-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Technischer Bereich
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen eine bewegbare Ventilvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine.
Noch genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine bewegbares
Ventilvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine, die eine bewegbare Ventilvorrichtung hat,
die die Arbeitsbedingung des Lufteinlassventils oder des Auslassventils
in Abhängigkeit
von einem zugeführten
hydraulische Druck des Arbeitsfluids ändert.
-
Beschreibung von zugehöriger Technik
-
Die
offen gelegte japanische Patentanmeldung H8-28219 beschreibt eine
bewegbare Ventilvorrichtung, die einen Öffnungs-/Schließzeitpunkt
eines Lufteinlass- oder Auslassventils entsprechend eines zugeführten hydraulische
Drucks des Arbeitsfluids verändert.
Der hydraulische Druck, der an diese bewegbare Ventilvorrichtung
angelegt wird, wird entsprechend einer Arbeitsbedingung eines Schiebers
eingestellt, die innerhalb einer Hülse eines hydraulische Drucksteuerventils
hin- und hergeht. Das hydraulische Drucksteuerventil enthält eine
Rückholfeder,
die immer den Schieber zu einer Minusseite vorspannt und eine Magnetspule,
die den Schieber auf die andere Seite in Abhängigkeit von einem Eingang
eines Steuersignals antreibt.
-
Wenn
ein Fremdkörper
(eine Verunreinigung) wie Späne,
der in das Arbeitsfluid während
der spanenden Verarbeitung innerhalb des hydraulischen Drucksteuerventils
eingetreten ist, insbesondere an einem Trennabschnitt zwischen einer
Ablauföffnung,
die in der Hülse
und dem Schieber gebildet ist, blockiert, kann eine so genannte
Ventilblockierung vorkommen. Deshalb wird in der oben erwähnten Patentanmeldung,
wenn festgestellt wird, dass ein Fremdkörper blockiert, noch genauer,
wenn eine tatsächliche
Nockenphase, die durch einen Nockenwinkelsensor und eine Ziel-Nockenphase,
erhalten durch eine separate Berechnung, um mehr als einen vorbestimmten
Wert abweicht, ein Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ausgeführt,
während
dem der Schieber zeitweise hin- und herbewegt wird.
-
In
einem Ventil-Zeitpunkt-Einstellungsvorrichtung, gezeigt in der japanischen
offen gelegten Patentanmeldung H9-195805, wird der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ausgeführt,
wenn das hydraulische Drucksteuerventil eine Öffnung beibehält, die unter
einer vorbestimmten Öffnung
länger als
ein vorbestimmter Zeitraum ist, wenn der Motor gestartet oder angehalten
wird, oder während
der Motor im Leerlauf ist.
-
In
Anbetracht des Obigen besteht eine Notwendigkeit für ein verbessertes
bewegbares Ventilvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine. Diese Erfindung richtet sich an diese Notwendigkeit
für die
Verbesserung in dem Stand der Technik genau so wie an andere Notwendigkeiten,
was Fachleuten aus dieser Beschreibung offensichtlich werden wird.
-
Zusätzlich zeigt
die US-A 6006707 ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zum Erfassen
und Überwinden
von Abnormalitäten
in einem hydraulische VVT-System.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist aus der Beschreibung der japanischen offen gelegten Patentanmeldung
H8-28219, die vorschlägt,
den Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang auszuführen, wenn
ein Fremdkörper
tatsächlich
blockiert, festgestellt worden, dass der angestrebte Ventilzeitpunkt
in Folge des Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgangs
zeitweilig in Folge des Betriebszustandes des Schiebers zu der Zeit,
zu der der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ausgeführt
wird, nicht erreicht werden kann. Demzufolge kann sich ein Fehlfunktionieren
wie z.B. eine ungenügende
Beschleunigung und ein instabiler Leerlauf ergeben.
