringen.
Folglich ist das Stutzenelement 51, das integral mit der Einlassnockenwelle 6 verbunden ist, in einem Raum untergebracht, der durch das Nockenkettenrad 8, das Gehäuse 54 und die Platte 55 umgeben ist, um sich zu drehen. Ein Verriegelungsstift 57 wird gleitend an ein Stiftloch angepasst, welches das Stutzenelement 51 axial durchdringt. Der Verriegelungsstift 57 wird durch eine komprimierte Feder 58 gedrängt, die zwischen dem Verriegelungsstift 57 und der Platte 55 eingesetzt ist, um mit einem im Nockenkettenrad 8 gebildeten Verriegelungsloch 8c in Eingriff zu kommen.
Innerhalb des Gehäuses 54 sind vier fächerförmige Hohlräume 54a gebildet, die um die Achse der Einlassnockenwelle 6 in Abständen von 90 Grad angeordnet sind. Vier radial von einer äußeren Peripherie des Stutzenelementes 51 hervorstehende Schaufeln 51b sind in die Hohlräume 54a eingepasst, um in einem Winkelbereich von 30 Grad zu rotieren. Dichtungselemente 59, die an den oberen Enden der Schaufeln 51b vorgesehen sind, berühren gleitend obere Wände der Hohlräume 54b und Dichtungselemente 60, die auf einer inneren peripheren Oberfläche des Gehäuses 54 vorgesehen sind, berühren gleitend eine äußere periphere Oberfläche des Stutzenelementes 51, so dass eine Vorrückkammer 61 und eine Verzögerungskammer 62 auf beiden Seiten jeder Schaufel 51b eingeteilt sind.
Innerhalb der Einlassnockenwelle 6 sind ein Öldurchgang für Vorrücken 63 und einem Öldurchgang für Verzögerung 64 gebildet. Der Öldurchgang für Vorrücken 63 kommuniziert mit den vier Vorrückkammern 61 durch vier Öldurchgänge 65, die das Stutzenelement 51 radial durchdringend, und der Öldurchgang für Verzögerung 64 kommuniziert mit den vier Verzögerungskammern 62 durch vier Öldurchgänge 66, die das Stutzenelement 51 radial durchdringen. Das Verriegelungsloch 8c des Nockenkettenrades 8, das mit dem Verriegelungsstift 57 in Eingriff kommt, kommuniziert mit jeder Vorrückkammer 61 durch einen Öldurchgang (nicht gezeigt).
Wenn das Arbeitsöl nicht an die Vorrückkammer 61 geliefert wird, wird ein Kopfteil des Verriegelungsstiftes 57 in das Verriegelungsloch 8c des Nockenkettenrades 8 durch Kraft der Feder 58 eingepasst und die Nockenwelle 6 ist mit dem Nockenkettenrad 8 in einem am meisten verzögerten Zustand verriegelt, dass die Nockenwelle 6, wie in 6 gezeigt, relativ zum Nockenkettenrad 8 in höchstem Maße gegen den Uhrzeigersinn gedreht ist. Wenn der Druck des Arbeitsöls, das an die Vorrückkammer 61 geliefert wird, vom obigen Zustand erhöht wird, verlässt der Verriegelungsstiftes 57 durch den Druck des Arbeitsöls, das an die Vorrückkammer 61 geliefert wird, das Verriegelungsloch 8c des Nockenkettenrades 8 gegen die Kraft der Feder 58, die Schaufel 51b wird durch den Druckunterschied zwischen der Vorrückkammer 61 und der Verzögerungskammer 62 relativ zum Nockenkettenrad 8 im Uhrzeigersinn gedreht und Phasen des Nockens für langsame Geschwindigkeit 15 und des Nockens für große Geschwindigkeit 16 werden alle auf einmal vorgerückt, um die Ventilöffnungsperiode und die Ventilschließperiode des Einlassventils 11 in Richtung der Vorrückseite zu ändern. Folglich kann die Öffnungs- Schließ-Periode des Einlassventils 11 kontinuierlich geändert werden, indem der Öldruck in der Vorrückkammer 61 und in der Verzögerungskammer 62 gesteuert/geregelt wird.
Ein Öldrucksteuerungs-/regelungssystem für den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 und den Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird unter Bezug auf 7 beschrieben.
Öl, das durch die Ölpumpe dahin hochgepumpt wird, wo die Öldruckquelle ist, wird von einer Ölwanne 71 an einer Unterseite des Kurbelgehäuses in einen Öldurchgang 72 als Schmieröle der Kurbelwelle 4 und des Ventilbewegungsmechanismus von der Maschine 1 und als Arbeitsöle des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 und des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 entladen. In zwei Öldurchgängen 73, 74, die vom Öldurchgang 72 abzweigen, um mit dem Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 auf der Seite des Einlassventils 11 zu kommunizieren, sind jeweils ein erstes Öldruckansprechventil 80 und ein zweites Öldruckansprechventil 81 vorgesehen. Die Öldruckansprechventile 80, 81 sind Beispiele für Öldruckänderungsventile zum Ändern des Öldrucks der Öldruckversorgungsdurchgänge 39, 47 in der Kipphebelwelle 8 in hoch oder niedrig. Obwohl es nicht gezeigt ist, werden ähnliche Öldruckänderungsventile in Öldurchgängen zur Verfügung gestellt, die mit dem Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 auf der Seite des Auslassventils 12 kommunizieren. Der Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 und das Öldruckänderungsventil bilden jeweilige Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismen auf der Seite des Einlassventils 11 und auf der Seite des Auslassventils 12. In einem Öldurchgang 75, der vom Öldurchgang 72 abzweigt, um mit dem Ventilphasenänderungsmechanismus 50 zu kommunizieren, ist ein lineares Magnetventil 90 vorgesehen, welches ein Beispiel des Öldrucksteuerungs-/regelungsventils zum kontinuierlichen Steuern/Regeln von Drücken in der Vorrückkammer 61 und in der Verzögerungskammer 62 ist. Die Ventilphasenänderungsmechanismus 50 und das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil bilden einen anderen Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus anders als den obenerwähnten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus.
Ein Signal von einem Einlassnockenwellensensor 67 (1), der eine Rotationsposition θ_I der Einlassnockenwelle 6, ein Signal von einem TDC-Sensor, der den oberen Totpunkt θ_TD des Kolbens basierend auf einem Auslassnockenwellensensor 68 (1) ermittelt, der die Rotationsposition der Auslassnockenwelle 7 erfasst, ein Signal eines Kurbelwellensensors 69 (1), der die Rotationsposition θ_C der Kurbelwelle 4 ermittelt, ein Signal von einem Einlassnegativdrucksensor, der einen Einlassnegativdruck P ermittelt, ein Signal von einem Kühlwassertemperatursensor, der eine Kühlwassertemperatur TW ermittelt, ein Signal von einem Drosselöffnungsgradsensor, der einen Drosselöffnungsgrad θ_TH erfasst und ein Signal von einem Rotationsgeschwindigkeitssensor, der eine Rotationsgeschwindigkeit Ne der Maschine 1 erfasst, werden in eine elektronische Steuer-/Regeleinheit 76 eingegeben, die ein Beispiel für Steuermittel ist. Die elektronische Steuer-/Regeleinheit 76 umfasst Ventilbetriebssteuer-/regelmittel des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 und der Öldruckansprechventile 80, 81 und umfasst Ventilbetriebssteuer-/regelmittel zum Steuern/Regeln des Betriebs des linearen Magnetventils 90. Die oben genannten Sensoren bilden Betriebsbedingungserfassungsmittel zum Ermitteln der Betriebsbedingung der Maschine.
In einem in der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 vorgesehenen Speicher sind Karten der Kraftstoffversorgungsmenge, der Zündperiode und der Sollnockenphase, die den Einlassnegativdruck und die Maschinenrotationsgeschwindigkeit als Parameter hat, gespeichert. Wie für die Kraftstoffversorgungsmengenkarte (beispielsweise die Kraftstoffeinspritzungsbetragskarte) und die Zündperiodenkarte, sind Karten für langsame, mittlere und hohe Geschwindigkeit vorbereitete, die den Ventilbetriebscharakteristiken bei langsamer, mittlerer und hoher Geschwindigkeit entsprechen. Die Kraftstoffversorgungsmenge und die Zündperiode sind Steuer-/Regelgrößen zum Steuern/Regeln des Verbrennungszustands der Maschine 1 und die Karten der Kraftstoffversorgungsmenge und der Zündperiode, die im Speicher der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 gespeichert sind, sind Beispiele des Steuerungs-/Regelungsgrößen-(betrag)bereithaltungsmittels. Eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung zum Liefern von Kraftstoff zum Zylinder der Maschine, wie ein Kraftstoffeinspritzventil und eine Zündperiodensteuerungs-/regelungsvorrichtung, sind Beispiele für Verbrennungsteuerungs-/regelungsmittel und diese Vorrichtungen werden basierend auf Steuerungs-/Regelungsgrößen (-beträgen), die in Karten (Diagrammen) gespeichert sind, betrieben.
Unter Bezugnahme auf 8 umfasst das erste Öldruckansprechventil 80 ein Gehäuse 82, einen Kolben 83, der gleitend in das Gehäuse 82 eingepasst ist, eine Feder 84, welche den Kolben 83 in eine Richtung drängt, um das Ventil zu schließen, und ein erstes Magnetventil 85 vom normalerweise geschlossenen Typ, das durch Anweisungen von den Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmitteln der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 betrieben wird. Der Kolben 83 wird durch einen Vorsteuerdruck, der durch einen Vorsteueröldurchgang 86, der von einem im Gehäuse 82 gebildeten Einlasskanal 82a abzweigt, eingegebenen wird, gegen die Kraft der Feder 84 in eine geöffnete Position bewegt. Der Vorsteueröldurchgang 86 wird durch das erste Magnetventil 85 geöffnet und geschlossen, und wenn das erste Magnetventil 85 geöffnet ist, bewegt sich der Kolben 83 in die geöffnete Position.
Das Gehäuse 82 ist mit einem Einlasskanal 82a gebildet, der mit dem Öldurchgang 73 durch einen Ölfilter 87 kommuniziert, mit einem Auslasskanal 82b, der mit dem ersten Öldruckversorgungsdurchgang 39 kommuniziert, mit einer Abflussöffnung 82c, die mit dem Einlasskanal 82a und dem Auslasskanal 82b in Verbindung steht, und mit einem Abflusskanal 82d, der mit dem Auslasskanal 82b kommuniziert und sich zu einem oberen Raum des Zylinderkopfes 24 öffnet. Der Kolben 83 hat eine Rille 83b zwischen einem Paar von Flächen 83a.
Wenn die Kolben 83 in der geschlossenen Position ist, steht der Auslasskanal 82b mit dem Einlasskanal 82a nur durch die Öffnung 82c in Verbindung und kommuniziert ebenfalls mit dem Abflusskanal 82d, so dass der Arbeitsöldruck im ersten Öldruckversorgungsdurchgang 39 niedrig wird. Wenn der Kolben 83 sich in der geöffneten Position befindet, steht der Auslasskanal 82b mit dem Einlasskanal 82a durch die Rille 83b in Verbindung und ist vom Abflusskanal 82d getrennt, so dass der Arbeitsöldruck im ersten Öldruckversorgungsdurchgang 39 hoch wird.
Das Gehäuse 82 ist mit einem ersten Öldruckschalter 88 versehen, um die Öffnungs-Schließbewegung des Kolben 83 zu bestätigen, der einen Öldruck des Auslasskanals 82b erfasst und an- oder abschaltet, wenn der Öldruck niedrig oder hoch ist.
Ein Öldruck des zweiten Öldruckversorgungsdurchgangs 74 wird ebenfalls durch das zweite Öldruckansprechventil 81 geändert, das den gleichen Aufbau hat, wie das erste Öldruckansprechventil 80. Auch auf der Seite des Auslassventils 12 sind erste und zweite Öldruckansprechventil 80, 81 vorgesehen, die baugleich zu denen auf der Seite des Einlassventils 11 sind.
Auf 9 bezugnehmend, ist das lineare Magnetventil 90 versehen mit einer zylinderförmigen Hülse 91, mit einem Kolben 92 der gleitend in die Hülse 91 eingepasst ist, mit einem Einschalt-Solenoid 93, das an der Hülse 91 befestigt ist, um den Kolben 92 anzutreiben, und mit einer Feder 94, die den Kolben 92 in Richtung zum Einschalt-Solenoid 93 drängt. Der an das Einschalt-Solenoid 93 gelieferte elektrische Strom wird anhand einer relativen Einschaltdauer gesteuert/geregelt mit AN Betrieb durch Anweisung vom Ventilbetriebssteuer-/regelmittel in der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76, so dass eine axiale Position des Kolbens 92 kontinuierlich gegen die Feder 94 geändert werden kann.
Die Hülse 91 hat einen zentralen Einlasskanal 91a, einen Vorrückkanal 91b und einen Verzögerungskanal 91c, die jeweils auf beiden Seiten des Einlasskanals liegen, Abflusskanäle 91d, 91e, die jeweils auf der Außenseite der Kanäle 91b, 91c liegen. Andererseits hat der Kolben 92 eine zentrale Rille 92a, Flächen 92b, 92c, die jeweils auf beiden Seiten der Rille 92a positioniert sind, und Rillen 92d, 92e, die jeweils auf der Außenseite der Flächen 92b, 92c positioniert sind. Der Einlasskanal 91a ist mit der Ölpumpe 70 verbunden, der Vorrückkanal 91b ist mit der Vorrückkammer 61 des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 verbunden und der Verzögerungskanal 91c ist mit der Verzögerungskammer 62 des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 verbunden.
Wenn die Maschine 1 mit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht wird, falls das erste Magnetventil 85 und das zweite Magnetventil gemäß einer Anweisung vom Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 schließen, um das erste und zweite Öldruckansprechventil 80, 81 zu schließen und, wenn der an denn ersten und zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 30, 31 gelieferte Öldruck niedrig wird, werden die Öldrücke der ersten und zweiten Öldruckkammer 37, 45, die mit dem ersten und zweiten Öldruckversorgungsdurchgang 39, 47 in der Kipphebelwelle 18 in Verbindung stehen, niedrig. Folglich werden der Verbindungskolben 32 und das Regulierelement 33 des ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 durch die Rückholfeder 34 in die Trennposition bewegt (4), und der Verbindungskolben 41, der Verbindungsstift 42 und das Regulierelement 43 des zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 werden durch die Rückholfeder 44 in die Trennposition bewegt (5). Als Ergebnis werden der erste, zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 von einander getrennt, eins der Einlassventile 11 wird durch den ersten Kipphebel 19 mit der ersten Rolle 27, die den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 berührt, geöffnet und geschlossen, und ein anderes Einlassventil 11 wird im wesentlichen durch den dritten Kipphebel 21 geschlossen, wobei die dritte Rolle 29 den hochgehobenen Teil 17 berührt. Zu dieser Zeit läuft der zweite Kipphebel 20 mit der zweiten Rolle 28, die den Nocken für hohe Geschwindigkeit 16 berührt, unabhängig vom Betrieb des Einlassventils 11 im Leerlauf.
Wenn die Maschine 1 mit einer mittleren Geschwindigkeit gedreht wird, dann sind das erste Magnetventil 85 nach einer Weisung vom Ventilbetriebssteuer-/regelmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 und das erste Öldruckansprechventil 80 geöffnet und der Druck des Arbeitsöls, das an den ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 geliefert wird, wird hoch. Folglich wird der Öldruck der ersten Öldruckkammer 37, die mit dem ersten Öldruckversorgungsdurchgang 39 in der Kipphebelwelle 18 in Verbindung steht, hoch und der Verbindungskolben 32 und das Regulierelement 33 werden in die Verbindungsposition gegen die Rückholfeder 34 bewegt. Einerseits ist der zweite Verbindungsänderungsmechanismus 31 in der Trennposition. Als Ergebnis werden die ersten und dritten Kipphebel 19, 21 miteinander verbunden und Kippbewegung des ersten Kipphebels 19 mit der ersten Rolle 27, die den Nocken für langsame Bewegung 15 berührt, wird auf den dritten Kipphebel 21 übertragen, der mit dem ersten Kipphebel verbunden ist, so dass beide Einlassventile 11 angetrieben werden, um sich zu öffnen und zu schließen. Zu dieser Zeit ist die dritte Rolle 29 des dritten Kipphebels 21 vom emporgehobenen Teil 17 entfernt, und der zweite Kipphebel 20 läuft unabhängig vom Betrieb des Einlassventil 11 im Leerlauf.
Wenn die Maschine 1 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, sind das erste Magnetventil 85 und ein zweites Magnetventil nach einer Weisung von der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 geöffnet, sind das erste und zweite Öldruckansprechventil 80, 81 geöffnet und werden die Drücke des Arbeitsöls, das an den ersten und zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 30, 31 des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 geliefert wird, hoch. Folglich werden Öldrücke, die auf die erste und zweite Öldruckkammer 37, 45 von den ersten und zweiten Öldruckversorgungsdurchgängen 39, 47 in der Kipphebelwelle 18 übertragen werden, hoch. Daraus ergibt sich, dass der Verbindungskolben 32 und das Regulierelement 33 vom ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 in der Verbindungsposition bleiben, dass einerseits sich der Verbindungskolben 41, der Verbindungsstift 42 und das Regulierungselement 43 gegen die Rückholfeder 44 in die Verbindungsposition bewegen und, dass der erste zweite und dritte Kipphebel 19, 20, 21 fest (integral) verbunden sind, so dass die Kippbewegung des zweiten Kipphebels 20 mit der zweiten Rolle 28, die den Nocken für große Geschwindigkeit 16 berührt, auf den ersten und dritten Kipphebel 19, 21 die integral mit dem zweiten Kipphebel 20 verbunden sind, übertragen und, dass die zwei Einlassventile 11 angetrieben werden, um sich zu öffnen und zu schließen. Zu dieser Zeit läuft der Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 im Leerlauf, wobei er entfernt ist von der ersten Rolle 27 des ersten Kipphebels 19 und der emporgehobene Teil 17, der entfernt ist von der dritten Rolle 29 des dritten Kipphebels 21, läuft im Leerlauf.
So wird bei langsamer Umdrehung der Maschine 1 eins der Einlassventile 11 bei einem kleinen Hub und einer kleinen Öffnungsperiode angetrieben, und ein anderes Einlassventil 11 ist in im wesentlichen geschlossener Ruhestellung. Bei der mittleren Umdrehung der Maschine 1 können beide Einlassventile 11 bei kleinem Hub und bei kleiner Öffnungsperiode gefahren werden. Bei der hohen Umdrehung der Maschine 1 können beide Einlassventile 11 bei einem großen Hub und einer großen Öffnungsperiode angetrieben werden.
Das oben genannte ist dasselbe in Bezug auf den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 der Seite des Auslassventils 12 und auch in bezug auf den Betrieb der zwei Auslassventile 12.
Als nächstes wird die Funktion des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 beschrieben.
Wenn die Maschine 1 gestoppt wird, wird der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in einem am meisten verzögerten Zustand gehalten, in dem das Volumen der Verzögerungskammer 62 am größten ist, das Volumen der Vorrückkammer 61 null ist und der Verriegelungsstift 57 ins Verriegelungsloch 8c des Nockenkettenrades 8 eingepasst ist. Wenn die Maschine angelassen wird, arbeitet die Ölpumpe 70 und, wenn der Öldruck, der an die Vorrückkammer 61 durch das lineare Magnetventil 90 geliefert wird, einen vorbestimmten Wert übersteigt, verlässt der Verriegelungsstift 57 die Verriegelungsloch 8c durch den Öldruck, um den Betrieb der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 zuzulassen.
In diesem Zustand, wenn die relative Einschaltdauer des Einschalt-Solenoids von einem festgelegten Wert, der einer neutralen Position, beispielsweise 50%, entspricht, erhöht wird, wird der Kolben 92 aus seiner neutralen Position, was in 9 gezeigt ist, nach links bewegt, so dass der Einlasskanal 91a, der mit der Ölpumpe 70 verbunden ist, mit dem Vorrückkanal 91b durch die Rille 92a kommuniziert und der Verzögerungskanal 91c kommuniziert mit dem Abflusskanal 9 durch die Rille 92e. Daraus ergibt sich, dass der Öldruck auf die Vorrückkammer 61 des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wirkt, so dass sich die Einlassnockenwelle 9 in 6 relativ zum Nockenkettenrad 8 gegen den Uhrzeigersinn dreht und die Nockenphase der Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich zur Vorrückseite ändert. Dann, wenn eine Sollnockenphase erhalten wird, wird die relative Einschaltdauer des Einschalt-Solenoides 93 auf 50% eingestellt, um den Kolben 92 des linearen Magnetventils 90 wie in 9 gezeigt in der neutralen Position zu positionieren, wo der Einlasskanal 91a zwischen den Flächen 92b, 92c geschlossen ist, und der Verzögerungskanal 91c und der Vorrückkanal 91b werden jeweils durch die Flächen 92b, 92c geschlossen. So werden das Nockenkettenrad 8 und die Einlassnockenwelle 6 relativ zueinander fixiert, um die Nockenphase konstant zu halten.
Um die Nockenphase der Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich zur Verzögerungsseite zu ändern, wird die relative Einschaltdauer des Einschalt-Solenoides 93 von 50 verringert, um den Kolben 92 von der neutralen Position nach rechts zu verschieben, so dass der Einlasskanal 91a, der mit der Ölpumpe 70 verbunden ist, mit dem Verzögerungskanal 91c durch die Rille 92a kommuniziert und der Vorrückkanal 91b mit dem Abflusskanal 91d durch die Rille 92d kommuniziert. Wenn eine Sollnockenphase erreicht wird, wird die relative Einschaltdauer des Einschalt-Solenoides 93 auf 50% eingestellt, um den Kolben 92 wie in 9 gezeigt in der neutralen Position zu positionieren. So werden der Einlasskanal 91a, der Verzögerungskanal 91c und der Vorrückkanal 91b geschlossen, um die Nockenphase konstant zu halten.
Auf diese Weise kann eine Öffnungs-Schließ-Periode des Einlassventils 11 über einen Bereich von 30 Grad für den Rotationswinkel der Einlassnockenwelle 6 kontinuierlich vorgerückt oder verzögert werden, indem die Phase der Einlassnockenwelle 6 bezüglich der Phase der Kurbelwelle 4 mittels des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 geändert wird.
Als nächstes werden unter Bezug auf Flussdiagramme Methoden des Steuerns/Regelns des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 und Methoden des Änderns der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündperiode hinsichtlich des Einlassventils 11 beschrieben. Diejenigen hinsichtlich des Auslassventils 12 sind dieselben.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Programm zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik zwischen einer langsamen Drehzahl und einer mittleren Drehzahl durch den ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 zeigt und zum Ändern von Karten für die Kraftstoffmenge und für die Zündperiode. Das Programm wird alle festgesetzten Male durchgeführt.
In Schritt S11 wird entschieden, ob ist ein Sensor oder dergleichen außer Betrieb ist oder nicht, und wenn er außer Betrieb ist, wird in Schritt S12 eine Schließ-Anweisung zum ersten Magnetventil 85 gesendet, um die Ventilbetriebscharakteristik für langsame Geschwindigkeit zu erreichen, bei der eins der Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben wird und ein anderes Einlassventil 11 im wesentlichen geschlossen wird, um stillzustehen.
Wenn entschieden wird, in S11 nicht außer Betrieb zu sein, rückt der Fluss zu S13 vor, und wenn die Maschine 1 im Startbetrieb ist und der nach-dem-Starten-Verzögerungszeitgeber TS in S14 auf eine festgesetzte Zeit, beispielsweise 5 Sekunden, eingestellt wird, dann rückt der Fluss zu S12 vor, um das erste Magnetventil 85 zu schließen.
Wenn das Starten der Maschine 1 vollständig durchgeführt ist, geht der Fluss zu S12, um das erste Magnetventil 85 im geschlossenen Zustand beizubehalten, bis der nach-dem-Starten-Verzögerungszeitgeber die Zeit misst. Wenn die eingestellte Zeit des nach-dem-Starten-Verzögerungszeitgeber TS abläuft, nämlich, wenn 5 Sekunden nach dem Starten ablaufen, wird entschieden, ob die Kühlwassertemperatur TW niedriger als eine festgesetzte Wassertemperatur TW1 ist, beispielsweise 60*, oder nicht, nämlich, ob das Aufwärmen der Maschine abgeschlossen ist oder nicht, basierend auf einem Erfassungssignal eines Kühlwassertemperatursensors in S16. Wenn sie beim Aufwärmen ist, wird ein eine Änderung verhindernder Merker FIN zum Verhindern des Wechsels der Ventilbetriebscharakteristik durch den ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 in Schritt S17 auf "1" gesetzt, dann rückt der Fluss zum Schritt S19 vor.