-
Es
ist auch aus der japanischen offen gelegten Patentanmeldung H8-28219
festgestellt worden, dass die Bestimmung eines Fremdkörpers, der
blockiert, auf der Grundlage eines Phasenunterschiedes in den Nockenphasen
vorgenommen wird. Jedoch kann es, wenn ausschließlich diese Bestimmung vorgenommen
wird, sogar dann als ein Auftreten vom Blockieren fehlerhaft bestimmt
werden, wenn es nicht aufgetreten ist. In diesem Fall bewegt sich
der Schieber unnötig
hin und her und verringert dabei die Ansprechbarkeit. Andererseits
kann es, wenn die Bestimmung zu oberflächlich vorgenommen wird, falsch bestimmt
werden, dass sogar dann kein Blockieren auftritt, wenn tatsächlich ein
Fremdkörper
blockiert. In diesem Fall kann die Arbeitsleistung des Motors behindert
werden. Mit anderen Worten, es kann sich eine Verringerung der Motorausgangsleistung
oder ein Motorstop ergeben.
-
Andererseits
kann, bei der japanischen offen gelegten Patentanmeldung H9-195805, wenn der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
in Situationen ausgeführt
wird, wo ein Fremdkörper
dazu neigt, zu blockieren, die Stabilität des Motors nachteilig beeinflusst
werden, wenn zum Beispiel, der Fremdkörper blockiert, während der
Schieber in die Anfangsposition zurückkehrt. Dem entsprechend wird
eine weitere Verbesserung gewünscht.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieser Probleme erdacht
worden.
-
Ein
Beispiel einer bewegbaren Ventilvorrichtung ist in der japanischen
offen gelegten Patentanmeldung H7-180514 beschrieben. Diese japanische Anmeldung
beschreibt einen bewegbare Ventilvorrichtung, in der eine Phase
einer Nockenwelle des Lufteinlassventils oder des -auslassventils
in Bezug auf eine Kurbelwelle durch eine Steuereinrichtung verändert wird.
Die Steuereinrichtung dieser Anmeldung betreibt eine Nockenschaltvorrichtung,
der eine Mehrzahl von Nocken schaltet, und eine Vorrichtung, der
einen Arbeitswinkel des Lufteinlassventils (Ventilhubbetrag) verändert. In
der zuvor erwähnten
Steuereinrichtung hat eine Motorsteuereinheit einen Speicher oder
eine CPU, die bevorzugt für
Speicher verwendet wird und verschiedene Motorsteuerungen, wie z.B.
die zuvor erwähnte
Antriebssteuerung des Schiebers, verschiedene Steuerungen des Kraftstoff-Einspritzzeitraumes,
der Kraftstoff-Einspritzmenge und des Zündzeitpunktes.
-
Vorzugsweise
sind eine Öffnung
zum Zuführen
des hydraulische Drucks zu der bewegbaren Ventilvorrichtung, eine Öffnung zum
Einführen
des hydraulische Druckes von der hydraulische Druckquelle und eine
Mehrzahl von Öffnungen
zum Ablaufen in der Hülse
des zuvor genannten hydraulische Drucksteuerventils gebildet. Diese Öffnungen
werden wahlweise auf der Grundlage der Position in dem Schieber
geschlossen oder geöffnet,
um die Zuführung
des hydraulische Drucks zu der bewegbaren Ventilvorrichtung einzustellen.
-
In
diesem Fall kann, wenn bestimmt wird, dass ein Fremdkörper blockiert,
während
der Schieber zu der Anfangsposition zurückkehrt, der Schieber nicht
zu der Anfangsposition zurückkehren.
In diesem Fall kann die Arbeitsbedingung (der Öftnungs-/der Schließzeitpunkt)
des Lufteinlass- oder -auslassventiles nicht in den Anfangszustand
zurückkehren.
Dem entsprechend kann es sein, dass der Motor nicht richtig in den
Leerlauf versetzt wird oder nicht richtig startet, oder der Motor
kann anhalten. Demzufolge wird die Stabilität des Motors dramatisch verringert.