Wenn das Aufwärmen abgeschlossen ist, wird der Änderung verhindernde Merker FIN in Schritt S18 auf "0" gesetzt. In Schritt S19 wird entschieden, ob der Änderung verhindernde Merker auf "1" eingestellt ist oder nicht, nämlich ob die Änderung verboten ist oder nicht, und wenn die Änderung verboten ist, wird die Schließ-Anweisung in Schritt S12 an das erste Magnetventil 85 geschickt.
Wenn der Änderung verhindernde Merken in Schritt S19 nicht "1" ist, wird in Schritt S20 entschieden, ob die Maschinendrehzahl, die durch einen Drehzahlsensor ermittelt wird, niedriger ist, als eine festgelegte Drehzahl Ne1, beispielsweise 2000 U/min, oder nicht, und wenn die Rotationsgeschwindigkeit niedriger als die festgelegte Drehzahl Ne1 ist, d. h. bei niedriger Drehzahl, rückt der Fluss zu Schritt S21 vor. Wenn die Kraftstoffeinspritzmengenkarte und das Einspritzperiodenkarte für mittlere Geschwindigkeit beim letzten Mal nicht ausgewählt wurden, d. h. wenn der erste Verbindungsänderungsmechanismus 30 aller Zylinder in Schritt S21 nicht zur Ventilbetriebscharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit geändert werden, rückt der Fluss zu Schritt S12 vor.
Wenn Karten der Kraftstoffeinspritzmenge und Zündperiode für mittlere Geschwindigkeit in S21 ausgewählt wurden, wird in S22 die Schließ-Anweisung zum ersten Magnetventil 85 geschickt, dann wird in S23 entschieden, ob der erste Öldruckschalter 88 eingeschaltet ist oder nicht, d. h. ob der Öldruck des ersten Öldruckversorgungsdurchgangs 39 niedrig ist oder nicht. Wenn das erste Magnetventil 85 von offen zu geschlossen wechselt, bis der ersten Öldruckschalter in S23 eingeschaltet wird, rückt der Fluss zu S31 vor und ferner werden eine Reihe von Bearbeitungen von Schritt S32 bis S35 durchgeführt, Einstellen von Zeit für langsame Geschwindigkeit, Einstellen des Änderungsverzögerungszeitgebers für niedrige Geschwindigkeit TL, Auswählen einer Kraftstoffeinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit, die, die im Kraftstoffeinspritzmengensteuerungs-/regelungsprogramm verwendet wird, und einer Zündperiodenkarte für mittlere Geschwindigkeit, die im Zündperiodensteuerungs-/regelungsprogramm verwendet wird, und das Einstellen des Betriebscharakteristikmerkers bei mittlerer Geschwindigkeit F1 auf „1", um die Karte für mittlere Geschwindigkeit kontinuierlich zu verwenden.
Wenn der erste Öldruckschalter 88 in S23 eingeschalten ist, wird in S24 entschieden, ob die festgelegte Zeit des Änderungsverzögerungszeitgebers für langsame Geschwindigkeit TL abgelaufen ist oder nicht. Wenn die festgelegte Zeit des Zeitgebers TL nicht abläuft, werden in S34 die Benzineinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit und die Zündperiodenkarte für mittlere Geschwindigkeit ausgewählt und der Merker Ventilbetriebscharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit wird in S35 auf "1" gesetzt.
Wenn die festgelegte Zeit des Änderungsverzögerungszeitgebers für langsame Geschwindigkeit in S24 abläuft, wird an allen Zylindern die Ventilbetriebscharakteristik geändert von der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit, bei der beide Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden, zur Ventilbetriebscharakteristik für langsame Geschwindigkeit, bei der eins der Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben wird, und ein anderes Einlassventil 11 im wesentlichen geschlossen ist, um stillzustehen. Dann wird in S25 eine Verzögerungszeit für mittlere Geschwindigkeit eingestellt und in S26 wird die Zeit im Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM1 eingestellt. Nacheinander werden die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für langsame Geschwindigkeit und die Zündperiodenkarte für langsame Geschwindigkeit durch das Kartenänderungsmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 in S27 ausgewählt, um von der Karte für mittlere Geschwindigkeit zur Karte für langsame Geschwindigkeit zu wechseln. Danach wird der Merker für Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit F1 in S28 auf "0" gesetzt, da die Ventilbetriebscharakteristik zu dieser Zeit die Ventilbetriebscharakteristik für langsame Geschwindigkeit ist.
Wenn in S20 die Motordrehzahl Ne über der gesetzten Drehzahl Ne1 ist, wird eine Öffnungs-Anweisung, d. h. eine Anweisung zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit wird in S29 zum ersten Magnetventil 85 geschickt. Und es wird in S30 entschieden, ob der erste Öldruckschalter 88 ausgeschaltet ist oder nicht, d. h., ob der Öldruck des ersten Öldruckversorgungsdurchgangs 39 hoch ist oder nicht. Wenn das erste Magnetventil 85 von "geschlossen" nach "offen" geändert wird, rückt der Fluss zu S24 vor, bis der erste Öldruckschalter 88 von "aus" nach "an" geschaltet wird und ferner werden einer Reihe von Bearbeitungen der Schritte S25 bis S28, Einstellen von Verzögerungszeit für mittlere Geschwindigkeit, Einstellung des Änderungsverzögerungszeitgebers TM1 für mittlere Geschwindigkeit, Auswahl der Kraftstoffeinspritzmengenkarte für niedrige Geschwindigkeit und der Zündperiodenkarte für langsame Geschwindigkeit, und Setzen des Merkers für Ventilbetriebscharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit auf "0" ausgeführt, um kontinuierlich die Karte für langsame Geschwindigkeit zu verwenden.
Wenn der erste Öldruckschalter 88 in S30 abgeschaltet ist, um Hochdruck des ersten Öldruckversorgungsdurchgangs 39 anzuzeigen, wird in S31 entschieden, ob der Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM1 abläuft oder nicht. Wenn die festgelegte Zeit des Zeitgebers TM1 nicht abläuft, werden in S27 die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für niedrige Geschwindigkeit und die Zündperiodenkarte für niedrige Geschwindigkeit ausgewählt und der Merken für Ventilbetriebscharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit F1 wird in S28 auf "0" gesetzt.
Wenn die festgelegte Zeit des Änderungsverzögerungszeitgebers für mittlere Geschwindigkeit TM1 in S31 abläuft, wird bei allen Zylindern die Ventilbetriebscharakteristik geändert von der Ventilbetriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit, bei der eins der Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben wird und ein anderes Einlassventil 11 im wesentlichen geschlossen ist, um stillzustehen, zur Ventilbetriebscharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit, bei welcher beide Einlassventile durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden. Dann wird in S32 eine Verzögerungszeit für langsame Geschwindigkeit eingestellt und die Zeit wird in S33 im Änderungsverzögerungszeitgeber für langsame Geschwindigkeit gesetzt. Nacheinander werden die Kraftstofteinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit und die Zündperiodenkarte für mittlere Geschwindigkeit durch das Kartenänderungsmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 in S34 ausgewählt, um von der Karte für langsame Geschwindigkeit zur Karte für mittlere Geschwindigkeit zu wechseln. Folglich wird der Merker für Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit F1 in S35 auf "1" gesetzt.
Die Zeiten, die im Änderungsverzögerungszeitgeber für langsame und mittlere Geschwindigkeit TL, TM1 eingestellt werden, werden durch ein Verzögerungszeiteinstellprogramm, das später noch erwähnt wird, passend zu einer Zeit eingestellt, die für das Vervollständigen der Änderungsaktionen des ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 aller Zylinder benötigt wird, wenn der Öldruck des ersten Öldruckversorgungsdurchgangs 39 geändert wird, und spiegeln die Eigenschaft des Öls wider, welches den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 betreibt, insbesondere seine Viskosität. Folglich wird die Ansprechbarkeit der Änderung der Ventilbetriebscharakteristik auf die Öleigenschaft berücksichtigt. Dementsprechend fallen die Zeitstellung zum Ändern der Karten für langsame und mittlere Geschwindigkeit ineinander, nachdem die Verzögerungszeit abgelaufen ist, mit der Vervollständigung des Wechsels der Ventilbetriebscharakteristik bei allen Zylindern zusammen, selbst wenn von die Öleigenschaft beispielsweise durch Änderung der Betriebsbedingung der Maschine geändert wird, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge und die Zündperiode, die für die Ventilbetriebscharakteristik über einen breiten Bereich des Maschinenbetriebes passend ist, erhalten werden können, und eine Verbesserung der Abgasemission möglich ist.
Wenn bei S11 entschieden wird außer Betrieb zu sein, wenn in S13 entschieden wird beim Starten zu sein, wenn in S15 entschieden wird, dass 5 Sekunden nach Vollendung des Startens nicht ablaufen, wenn der Änderungsverbotsmerker in S19 nicht auf "1" gesetzt ist, und wenn in S21 die Kraftstoffeinspritzmengenkarte und die Zündperiodenkarte für mittlere Geschwindigkeit ausgewählt wurden, rückt der Fluss zu S12 vor, um das erste Magnetventil 85 zu schließen. Danach wird in S25 eine Verzögerungszeit für mittlere Geschwindigkeit eingestellt, wird in S26 die Zeit im Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM1 eingestellt, werden in S27 die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für langsame Geschwindigkeit und die Zündperiodenkarte für niedrige Geschwindigkeit ausgewählt, und wird in S28 der Merker für Ventilcharakteristik bei mittlerer Geschwindigkeit wird auf "0" gesetzt.
Als nächstes wird ein Programm zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik und zum Ändern der Kraftstoffeinspritzmengenkarte und der Zündperiode zwischen mittlerer Drehzahl und hoher Drehzahl durch den zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13. 11 zeigt dieses Änderungsprogramm, welches jedesmal ausgeführt wird.
In S41 wird entschieden, ob ein Sensor oder dergleichen außer Betrieb ist oder nicht, und wenn er außer Betrieb ist, wird in S42 eine Schließ-Anweisung zum zweiten Magnetventil gesendet. In Übereinstimmung mit der Maschinenrotationsgeschwindigkeit Ne zu dieser Zeit kommen die Einlassventile 11 in diese Ventilbetriebcharakteristik für langsame Geschwindigkeit, bei der eines der Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben wird und ein anderes Einlassventil 11 im wesentlichen geschlossen ist, um stillzustehen, oder in die Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit, bei der beide Einlassventile 11 durch zwei Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden. Nachdem das zweite Magnetventil in S42 geschlossen wurde, rückt der Fluss zu S49 vor.
Falls in S41 entschieden wird nicht außer Betrieb zu sein, rückt der Fluss zu S43 und es wird entschieden, ob der Merker für Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit F1 "1" ist oder nicht, d. h. ob das Einlassventil 11 in der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit ist oder nicht. Wenn die Ventile 11 nicht in der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit sind, wird in S42 eine Schließ-Anweisung zum zweiten Magnetventil geschickt und die Ventile 11 kommen in die Ventilbetriebscharakteristik für langsame Geschwindigkeit, bei der eins der Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben wird und ein anderes Einlassventil 11 ist im wesentlichen geschlossen, um stillzustehen.
Wenn es in S43 in der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit ist, wird in S44 als nicht entschieden, ob die Motordrehzahl Ne niedriger als eine festgelegte Rotationsgeschwindigkeit Ne2, beispielsweise 500 rpm, ist und, wenn die Maschinenrotationsgeschwindigkeit niedriger als die festgelegte Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist, nämlich im Betrieb bei mittlerer Geschwindigkeit, wird in S45 mit nicht entschieden, ob der Ventilcharakteristikmerker bei hoher Geschwindigkeit F2 auf "1" eingestellt worden ist. Falls der Ventilcharakteristikmerker bei hoher Geschwindigkeit F2 "0" ist, d. h., wenn der zweite Verbindungsänderungsmechanismus 31 aller Zylinder nicht zur Ventilbetriebscharakteristik für hohe Geschwindigkeit geändert ist, rückt der Fluss vor auf S42. Zu dieser Zeit sind die Einlassventile 11 in der Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit, in welcher die Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden.
Wenn die Ventilbetriebscharakteristik für hohe Geschwindigkeit in S45 "1" gewesen ist, nachdem in S46 die Schließ-Anweisung zum zweiten Magnetventil geschickt ist, wird in S47 entschieden, ob oder nicht der zweite Öldruck, der eingeschaltet ist, d. h. der Druck vom zweiten Öldruckversorgungsdurchgang 47, niedrig ist.
Wenn das zweite Magnetventil von "offen" zu "geschlossen" wechselt, bis der zweite Öldruckschalter in S47 anschaltet, rückt der Fluss vor zu S55, ferner wird eine Reihe Bearbeitungen von S56 bis S59 durchgeführt, nämlich Einstellen von Verzögerungszeit für mittlere Geschwindigkeit, Einstellen des Änderungsverzögerungszeitgebers für mittlere Geschwindigkeit TM2, Auswählen einer Kraftstoffeinspritzmengenkarte für hohe Geschwindigkeit und einer Zündperiodenkarte für hohe Geschwindigkeit, und das Einstellen des Betriebscharakteristikmerkers bei hoher Geschwindigkeit F2 auf „1", um die Karte für hohe Geschwindigkeit kontinuierlich zu verwenden.
Wenn der zweite Öldruckschalter eingeschalten wird, um in Schritt S47 den Druck zu senken, wird in Schritt S48 beurteilt, ob oder nicht die festgelegte Zeit mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM2 abläuft. Wenn die Zeit nicht mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM2, werden in Schritt S88 die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für große Geschwindigkeit und die Zündzeitpunktkarte für große Geschwindigkeit ausgewählt, und der Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 wird in Schritt S89 auf "1" gesetzt.
Wenn die eingestellte Zeit mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM2 in Schritt S48 abläuft, werden alle Zylinder von der Ventilbetriebscharakteristik für hohe Geschwindigkeit, bei der beide Einlassventile 11 durch den Nocken für große Geschwindigkeit 16 angetrieben werden, zur Ventilbetriebscharakteristik für mittlere Geschwindigkeit geändert, in der beide Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden. Die Verzögerungszeit für große Geschwindigkeit wird in Schritt S49 eingestellt und die Zeit wird in dem Änderungsverzögerungszeitgeber für hohe Geschwindigkeit TH in Schritt S50 eingestellt. Nacheinander werden in Schritt S51 die für mittlere Geschwindigkeit und die Zündzeitpunktkarte für mittlere Geschwindigkeit durch das Kartenänderungsmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 ausgewählt, wobei von der Karte für große Geschwindigkeit zur Karte für mittlere Geschwindigkeit gewechselt wird. Danach sind in Schritt S52 die Ventilbetriebsmerkmale zu dieser Zeit Ventilbetriebscharakteristiken für mittlere Geschwindigkeit, und folglich wird der Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 auf "0" gesetzt. Wenn in Schritt S44 die Motordrehzahl gleich oder größer als die eingestellte Drehzahl Ne2 ist, wird ein Ventilöffnungsbefehl des zweiten Magnetventils, d. h. eine Änderungsanweisung zu den Ventilbetriebsmerkmalen bei hoher Geschwindigkeit, in Schritt S53 herausgegeben. Und in Schritt S54 wird beurteilt, ob der zweite Öldruckschalter ausgeschaltet ist oder nicht, d. h. ob der Öldruck des zweiten Öldruckversorgungsdurchgangs 47 auf einen hohen Druck erhöht wird oder nicht. Zur Zeit des Änderns vom Schließen des zweiten Magnetventils zum Öffnen desselben, solange der zweite Üldruckschalter in Schritt S54 von an nach aus geschaltet wird, fährt der Fluss bei Schritt S48 fort, und außerdem werden eine Reihe von den Prozessen in den Schritten S49 bis S52 durchgeführt, beispielsweise Setzen der Verzögerungszeit, d. h. Einstellen der Verzögerungszeit für hohe Geschwindigkeit, Einstellen des Änderungsverzögerungszeitgebers für hohe Geschwindigkeit TH, Auswahl der Kraftstoffeinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit und der Zündzeitpunktkarte für mittlere Geschwindigkeit, und das Einstellen des Betriebscharakteristikmerkers für hohe Geschwindigkeit F2 auf „0", um die Karte für mittlere Geschwindigkeit kontinuierlich zu verwenden.
Wenn der zweite Öldruckschalter ausgeschaltet wird, um den Druck des zweiten Öldruckversorgungsdurchgangs 47 in Schritt S54 zu erhöhen, wird in Schritt S55 beurteilt, ob die festgelegte Zeit mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für hohe Geschwindigkeit TH abläuft oder nicht. Wenn die festgelegte Zeit nicht mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für hohe Geschwindigkeit TH abläuft, werden die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit und die Zündzeitpunktkarte für mittlere Geschwindigkeit in Schritt S51 ausgewählt, und der Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 wird in Schritt S52 auf "0" eingestellt.
Wenn die festgelegte Zeit mit dem Änderungsverzögerungszeitgeber für hohe Geschwindigkeit TH in Schritt S55 abläuft, wechseln alle Zylinder von Ventilbetriebscharakteristiken bei mittlerer Geschwindigkeit, bei denen beide Einlassventile 11 durch den Nocken für langsame Geschwindigkeit 15 angetrieben werden, zu Ventilbetriebscharakteristiken bei hoher Geschwindigkeit, bei denen beide Einlassventile 11 durch den Nocken für große Geschwindigkeit 16 angetrieben werden. Und die Verzögerungszeit für mittlere Geschwindigkeit wird in Schritt S56 eingestellt und die Zeit wird im Änderungsverzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM2 in Schritt S57 eingestellt. Nacheinander werden in Schritt S58, die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für große Geschwindigkeit und die Zündzeitpunktkarte für große Geschwindigkeit durch Kartenänderungsmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 ausgewählt, wobei man von der Karte für mittlere Geschwindigkeit zur Karte für große Geschwindigkeit wechselt. Danach wird in Schritt S59 der Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 auf "0" eingestellt.
In diesem Schritt wird auch, die Verzögerungszeit, die im Verzögerungszeitgeber für mittlere Geschwindigkeit TM2 und hohe Geschwindigkeit TH zu setzen ist, in Übereinstimmung mit einem Zeitabschnitt eingestellt, in dem sich der Öldruck des zweiten Öldruckversorgungsdurchgangs 47 ändert, und der zweite Verbindungsänderungsmechanismus 31 aller Zylinder Änderungstätigkeiten abgeschlossen hat, und die Werte werden in dem unten beschriebenen Verzögerungszeiteinstellprogramm eingestellt, ebenso wie die Verzögerungszeit im ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30. Dementsprechend beeinflussen Öleigenschaften die Zeit, und selbst wenn sich die Öleigenschaften wegen der Änderung des Antriebzustands der Maschine ändern, ist die zeitliche Koordinierung des Wechselns zwischen beiden Karten für mittlere Geschwindigkeit und beiden Karten für hohe Geschwindigkeit, nachdem diese Verzögerungszeit abgelaufen ist, fällt im wesentlichen mit einer Zeiteinteilung zusammen, bei der das Ändern der Ventilbetriebscharakteristiken aller Zylinder vollständig ist. Aus diesem Grund werden die Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt passend für die Ventilbetriebscharakteristik in einem breiten Bereich einer Maschinenantriebsregion eingestellt, wodurch man eine Verbesserung bei der Abgasemission ermöglicht.
In dieser Verbindung, wenn in Schritt S41 geurteilt wird, dass ein Fehler auftritt, wenn der Ventilbetriebscharakteristikmerker für mittlere Geschwindigkeit F1 in Schritt S43 nicht auf "1" gesetzt ist, und wenn der vorhergehende Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 in Schritt S45 nicht auf "1" gesetzt ist, fährt der Fluss bei Schritt S42 wie oben beschrieben fort, und das zweite Magnetventil ist geschlossen, danach wird die Verzögerungszeit für hohe Geschwindigkeit in Schritt S49 eingestellt, und die Zeit wird in Schritt S50 im Änderungsverzögerungszeitgeber für hohe Geschwindigkeit TH eingestellt, die Kraftstoffeinspritzmengenkarte für mittlere Geschwindigkeit und die Zündzeitpunktkarte für mittlere Geschwindigkeit werden in Schritt S51 ausgewählt, und der Ventilbetriebscharakteristikmerker für hohe Geschwindigkeit F2 wird in Schritt S52 auf "0" gesetzt.
Ein Aspekt der Steuerung/Regelung eines Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm beschrieben.
Ein Flussdiagramm von 12 zeigt ein Programm zur Berechnung einer Sollnockenphase und dieses Programm wird bei jedem Durchlauf durchgeführt.
Zuallererst wird, wenn die Brennkraftmaschine 1 in Schritt S61 zum Starten angetrieben wird, ein gestarteter-Zustand-Nockenphasensteuerungs/-regelungsdeaktivierungszeitgeber TS in S62 auf eine festgelegte Zeit, beispielsweise 5 sec eingestellt, ein Ventilphasenänderungsmechanismusbetriebveizögerungszeitgeber TD in Schritt S63 auf eine festgelegte Zeit, beispielsweise 5 sec, gesetzt und eine Sollnockenphase CM wird in Schritt S64 auf "0" gesetzt, und ein Ventilphasenänderungsmechanismussteuerungs-/regelungsaktivierungsmerker F, der anzeigt, ob der Betrieb des Ventilphaseänderungsmechanismus 50 zu aktivieren ist, wird in Schritt S65 auf "0" eingestellt und der Betrieb wird deaktiviert.
Wenn die Brennkraftmaschine 1 das Starten durchgeführt hat, bis die festgelegte Zeit mit dem gestarteter-Zustand-Nockenphasensteuerungs/-regelungsdeaktivierungszeitgeber TS in Schritt S66 abläuft, rückt der Fluss zu Schritt S63 vor und durchläuft der Reihe nach die Schritte S64 und S65 und der Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird deaktiviert. Wenn die festgelegte Zeit mit dem gestarteter-Zustand-Nockenphasensteuerungs/-regelungsdeaktivierungszeitgeber TS abläuft, und 5 sec nach denn Starten ablaufen, geht der Fluss zu Schritt 67 über. Falls ein Ventilphasenänderungsmechanismusfehlermarker FNG in Schritt S67 auf "1" gesetzt ist, oder ein anderer Fehler eines Sensors etc als der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 eines Sensors etc. in Schritt S68 auftritt, geht der Fluss zu Schritten S63 bis S65 über, und der Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 ist deaktiviert.
Wenn eine Störung in den beiden Schritten S67 und S68 nicht auftritt, wird in Schritt S69 entschieden, ob die Brennkraftmaschine 1 im Leerlauf angetrieben wird oder nicht. Während des Fahrens im Leerlauf ist z. B. eine Drosselventilöffnung, die durch einen Drosselventilöffnungssensor erfasst wird, in einem völlig geschlossenen Zustand und auch, wenn die Motordrehzahl, die durch einen Drehzahlsensor ermittelt wird, in der Nähe von 700 rpm ist, geht der Fluss zu Schritt S63 bis S65 über und der Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird deaktiviert.
Wenn sie in Schritt S70 nicht im Leerlauf angetrieben wird, wird entschieden, ob die Kühlmitteltemperatur TW, die durch einen Kühlmitteltemperatursensor erfasst wird, zwischen einem untersten Wert TW2, beispielsweise 0°C und ein oberster Wert TW3, beispielsweise 110°C ist oder nicht. In Schritt S71 wird wiederum beurteilt, ob Motordrehzahl Ne, die durch den Drehzahlgeber ermittelt wird, höher ist als ein unterster Wert Ne3, beispielsweise 1500 rpm, ist oder nicht, und wenn entsprechende Bedingungen der Schritte S70 und S71 nicht erfüllt sind, rückt der Fluss auf Schritte S63 bis S65 vor und der Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird deaktiviert.
Wenn in Schritt S71 entschieden wird, dass die Motordrehzahl Ne höher ist als der unterste Wert Ne3, rückt der Fluss zu Schritt S72 weiter, so dass der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 betrieben wird. In Schritt S72, wird eine Karte eine Sollnockenphase abgerufen, die durch Gebrauch eines negativen Ansaugminusdrucks und der Motordrehzahl als Parameter festgelegt ist. Hier ist ein Mittel für das Abrufen einer Sollnockenphase CM in Schritt S72 ein Sollphaseneinstellmittel.
In Schritt S73, wird der Wert, der durch Abrufen in Schritt S72 beschafft wurde, als die Sollnockenphase CM festgelegt. Um in Schritt S74 ein Nachhinken (Pendeln um den Nennwert) zu verhindern, wenn der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 von einem nicht-in-Betrieb-Zustand in einen in-Betrieb-Zustand gebracht wird, nachdem der Ventilphasenänderungsmechanismusbetriebsverzögerungszeitgeber TD erwartet, dass die Zeit abläuft, wird der Ventilphasenänderungsmechanismusaktivierungsmerker F in Schritt S75 auf "1" gesetzt und der Betrieb der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird aktiviert.
Ein Flussdiagramm von 13 zeigt ein Programm zur Rückkoppelsteuerung/regelung für eine Nockenphase mittels des Ventilphasenänderungsmechanismus 50, und dieses Programm wird bei jedem Durchlauf durchgeführt.
Zuallererst, wenn ein Ventilphasenänderungsmechanismusfehlermarker FNG in Schritt S81 nicht auf "1" eingestellt ist und der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 normal ist, und ferner der Ventilphasenänderungsmechanismusaktivierungsmarker F in Schritt S82 auf "1" eingestellt ist und der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Betrieb ist, wird eine Abweichung DM zwischen der in einem Sollnockenphasen-Berechnungsprogramm berechneten Sollnockenphase CM und einer tatsächlichen Nockenphase C, die eine aktuelle Nockenphase ist, die in Schritt S83 von den Ausgaben eines Einlassnockenwellensensors 67 und eines Kurbelwellensensor errechnet wird, und in Schritt S84 wird auch eine Differenz DC zwischen einer realem Nockenphase C(n – I) in einer vorhergehenden Schleife und einer reale Nockenphase C(n) in einer gegenwärtigen Schleife errechnet. Hier ist ein Mittel zur Berechnung der realen Nockenphase C aus den Ausgaben des Einlassnockenwellensensors 67 und des Kurbelwellensensors eine Phasenerfassungsmittel.
Wenn der Ventilphasenänderungsmechanismussteuerungs-/regelungsaktivierungsmarker F im nächsten Schritt S82 von "0" zu "1" wechselt, d. h. falls der Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in einer vorliegenden Schleife von deaktiv zu aktiv geändert wird, geht der Fluss zu Schritt S86 über, und die Abweichung DM wird mit einem ersten Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1, beispielsweise ein Wert, der einem Kurbelwinkel von 10° entspricht. Daraus ergibt sich dass, wenn die Abweichung DM größer als der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1 ist, in Schritt S87 ein Vorwärtssteuerungs-/regelungsmarker FFF auf "1" eingestellt wird, und der Ventilphasenänderungsmechanismus 50, der eigentlich rückkoppelgesteuert/regelt sein sollte, vorwärtsgesteuert/regelt ist.
Das heißt, nachdem in einer gegenwärtigen Schleife eine manipulierte Variable D(n) des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S89 auf einen obersten Wert DH1 gesetzt ist, wird eine relative Einschaltdauer DOUT eines linearen Magnetventils 90 des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S103 als eine gegenwärtige, manipulierte Variables D(n) eingesetzt. In den folgenden Schleifen werden, da das Entscheidungsresultat in Schritt S85 NEIN ist und auch das Entscheidungsresultat in Schritt S90 JA ist, die Abweichung und der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1 wieder in Schritt S86 größenmäßig verglichen, und solange die Abweichung DM größer ist, geht der Fluss über die Schritte S87 bis S89 zu Schritt S103.
Entsprechend wird, wenn eine Abweichung DM zwischen einer Sollnockenphase CM und einer reale Nockenphase C groß ist, wenn der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 Steuern/Regeln angefangen hat, eine momentane, manipulierte Variables D(n) der Ventilphasenänderungssteuerung/regelung auf den obersten Wert DH1 eingestellt, der eine Konstante ist, solange der Zustand anhält, wobei der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 vorwärtsgesteuert/-regelt ist. Wie oben erwähnt, wird die Vorwärtssteuerung/regelung nur fortgeführt, solange Konvergenz befürchtet wird, da die Abweichung DM groß ist, mit dem Ergebnis, dass Vertrauenswürdigkeit und Konvergenz kompatibel gemacht werden können.
Falls die Abweichung DM gleich oder kleiner als der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1 am Anfang der Steuerung in Schritt S86. ist, oder falls die Abweichung DM gleich oder kleiner als der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1 während der vorher erwähnten Vorwärtssteuerung/regelung wird, wird der Vorwärtssteuerungs-/regelungsmarker FFF des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S91 auf "0" gesetzt, und der Fluss geht zu Schritt S92. Wenn in Schritt S92 ein vorhergehender Integralterm D1(n – 1) Null ist, wird ein vorhergehender Integralwert D1(n – 1) in Schritt S93 auf einen Ausgangswert eingestellt.
In Schritt S94 wird die Abweichung DM (falls die Sollnockenphase CM größer ist, als die reale Nockenphase C) mit einem zweiten Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D2, der kleiner ist als das erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1, verglichen. Dieses ergibt, dass, wenn die Abweichung DM zwischen beiden groß ist, nachdem eine momentane, manipulierte Variable D(n) auf einen obersten Wert DH2 in Schritt S95 eingestellt ist, die relative Einschaltdauer DOUT des linearen Magnetventils 90 als die momentane manipulierte Variable D(n) in Schritt S103 gesetzt wird.
Ebenso wird in Schritt S96 die Abweichung DM (falls die Sollnockenphase CM kleiner ist als die reale Nockenphase C) mit einem dritten Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D3 verglichen, der im Absolutwert kleiner ist als der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1. Dies ergibt, dass, wenn die Abweichung DM zwischen beiden groß ist, die relative Einschaltdauer DOUT des linearen Magnetventils 90 als die momentane, manipulierte Variables D(n) in Schritt S103 gesetzt wird, nachdem eine momentane, manipulierte Variables D(n) auf einen untersten Wert DL2 in Schritt S97 gesetzt ist.
Folglich, selbst nachdem die Abweichung DM der erste Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D1 oder kleiner in Schritt S86, bis die Abweichung DM in den Schritten S94, S96 der zweite und dritte Vorwärtssteuerungs-/regelungsentscheidungswert D2, D3 oder kleiner wird, wird die vorliegende, manipulierte Variable D(n) wird vom obersten Wert DH1 zum obersten Wert DH2 oder untersten Wert DL2 geschalten und die Vorwärtssteuerung/regelung fährt fort, wobei die Vertrauenswürdigkeit und die Konvergenz als kompatibel gemacht verstanden.
Wenn der Absolutwert der Abweichung DM genug durch die vorher erwähnte Vorwärtssteuerung/regelung reduziert ist und beide Schritte S94 und S96 in Versagen enden, nachdem ein proportionaler Verstärkungsterm KP, ein integraler Verstärkungsterm K1 und differentialer Verstärkungsterm KV in Schritt S98 berechnet wurden, um PID Rückkoppelsteuerung/regelung durchzuführen, werden jeweils ein proportionaler Term DP, ein integraler Term D1 und ein differentialer Term DV durch die folgende Gleichung in Schritt S99 berechnet: DP = KP*DM DI = KI*DM + DI(n – 1) DV = KV*DC
In Schritt S100 wird die momentane, manipulierte Variable D(n) der PID- Rückkoppelsteuerung/regelung berechnet als Summe des proportionalen Terms DP, des integralen Terms DI und des differentialen Terms DV.
Nacheinander wird in den Schritten S101 und S102 ein Grenzwertverfahren der vorliegenden manipulierten Variablen D(n) durchgeführt. Das heißt, wenn das vorliegende manipulierte variable D(n) einen obersten Wert DH3 im Schritt S101 übersteigt, wird ein oberster Wert DH2 in Schritt S95 als die momentane, manipulierte Variable D(n) festgelegt, und auch, wenn in Schritt S102 die gegenwärtige, manipulierte Variables D(n) kleiner ist, als ein unterster Wert DL3, wird in ein Schritt S97 ein unterster Wert DL2 als die vorliegende manipulierte Variable D(n) eingestellt. In Schritt S103 wird die vorliegende manipulierte Variable D(n) als die relative Einschaltdauer DOUT des linearen Magnetventils 90 verwendet, und der Ventilphasenänderungsmechanismus ist rückkoppelgesteuert/regelt, so dass die Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der reale Nockenphase C auf Null konvergiert.
Mittlerweile wenn der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S81 versagt und eine Ventilphasenänderungsmechanismusfehlermerker FNG auf "1" eingestellt ist, wird in Schritt S105 über Schritt S104 ein Wert der vorliegenden manipulierten Variablen D(n) eingestellt auf beispielsweise ein Fehlerbeseitigungsfestlegungswert DT, der zur 50% Relativen Einschaltdauer des linearen Magnetventils 90 äquivalent ist, und im nächsten Schritt S106 wird ein Fehlerbeseitigungszeitgeber TNG eingestellt. Solange die festgelegte Zeit mit dem Fehlerbeseitigungszeitgeber TNG von einer folgenden Schleife abläuft, ist ein Entscheidungsresultat in Schritt S104 NEIN und die vorliegende manipulierte Variable C(n) wird in Schritt S107 auf "0" gesetzt.
Entsprechend einer solchen Steuerung/Regelung wird für den Fall, dass der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 fehlschlägt, der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in einen winkelbezogen am meisten verzögerten Zustand eingestellt, und außerdem verbindet das lineare Magnetventil 90 unverzüglich einen Einlasskanal 91a mit einem winkeligen Vorrückkanal 91b innerhalb einer festgelegten Zeit, und der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 kann zu einer winkelbezogen vorgerückten Seite betrieben werden. Daraus ergibt sich, dass, falls ein Fehler wegen Fressen aufgrund von Staub auftritt, oder falls in einem Moment eine Fehlentscheidung durch Pulsieren etc. des Öldruckkreises getroffen wird, der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 oder das lineare Magnetventil 90 automatisch wieder zu einem normalen Zustand gelangen können.
Außerdem, wenn der Ventilphasenänderungsmechanismussteuerung-/regelungaktivierungsmerker F in Schritt S82 auf "0" eingestellt ist und der Betrieb der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 deaktiviert ist, wird der Ventilphasenanderungsmechanismusvorwärtssteuerungs-/regelungsmerker FFF in Schritt S108 auf "0" gesetzt, und nachdem die vorliegende manipulierte Variable D(n) des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S109 auf den untersten Wert DL1 eingestellt wurde, wird wiederum die Relative Einschaltdauer DOUT des linearen Magnetventils 90 der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in Schritt S103 als die momentane manipulierte Variable D(n) festgelegt.
Ein Flussdiagramm von 14 ist ein Flussdiagramm von Ventilbetriebscharakteristiken durch den ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30 und ein Änderungsprogramm der beiden Karten (Diagramme) für Kraftstoffeinspritzmenge und Zündzeitpunkt, wie in 10 gezeigt, das ein Zeitverzögerungseinstellprogramm indiziert, das in den entsprechenden Schritten S25 und S32 ausgeführt wird, zum Einstellen einer Verzögerungszeit, die in den entsprechenden Änderungsverzögerungszeitgebern für langsame und mittlere Geschwindigkeit TL, TM1 einzustellen ist.
Durch Verwenden der Differenz DC zwischen der vorhergehenden realen Nockenphase C(n – 1) und der momentanen realen Nockenphase C(n), die in der Rückkoppelsteuerung/-regelung der Nockenphase durch den Ventilphasenänderungsmechanismus 50 berechnet wurde, d. h. einer Änderungsgeschwindigkeit der realen Nockenphase C, und der Relativen Einschaltdauer einer Strommenge, die zum Halten eines Kolbens 92 des linearen Magnetventils 90 in einer neutralen Position anhand einer Relativen Einschaltdauer gesteuert/geregelt ist, werden die Eigenschaften des Öls, das ein Arbeitsöl ist, ermittelt und eine Verzögerungszeit wird basierend auf den ermittelten Öleigenschaften festgelegt.
Zuerst wird in Schritt S111 beurteilt, ob die Kühlmitteltemperatur TW niedriger ist als ein eingestellter Wert TW4 (beispielsweise 80°C), der niedriger ist als eine Vorwärmungsentscheidungstemperatur, die auf einem Detektionssignal von einem Kühlmitteltemperatursensor basiert, oder nicht. Wenn die Kühlmitteltemperatur TW niedriger als der eingestellte Wert TW4 ist, da die Öltemperatur verschiedene Werte entsprechend einem Zustand der Brennkraftmaschine 1 annimmt, sind die Öleigenschaften, die durch die Viskosität eines Öls dargestellt werden, verschieden. Folglich ist es notwendig, die Öleigenschaften zu kennen, einschließlich der Viskosität eines Öls, so dass die Betriebsvertrauenswürdigkeit eines Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 abhängig von den Öleigenschaften d. h. eine Zeit, die für den Änderungsvorgang benötigt wird, genau berechnet wird. Andererseits, wenn die Kühlmitteltemperatur TW gleich oder größer als der festgelegte Wert TW4 ist, treten große Änderungen in der Betriebsvertrauenswürdigkeit des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 wegen Änderungen in der Öltemperatur nicht auf. Folglich fährt Steuerung zum Schritt S112 fort, falls in Schritt S111 geurteilt wird, dass die Kühlmitteltemperatur TW gleich oder größer als der festgelegte Wert TW4 ist, und Verzögerungszeit ist konstant bei einem festgelegten Wert (ein fester Wert), beispielsweise 0,2 sec.
Wenn die Kühlmitteltemperatur TW niedriger ist, als der festgelegte Wert TW4, wird in Schritt S113 beurteilt, ob oder nicht die Motordrehzahl Ne sich im Bereich des festgelegten untersten Wertes Ne5 und des festgesetzten obersten Wertes Ne6, der die Änderungsgeschwindigkeit der Ventilbetriebscharakteristik durch den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 enthält, befindet, beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 rpm, basierend auf einem Detektionssignal vom Drehzahlgeber. Wenn die Motordrehzahl außerhalb dieses Bereichs ist, wird Verzögerungszeit in Schritt S112 als ein festgelegter Wert eingestellt.
Wenn geurteilt wird, dass sich die Motordrehzahl Ne innerhalb des festgelegten Bereichs in Schritt S113 befindet, wird in Schritt S114 geurteilt, ob die momentane Sollnockenphase CM(n) von der vorhergehenden Sollnockenphase CM(n – 1) abweicht oder nicht, und falls dort eine Änderung ist, wird in Schritt S115 geurteilt, ob die festgelegte Zeit mit einem ersten Zeitgeber T1 mit dem Durchlaufen von einer festgesetzten Zeit, beispielsweise einer vorbestimmen Zeit einer Zeitdauer von 1 bis 2 sec, abläuft oder nicht, und wenn die festgelegte Zeit abläuft, nachdem die festgelegte Zeit im erst Zeitgeber T1 in Schritt S116 eingestellt ist, fährt der Fluss fort zu Schritt S112.
Im Falle, dass in Schritt S115 geurteilt wird, dass die festgelegte Zeit nicht mit dem ersten Zeitgeber T1 abgelaufen ist, wird in Schritt S117 eine Verzögerungszeit unter Bezugnahme auf eine Karte (Diagramm) erhalten, die eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der Differenz DC, wie in 16 gezeigt, anzeigt, basierend auf dem Unterschied DC zwischen der vorhergehenden realen Nockenphase C(n – 1) und der momentanen realen Nockenphase C(n), welcher in Schritt S84 im Flussdiagramm des Rückkoppelsteuerungs-/regelungsprogramms von 13 erworben wird. Hier ist ein Mittel zum Erwerben des Unterschieds DC zwischen der vorhergehenden realen Nockenphase C(n – 1) und der momentanen realen Nockenphase C(n) in Schritt S84 ein Phasenänderungsgeschwindigkeitberechnungsmittel zur Berechnung einer Änderungsgeschwindigkeit einer Phase, das ein Arbeitsöleigenschafterfassungsmittel bildet. Außerdem ist ein Mittel zum Erwerben einer Verzögerungszeit in Schritt S117 ein Verzögerungszeiteinstellmittel. In dieser Verbindung werden jeweils zwei Arten von Karten (Diagrammen) zum Gebrauch in den vorher erwähnten Schritten S25 und S32 vorbereitet und werden in einem Speicher einer elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 gespeichert.
Der Grund, warum es möglich ist, die Öleigenschaften vom Unterschied DC zwischen der vorhergehenden realen Nockenphase C(n – 1) und der momentanen realen Nockenphase C(n) ist der, dass der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 als eine Vorrichtung zum Ändern einer Nockenphase durch den Druck des Öls betrieben wird, und dass das Verhalten von den Öleigenschaften wie Viskosität des Öls usw. abhängt.
Das heißt, im Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird Öl kontrolliert durch das lineare Magnetventil 90 an eine winklige Vorrückkammer 61 und eine winklige Verzögerungskammer 62 des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 geliefert, um eine Einlassnockenwelle 6 zu drehen.
Dementsprechend beginnt, nachdem das lineare Magnetventil 90 anfängt einen Öffnungsbereich eines Vorrückkanals 91b und eines Verzögerungskanals 91c zu steuern/regeln, und ferner, nachdem das Öl durch den Öldurchgang geht und in die Vorrückkammer 61 oder die Verzögerungskammer 62 fließt, die Einlassnockenwelle 6 durch einen Unterschied im Öldruck zwischen der Vorrückkammer 61 und der Verzögerungskammer 62 sich zu drehen, und ein Zustand des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 verändert sich, bis die Rotation endet. Es ist offensichtlich, dass so die Zustandsänderung von den Öleigenschaften abhängt, die durch die Viskosität des Öls dargestellt werden (Öltemperatur ist ein Index, der die Öleigenschaften anzeigt, aber diese hängt schließlich auch mit der Viskosität eines Öls zusammen). Folglich ist es möglich, die Eigenschaften des Öls zu ermitteln basierend auf dem Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus 50. Hier spiegelt der Umdrehungszustand der Einlassnockenwelle 6 das Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wider, nachdem das Öl in die Vorrückkammer 61 oder in die Verzögerungskammer 62 fließt, und die Öleigenschaften werden aus einem solchen Umdrehungszustand ermittelt.
Diese festgelegte Zeit wird unter Berücksichtigung einer Folgeeigenschaft der realen Nockenphase C in Bezug auf die Sollnockenphase CM bestimmt (es liegt auf der Hand, dass diese Folgeeigenschaft die oben genannten Öleigenschaften reflektiert) und das Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 wird festgestellt für eine Zeitspanne sofort, nachdem die Änderungen der Sollnockenphasen CM genauer die Öleigenschaften reflektieren, weil der Vorrückkanal 91b oder der Verzögerungskanal 91c des linearen Magnetventils 90 völlig geöffnet ist. Nachdem diese festgelegte Zeit abgelaufen ist, nach der Betriebsvertrauenswürdigkeit des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 zu urteilen, ist es sehr gut möglich, dass die tatsächliche Nockenphase in der Nähe der Sollnockenphase CM ist und folglich der Kolben 92 des linearen Magnetventils 90 in einem Zustand ist, sich einer neutralen Position für das Verschließen des Vorrückkanals 91b und des Verzögerungskanals 91c zu nähern, und dass die Änderung der realen Nockenphase C nicht genau die Öleigenschaften reflektiert. Aus diesem Grund ist die Verzögerungszeit ausgelegt, zu diesem Zeitpunkt nicht aus der Änderung der realen Nockenphase C festgelegt zu werden.
Wenn in Schritt S114 geurteilt wird, dass die Sollnockenphase sich nicht ändert, wird in Schritt S118 beurteilt, ob oder nicht der Absolutwert des Unterschieds zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase innerhalb eines Wertes äquivalent zu 2° im Kurbelwinkel ist, d. h. ob die reale Nockenphase C zur Sollnockenphase CM konvergiert oder nicht. Wenn in Schritt S118 geurteilt wird, dass es eine Konvergenz gibt, wird in Schritt S119 geurteilt, ob die festgelegte Zeit mit einem zweiten Zeitgeber T2 mit dem Ablauf einer festgelegten Zeit, beispielsweise 0,5 sec abläuft oder nicht, und wenn die festgelegte Zeit nicht abgelaufen ist, rückt der Prozess zu Schritt S112 vor. Diese festgelegte Zeit ist eine Wartezeit, bis die reale Nockenphase C mit der Sollnockenphase CM von der Nähe der Sollnockenphase CM zusammenfällt und der Kolben 92 des linearen Magnetventils 90 eine neutrale Position erreicht.
Wenn in Schritt S119 bestimmt wird, dass die festgelegte Zeit des zweiten Zeitgebers T2 abläuft, wird bestimmt, dass eine Nockenphase, d. h. eine Phase eines Einlassventils 11, gleich der festzulegenden Sollnockenphase CM ist, und nachdem eine festgelegte Zeit im zweiten Zeitgeber T2 in Schritt S120 eingestellt ist, wird in Schritt S121 eine Verzögerungszeit unter Bezugnahme auf ein Diagramm (Karte) erzielt, das, wie in 17 gezeigt, eine Beziehung zwischen einer Verzögerungszeit und einer relativen Einschaltdauer basierend auf der relativen Einschaltdauer des linearen Magnetventils 90 veranschaulicht, wenn sich der Kolben 92 in einer neutralen Position befindet. Hier, in einem Ventilbetriebssteuer-/regelmittel der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76, ist ein Mittel für die Bestimmung einer relativen Einschaltdauer einer Strommenge zum Halten des Kolbens 92 des linearen Magnetventils 90 in einer neutralen Position ein Arbeitsöleigenschafterfassungsmittel. Außerdem ist ein Mittel für das Erwerben einer Verzögerungszeit in Schritt S121 ein Verzögerungszeiteinstellungsmittel. Ähnlich zum Diagramm (Karte), das eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und einem Unterschied D, wie in 16 gezeigt, veranschaulicht, sind jeweils zwei Arten von Karten zum Gebrauch in den vorher erwähnten Schritten S25 und S32 vorbereitet und sind in einem Speicher der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 gespeichert.
Die Öleigenschaften können durch die relative Einschaltdauer des linearen Magnetventils 90 ermittelt werden, wenn der Kolben 92 zum Halten der Nockenphase bei einem konstanten Wert in einer neutralen Position ist, da ein Spulenteil des linearen Magnetventils 90 durch eine Atmosphärentemperatur beeinflusst wird und sich sein Widerstandswert ändert. Das heißt, in einem Zustand, in dem das lineare Magnetventil 90 aufgewärmt wird, ist eine Strommenge, wenn der Kolben 92 die neutralen Position innehat, so eingestellt, dass eine relative Einschaltdauer 50% beträgt, aber da eine Spulentemperatur des linearen Magnetventils 90 auch während des Aufwärmens niedrig ist und sein Widerstandswert kleiner ist als ein Wert nach dem Aufwärmen, kann elektrischer Strom in Bezug auf das lineare Magnetventil 90 einfach fließen. Wenn Strom, wie oben erwähnt, in einem Zustand einfach fließen kann, in dem eine Batteriespannung während des Aufwärmens und nach dem Aufwärmen konstant ist, ist eine Strommenge für das Behalten einer neutralen Position des Kolbens 92 die gleiche, aber die relative Einschaltdauer kann kleiner sein als die nach dem Aufwärmen, und da die Spulentemperatur niedriger ist, ist die relative Einschaltdauer kleiner. Andererseits, wie oben erwähnt, da die Öltemperatur auch während des Aufwärmens niedrig ist, ist die Viskosität als eine Öleigenschaft größer als diejenige, nachdem aufgewärmt ist, und da die Öltemperatur niedriger ist, ist die Viskosität größer.
Dementsprechend ist es möglich, die Viskosität als Öleigenschaft durch die relative Einschaltdauer des linearen Magnetventils 90 zu ermitteln, wenn der Kolben 92 die neutrale Position einnimmt d. h., wenn die Nockenphase konstant gehalten wird.
Wenn in Schritt S118 geurteilt wird, dass die reale Nockenphase C nicht zur Sollnockenphase CM konvergiert, und wenn in Schritt S122 beurteilt wird, dass die festgelegte Zeit eines dritten Zeitgebers T3 mit dem Ablauf einer festgelegte Zeit, beispielsweise eine vorbestimmte Zeit eines Zeitabschnitts von 1 bis 2 sec, um ist, fährt der Fluss zu Schritt S112 fort, nachdem die festgelegte Zeit im dritten Zeitgeber T3 in Schritt S123 eingestellt ist.
Wenn in Schritt S122 bestimmt wird, dass die festgelegte Zeit mit dem dritten Zeitgeber T3 nicht abgelaufen ist, fährt der Fluss zu Schritt S117 fort, und die Verzögerungszeit wird basierend auf der Differenz DC erworben. In dieser Verbindung hat die festgelegte Zeit des dritten Zeitgebers T3 den gleichen Sinn, wie die festgelegte Zeit, die im ersten Zeitgeber T1 eingestellt ist.
Auch im Flussdiagramm der Ventilbetriebscharakteristik durch einen zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 und des Änderungsprogramms von den Karten der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zündzeitpunktes, wie in 11 gezeigt, um die Verzögerungszeit einzustellen, die in entsprechenden Zeitgebern für mittlere Geschwindigkeit und hohe Geschwindigkeit TM2, TH festzulegen ist, wird das unten erwähnte Programm auch als Verzögerungszeiteinstellprogramm verwendet, das an den jeweiligen Schritten S49 und S56 ausgeführt wird. Nämlich, als ein Einstellbereich der Motordrehzahl Ne bei Schritt S113 im Flussdiagramm eines Programms zur Einstellung der Verzögerungszeit des oben erwähnten Verbindungsänderungsmechanismus 30, wird entsprechend der unterste Wert zu 4000 rpm und der oberste Wert Ne6 zu 6000 rpm geändert, wobei die anderen Schritten dieselben bleiben.
In dieser Verbindung wird das gleiche Programm wie das Programm für das Einstellen der Verzögerungszeit des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 an einer Seite der Einlassventile 11 verwendet, falls die Verzögerungszeit des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 an einer Seite des Auslassventils 12 eingestellt wird.
Solange die Ausführung wie oben gebildet wird, können die folgenden Effekte aufgeführt werden.
Die Verzögerungszeit, die ein Änderungszeitpunkt zwischen der Kraftstoffeinspritzmengenkarte und der Zündzeitpunktkarte als Reaktion auf jede der Ventilbetriebscharakteristiken für langsame, mittlere und hohe Geschwindigkeit bestimmt, die durch den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 geändert werden, wird durch die Öleigenschaften, insbesondere seine Viskosität, reflektiert, welche den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 betreiben und infolgedessen, ist sie gleich einem Wert, welcher der Vertrauenswürdigkeit des Änderungsvorgangs der Ventilbetriebscharakteristik in Abhängigkeit von den Öleigenschaften Rechnung trägt. Dementsprechend, selbst wenn sich die Öleigenschaften wegen einer Änderung des Antriebszustands der Maschine ändern, fällt ein Zeitpunkt zum Wechseln zwischen der Kraftstoffeinspritzmengenkarte und der Zündzeitpunktkarte, nachdem die Verzögerungszeit abgelaufen ist, im wesentlichen mit einem Zeitpunkt zusammen, wenn die Änderung der Ventilbetriebscharakteristik aller Zylinder durchgeführt worden ist. Aus diesem Grund sind die Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt geeignet für Ventilbetriebscharakteristiken, die sich über einen breiten Maschinenantriebsbereich erstrecken, und eine Verbesserung in der Abgasemission wird ermöglicht.
Als Faktoren, welche die Öleigenschaft beeinflussen, gibt es hier, zusätzlich zu einem Faktor (beispielsweise die Öltemperatur) basieren auf dem Maschinenantriebszustand, die Art des Öls, einen routinemäßigen Ölwechsel und dergleichen, aber all diese Faktor sind hineingeholt, und da die Verzögerungszeit basierend auf den resultierend Öleigenschaften eingestellt werden kann, ist es möglich die Verzögerungszeit genauer einzustellen als z. B., im Fall des Gebrauchs von Öleigenschaften, die durch einen Öltemperatursensor ermittelt sind, und dementsprechend ist es möglich einen genaueren Änderungszeitpunkt für die Karten für die Kraftstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt einzustellen.
Die Öleigenschaften können basierend auf einem Verhalten des durch einen Öldruck eines Öls betriebenen Ventilphasenänderungsmechanismus 50 ermittelt werden, d. h. basierend auf der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM, die von einer Änderung der wirklichen Nockenphase C abhängig vom Betrieb des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 errechnet wird, und der realen Nockenphase C, oder dem Unterschied DC (eine Änderungsgeschwindigkeit) der realen Nockenphase C. Deshalb ist ein Erfassungsmittel zur direkten Erfassung der Öleigenschaften, z. B. ein Öltemperaturmessfühler, nicht notwendig und die Kosten können verringert werden.
Außerdem, da der Unterschied DC der realen Nockenphase C, sogar falls die Phase sich stark ändert, oder falls sie sich kontinuierlich ändert, verwendet wird, ist die Erfassung der Arbeitsöleigenschaften möglich. Folglich ist es möglich, sequentiell die Arbeitsöleigenschaften in einem breiten Maschinenantriebsbereich zu ermitteln.
Im Unterschied DC der realen Nockenphase C, die verwendet wird, wenn die Verzögerungszeit eingestellt wird, und der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C ist es möglich, die Daten zu verwenden, die in einem Rückkoppelsteuerung/-regelungsprozess der Nockenphase zur Sollnockenphase CM erhalten werden. Deshalb benötigt das Erfassen der Arbeitsöleigenschaften aus einer Änderung der Nockenphase nicht eine besondere Vorrichtung zum Erhalten der Differenz DC der realen Nockenphase C und der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C.
Auf der Grundlage eines Verhaltens des linearen Magnetventils 90, das den Druck des Öls, das an den Ventilphasenänderungsmechanismus 50 geliefert wird, steuert/regelt, d. h. auf der Grundlage der relativen Einschaltdauer einer Strommenge, die anhand einer relativen Einschaltdauer gesteuert/geregelt ist, zum linearen Magnetventil 90, wenn der Kolben 92 in einer neutralen Position ist, um die Nockenphase fixiert zu halten, können die Öleigenschaften ermittelt werden. Folglich, selbst in der Maschinenantriebsregion, in der die Nockenphase nicht ändert wird, ist es möglich, die Verzögerungszeit als Reaktion auf die Öleigenschaften einzustellen.
Eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf 15 und 18 beschrieben, und entsprechend der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, weicht nur ein Verzögerungszeiteinstellprogramm ab, das an den jeweiligen Schritten S25, S32, S49, S56 durchgeführt wird, bei der Einstellung der Verzögerungszeit, die im jeweiligen Änderungszeitgeber für langsame, mittlere und hohe Geschwindigkeit TL, TM1, TM2, TH einzustellen ist und der restliche Aufbau ist derselbe wie in der ersten Ausführung.
Dieses Programm stellt die Verzögerungszeit zum Einstellen bei den jeweiligen Verzögerungszeitgebern für langsame und mittlere Geschwindigkeit TL, TM1 ein und durch Verwenden der Abweichung zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C, die beim Rückkoppelsteuern/regeln der Nockenphase durch den Ventilphasenänderungsmechanismus 50 errechnet wird und der relativen Einschaltdauer einer Strommenge, die anhand einer relativen Einschaltdauergesteuert/geregelt ist, um den Kolben 92 des linearen Magnetventils 90 in einer neutralen Position zu halten, werden die Eigenschaften des Öls, das ein Arbeitsöl ist, ermittelt und Verzögerungszeiten für langsame und die mittlere Geschwindigkeit werden basierend auf den ermittelten Öleigenschaften gesetzt.
In einem Flussdiagramm von 15, da Schritte S131 und S133 dieselben sind, wie Schritte S111 und S112 des Flussdiagramms von 14, wird die Beschreibung ausgelassen. Jedoch, falls ein Entscheidungsresultat an den Schritten S131 und S133 NEIN ist, fährt der Fluss zu Schritt S132 fort, und eine Verzögerungszeit wird auf einen festgelegten Wert (ein fester Wert), beispielsweise 0,2 sec eingestellt.
Wenn an Schritt S133 geurteilt wird, dass die Motordrehzahl Ne innerhalb eines Einstellbereiches liegt, wird bei Schritt S134 entschieden, ob eine vorliegende Sollnockenphase CM(n) von der vorhergehenden Sollnockenphase CM(n – 1) wechselt oder nicht, und falls es einen Wechsel gibt, wird bei Schritt S135 bestimmt, ob ein Änderungsbetrag der Sollnockenphase CM kleiner als ein festgelegter Wert α ist oder nicht. Zur Deutung dieses Schritts S135, falls die Öleigenschaften von der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C bestimmt werden, da ein Verlauf der Änderungen der Sollnockenphase CM verschieden ist, muss die Abweichung DM unter den Bedingungen, die so gleich wie möglich sind, ermittelt werden. Dieser festgelegter Wert α wird gelegentlich experimentell bestimmt etc., wobei die oben genannten Umstände in Betracht gezogen werden.
Falls ein Änderungsbetrag der Sollnockenphase CM gleich oder größer als ein festgelegter Wert α in Schritt S135 ist, ist es schwierig, genaue Öleigenschaften aus den oben genannten Gründen zu ermitteln, so dass der Fluss zu Schritt S132 fortfährt, und die Verzögerungszeit wird auf einen festgelegten Wert (ein fester Wert) beispielsweise 0,2 sec eingestellt.
Falls ein Änderungsbetrag der Sollnockenphase CM kleiner als der festgelegte Wert α in Schritt S135 ist, wird in Schritt S136 beurteilt, ob die festgelegte Zeit mit einem vierten Zeitgeber T4 abgelaufen ist oder nicht, und wenn die Zeit abgelaufen ist, unterbrochen, nachdem die festgelegte Zeit im vierten Zeitgeber T4 in Schritt S137 eingestellt ist, fährt der Fluß zu Schritt S138 fort. Wenn die festgelegte Zeit nicht mit einem fünften Zeitgeber T5 an Schritt S138 abgelaufen ist, wird in Schritt S139, basierend auf der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C, die in Schritt S83 im Flussdiagramm des Rückkoppelsteuerungs-/regelungsprogramms von 13 erworben wird, eine Verzögerungszeit unter Bezug auf ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der Abweichung DM, wie in 18 gezeigt, zeigt, erworben. Hier ist ein Mittel zum Erwerben der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C in Schritt S83 ein Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel. Außerdem ist ein Mittel zum Erwerben einer Verzögerungszeit in Schritt S139 ein Verzögerungszeiteinstellmittel. Im übrigen werden zwei Arten von Diagramm zum Gebrauch in den jeweils vorher erwähnten Schritten S25, S32 vorbereitet und werden in einem Speicher der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 gespeichert. Der Grund, warum es möglich ist, die Öleigenschaften von der Abweichung DM zwischen der Sollnockenphase CM und der realen Nockenphase C zu ermitteln, ist derselbe, der es ermöglicht, die Öleigenschaften vom vorher erwähnten Unterschied DC zwischen der vorhergehenden realen Nockenphase C(n – 1) und der vorliegenden realen Nockenphase C(n) zu ermitteln und dies ist, weil der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 als eine Vorrichtung zum Ändern einer Nockenphase durch Öldruck betrieben wird, und sein Verhalten von den Öleigenschaften wie der Viskosität eines Öls usw. abhängt.
Die Bedeutung der Schritte S136 und S138 ist dieselbe wie bei Schritt S135, und da ein Verlauf der Änderungen der Sollnockenphase CM verschieden ist, wie oben erwähnt, wenn die Abweichung DM in einem spezifischen Zeitabschnitt nicht verwendet wird, wenn eine kleine Änderung der Sollnockenphase CM eintritt, ist es unmöglich, genaue Öleigenschaften zu ermitteln.
Wenn die festgelegte Zeit des vierten Zeitgebers T4 in Schritt S136 nicht abgelaufen ist, und nachdem in Schritt S138 bestimmt wird, dass die festgelegte Zeit mit einem fünften Zeitgeber T5 abläuft und eine festgelegte Zeit im fünften Zeitgeber T5. in Schritt S140 eingestellt ist, fährt der Fluss bei Schritt S2 fort. Im übrigen wird die festgelegte Zeit, die im vierten Zeitgeber T4 und im fünften. Zeitgeber T5 einzustellen ist, gelegentlich aus dem Gesichtspunkt der genauen Öleigenschaftserfassung eingestellt.
Wenn in Schritt S134 bestimmt wird, dass sich die Sollnockenphase CM nicht ändert, wird in Schritt S141 beurteilt, ob oder ob nicht der Absolutwert der Abweichung DM zwischen der realen Nockenphase C und der Sollnockenphase CM kleiner ist als ein Wert, der zu 2° Kurbelwinkel äquivalent ist, d. h. es wird bestimmt, ob die reale Nockenphase C in die Sollnockenphase CM konvergiert oder nicht. Wenn in Schritt S141 bestimmt wird, dass der reale Nocken konvergiert, wird in Schritt S142 beurteilt, ob oder nicht die festgelegte Zeit eines sechsten Zeitgebers T6 mit dem Ablauf der festgelegten Zeit beispielsweise 0,5 sec abgelaufen ist oder nicht, und wenn die festgelegte Zeit nicht abgelaufen ist, fährt der Fluss zu Schritt S132 fort. Diese festgelegte Zeit ist eine Wartezeit, wenn die reale Nockenphase C mit der Sollnockenphase CM von der Nähe der Sollnockenphase CM zusammenfällt und der Kolben 92 des linearen Magnetventils 90 eine neutrale Position erreicht.
Wenn in Schritt S142 beurteilt wird, dass die festgelegte Zeit des sechsten Zeitgebers T6 abgelaufen ist, wird bestimmt, dass die Nockenphase, d. h. eine Phase des Einlassventils 11 gleich der Sollnockenphase CM ist, um konstant zu sein, und nachdem eine festgelegte Zeit im sechsten Zeitgeber T6 in Schritt S143 eingestellt ist basierend auf der relativen Einschaltdauer des linearen Magnetventils 90, wenn der Kolben 92 in Schritt S144 in einer neutralen Position ist, wird eine Verzögerungszeit unter Bezug auf ein Diagramm erworben, das, wie in 17 gezeigt, eine Beziehung zwischen der Verzögerungszeit und der relativen Einschaltdauer veranschaulicht. Ein Mittel für das Erlangen der Verzögerungszeit in Schritt S144 ist ein Verzögerungszeiteinstellungsmittel. Im übrigen werden jeweils zwei Arten von Diagrammen zum Gebrauch in den vorher erwähnten Schritten S25 und S32 vorbereitet und werden in einem Speicher der elektronischen Steuer-/Regeleinheit 76 gespeichert.
Wenn in Schritt S141 bestimmt wird, dass die reale Nockenphase C nicht in die Sollnockenphase CM konvergiert, wird in Schritt S146 bestimmt, ob die festgelegte Zeit mit einem siebten Zeitgeber T7 abläuft oder nicht, und wenn die Zeit abläuft, nachdem eine festgelegte Zeit im siebten Zeitgeber T7 in Schritt S146 eingestellt ist, fährt der Prozess zu Schritt S147 fort. Wenn die festgelegte Zeit nicht mit einem achten Zeitgeber T8 in Schritt S147 abgelaufen ist, fährt der Fluss zu Schritt S139 fort, und die Verzögerungszeit wird basierend auf der Abweichung DM erworben. Im übrigen ist die Bedeutung der Schritte S145 und S147 dieselbe wie die der Schritte S136 und S138. Außerdem werden die festgelegten Zeiten, die im siebten. Zeitgeber T7 und im achten Zeitgeber T8 einzustellen sind gelegentlich aus dem Gesichtspunkt einer genauen Öleigenschaftserfassung eingestellt.
Wenn die festgelegte Zeit des sechsten Zeitgebers T6 in Schritt S145 nicht abgelaufen ist und nachdem in Schritt S147 bestimmt ist, dass die Zeit des achten Zeitgebers T8 abgelaufen ist und eine festgelegte Zeit im achten Zeitgeber T8 in Schritt S148 eingestellt ist, fährt der Fluss zu Schritt S132 fort.
Auch in einem Flussdiagramm der Ventilbetriebscharakteristik durch den zweiten Verbindungsänderungsmechanismus 31 und das Änderungsprogramm für die Karten der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zündzeitpunktes, wie in 11 gezeigt, wird ein folgendes Programm auch, als Verzögerungszeiteinstellprogramm in den entsprechenden Schritten S49 und S56 für die Einstellung der Zeitverzögerung verwendet, die in den jeweiligen Zeitgebern TM2 und TH einzustellen ist. Im eingestellten Bereich der Motordrehzahl Ne in Schritt S133 im Flussdiagramm eines Programms für die Einstellung der Verzögerungszeit des vorher erwähnten ersten Verbindungsänderungsmechanismus 30, wird jeweils der unterste Wert Ne5 auf 4000 rpm geändert und der oberste Wert Ne6 wird auf 6000 rpm geändert, wobei die anderen Schritten dieselben bleiben.
In dieser Verbindung wird das gleiche Programm wie das für die Einstellung der Verzögerungszeit des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 auf der Seite der Einlassventile 11 verwendet für den Fall der Einstellung der Verzögerungszeit des Ventilcharakteristikänderungsmechanismus 13 auf der Seite der Auslassventile 13.
Auch in der zweiten Ausführung, können die gleichen Effekte wie in der ersten Ausführung erhalten werden.
Gemäß beiden Ausführungen wird ein Öldruckänderungsventil durch Öldruckansprechventile 80 und 81 gebildet, die mit einem Kolben 83 versehen sind, der durch ein Magnetventil 85 zum Öffnen und Schließen eines Vorsteueröldurchgang 86 angetrieben wird, und einen Vorsteuerdruck, aber der Kolben 83 kann durch ein Solenoid angetrieben werden, ohne ein Magnetventil 85 und den Vorsteueröldurchgang 86 zu verwenden, und in diesem Fall, kann ein Öldruckschalter 88 weggelassen werden.
Entsprechend beider Ausführungen zur Zeit einer Umdrehung bei langsamer Geschwindigkeit der Maschine, wird das eine Einlassventil 11 im wesentlichen blockiert, um das Ventil zu schließen, und ein emporgehobenen Teil 17 kann durch einen Nocken für langsame Geschwindigkeit gebildet werden, so dass das Einlassventil 11 nicht festgeklemmt wird und eine öffnender und schließender Antrieb mit einem kleinen Hubbetrag und während einer leicht öffnenden Ventilperiode gemacht wird. In diesem Fall können der Hubbetrag und die Öffnungsventilperiode des Nockens für langsame Geschwindigkeit dieselben sein wie die des Nockens für langsame Geschwindigkeit 15 oder können verschieden davon sein.
Entsprechend beider Ausführungen wird der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 in der Einlassnockenwelle 6 zur Verfügung gestellt, aber der Ventilphasenänderungsmechanismus 50 kann in der Auslassnockenwelle 7 anstelle von der Einlassnockenwelle 6 zur Verfügung gestellt werden. Außerdem kann ein Ventilsystem möglicherweise nicht mit zwei Nockenwellen für die Einlassnockenwelle 6 und die Auslassnockenwelle 7 versehen sein und kann mit einer Nockenwelle versehen sein, die einen Saugnocken und einen Auslassnocken umfasst.
Nach beiden Ausführungen werden die Öleigenschaften aus dem Verhalten des Ventilphasenänderungsmechanismus 50 und des linearen Magnetventils 90 ermittelt, aber mittels eines Sensors, um die Öleigenschaften direkt zu ermitteln, kann die Verzögerungszeit basierend auf den Erfassungsergebnissen eingestellt werden.

Claims

Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1), umfassend: Betriebsbedingungserfassungsmittel (76) zum Erfassen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1); eine mit einem ersten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus versehene Ventilbewegungsvorrichtung, die einen hydraulischen Ventilcharakteristikänderungsmechanismus (13) zum Ändern der Ventilbetriebscharakteristik von mindestens einem Ventil von Einlaßventil (11) und Auslaßventil (12) der Maschine (1) aufweist, und ein Öldruckänderungsventil (80, 81) zum Ändern des Drucks eines von einer Öldruckquelle (70) an den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus (13) gelieferten Arbeitsöls; ein erstes Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel (85) zum Steuern/Regeln des Betriebs des Öldruckänderungsventils (80, 81) in Übereinstimmung mit der durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel (76) erfassten Betriebsbedingung; Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittel (76), das Steuerungs-/Regelungsbeträge bereithält, um die der jeweiligen Ventilbetriebscharakteristik entsprechende Verbrennungsbedingung der Maschine (1) zu steuern/regeln; Verbrennungsteuerungs-/regelungsmittel, das basierend auf dem Steuerungs-/Regelungsbetrag des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels (76) betrieben wird; Bereitgestellte-Zeit-Einstellungsmittel (S25, S26, S32, S33, S49, S50. S56. S57, 10, 11) zum Einstellen einer Verzögerungszeit (T_L, T_M1, T_M2, T_H) zwischen einem ersten Zeitpunkt einer Änderung des Öldruckes wegen eines Schattens des Öldruckänderungsventils und einem zweiten Zeitpunkt des Abschlusses der Änderung der Ventilbetriebscharakteristik; Änderungsmittel (S27, S34, S51, S58) zum Ändern des Steuerungs-/Regelungsbetragbereithaltungsmittels (76) entsprechend einer geänderten Ventilbetriebscharakteristik, wenn die Verzögerungszeit (T_L, T_M1, T_M2, T_H) abläuft (S24, S31, S48, S55) nachdem der an den Ventilcharakteristikänderungsmechanismus (13) zu liefernde Öldruck durch das Öldruckänderungsventil (80, 81) sich geändert hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ein Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel (50, 90) zur Arbeitsöleigenschaftserfassung und ein Bereitgestellte-Zeit-Bestimmungsmittel (14) zum Bestimmen der Verzögerungszeit (T_L, T_M1, T_M2, T_H) basierend auf durch das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel (50, 90) erfassten aktuellen Eigenschaften des Arbeitsöls umfasst.
Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Ventilbewegungsvorrichtung ferner umfasst einen hydraulischen Ventilphasenveränderungsmechanismus (50) zur Phasenänderung einer offen-geschlossen Periode von mindestens einem Ventil von Einlassventil (11) und Auslassventil (12) und einen zweiten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus, der ein Öldrucksteuerungs-/regelungsventil (90) zum Steuern/Regeln des Drucks eines Arbeitsöls aufweist, das von der Öldruckquelle (70) an den Ventilphasenveränderungsmechanismus (50) geliefert wird; wobei der Betrieb des Öldrucksteuerungs-/regelungsventils (90) durch ein zweites Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel (93) in Übereinstimmung mit der durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel (76) erfassten Betriebsbedingung gesteuert/geregelt wird; und wobei die Arbeitsöleigenschaft auf dem Verhalten des zweiten Ventilsteuerungs-/regelungsmechanismus basiert.
Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, wobei Phasenerfassungsmittel (67, 68, 69) zum Erfassen einer Phase (C) von mindestens einem Ventil von Einlassventil (11) und Auslassventil (12), das eine veränderte Phase aufweist, und Phasenänderungsgeschwindigkeitsberechnungsmittel (S84) zum Berechnen der durch die Phasenerfassungsmittel (67, 68, 69) erfassten Phasenänderungsgeschwindigkeit (DC) zur Verfügung gestellt werden; und wobei das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel (50, 90) die Arbeitsöleigenschaft basierend auf der Phasenänderungsgeschwindigkeit (DC) erfasst.
Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, wobei Phasenerfassungsmittel (67, 68, 69) zum Erfassen der Phase (C) von mindestens einem Ventil von Einlassventil (11) und Auslassventil (12), das eine veränderte Phase aufweist, und Sollphaseneinstellmittel (S64, S72, S73) zum Einstellen einer Sollphase (C_M) basierend auf einer durch das Betriebsbedingungserfassungsmittel (76) erfassten Betriebsbedingung zur Verfügung gestellt werden; wobei das zweite Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel (93) den Betrieb des Öldrucksteuerventils (90) so steuert/regelt, dass die Sollphase (C_M) mit der durch Phasenerfassungsmittel (67, 68, 69) erfassten Phase (C) übereinstimmt; und wobei das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel (50, 90) die Arbeitsöleigenschaft basierend auf einer Abweichung (D_M) zwischen der Sollphase (C_M) und der durch Phasenerfassungsmittel (67, 68, 69) erfassten Phase (C) erfasst.
Steuerungs-/Regelungseinrichtung einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, wobei das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil (90) in Übereinstimmung mit einem Betrag eines elektrischen Versorgungsstromes betrieben wird, der durch das zweite Ventilbetriebssteuerungs-/regelungsmittel (93) anhand einer relativen Einschaltdauer gesteuert/geregelt ist, und wobei das Arbeitsöleigenschaftserfassungsmittel (50, 90) die Arbeitsöleigenschaft basierend auf der relativen Einschaltdauer des Betrags des elektrischen Versorgungsstromes (13) erfasst, wenn der Ventilphasenveränderungsmechanismus (50) eine feste Phase durch den durch das Öldrucksteuerungs-/regelungsventil (90) gesteuerten/geregelten Öldruck beibehält.