-
In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine bewegbare
Ventilvorrichtung zum Einstellen eines Luftsteuerventils einer Brennkraftmaschine
vorgesehen. Die bewegbare Ventilvorrichtung weist im Wesentlichen
eine bewegbare Ventilvorrichtung, ein hydraulisches Drucksteuerventil
und eine Steuereinrichtung auf. Die bewegbare Ventilvorrichtung
wird betrieblich durch den hydraulische Druck eines Arbeitsfluids
gesteuert, um das Luftsteuerventil einzustellen. Das hydraulische Drucksteuerventil
ist betrieblich an die bewegbare Ventilvorrichtung gekuppelt, um
den hydraulische Druck des Arbeitsfluids, das zu der bewegbaren
Ventilvorrichtung zugeführt
wird, einzustellen. Das hydraulische Drucksteuerventil enthält einen
Schieber, die hin- und
hergehend innerhalb der Hülse
gekuppelt ist, um den hydraulische Druck des Arbeitsfluids, das
zu der bewegbaren Ventilvorrichtung zugeführt wird, zu steuern. Die Steuereinrichtung
wird betrieblich mit dem hydraulische Drucksteuerventil gekuppelt,
um den Schieber innerhalb der Hülse
anzutreiben und zu steuern. Die Steuereinrichtung ist konfiguriert,
um einen Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
dann auszuführen,
wenn die Steuereinrichtung bestimmt, dass sich der Schieber in einem
Rückkehrzustand
befindet, in dem der Schieber beginnt, sich in die Richtung zu der
Anfangsposition zu bewegen. Der Schieber wird vorübergehend
durch die Steuereinrichtung hin- und hergeführt, um Fremdkörper innerhalb
des hydraulische Drucksteuerventils während des Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgangs
zu entfernen.
-
Diese
und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik aus den folgenden
detaillierten Beschreibungen offensichtlich werden, die, im Zusammenhang
mit den beigefügten Zeichnungen
gesehen, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
Nunmehr
wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genommen, die einen Teil dieser Originaloffenbarung bilden:
-
1 ist
eine Querschnittsansicht der bewegbaren Ventilvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
in Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die einem Zustand entspricht, in dem
der Schieber in der Anfangsposition gehalten wird;
-
2 ist
eine Querschnittsansicht in Übereinstimmung
mit dem zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiel,
entsprechend eines Zustandes, in dem der Schieber an einer am weitesten
entfernten Position von der Anfangsposition gehalten wird;
-
3 ist
eine Querschnittsansicht in Übereinstimmung
mit dem zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiel,
die einem Zustand entspricht, in dem der Schieber auf einer Zwischenposition
gehalten wird,
-
4 ist
ein Kennzeichendiagramm, das den Ablauf der Steuerung in Übereinstimmung
mit den dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
zeigt; und
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Steuerung zeigt, wo der
Rückkehrzustand auf
der Grundlage einer Veränderung
in der Drosselöffnung
und einer Schaltung eines Leerlauf-Schalters bestimmt wird.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEM
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Ausgewählte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nunmehr in Bezug auf die Zeichnungen
erläutert.
Es wird Fachleuten auf diesem Gebiet der Tech nik aus dieser Offenbarung deutlich
werden, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung nur für
die Veranschaulichung vorgesehen ist und nicht zum Zwecke des Beschränkens der
Erfindung, wie durch die angefügten
Ansprüche
und ihre Entsprechungen festgelegt.
-
Anfangs
ist in Bezug auf die 1–3 eine bewegbare
Ventilvorrichtung 1 für
einen Brennkraftmaschine dargestellt, um ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Die bewegbare Ventilvorrichtung 1 ist
als auf ein Lufteinlassventil der Brennkraftmaschine angewendet
dargestellt. Selbstverständlich
wird es Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik aus dieser Beschreibung
deutlich, dass die bewegbare Ventilvorrichtung mit einem Luftauslassventil
verwendet werden kann. Somit bezieht sich der Begriff „Luftsteuerventil", wie er hierin verwendet
wird, entweder auf ein Lufteinlassventil oder auf ein Luftauslassventil.
-
Wie
in den 1–3 gesehen,
enthält eine
bewegbare Ventilvorrichtung 1 im Wesentlichen eine bewegbare
Ventilvorrichtung 10, ein hydraulisches Drucksteuerventil 12 und
eine Steuereinrichtung 14. Die bewegbare Ventilvorrichtung 10 ändert den Öffnungs-/Schließzeitpunkt
eines Lufteinlassventils (das nicht in den Figuren gezeigt ist)
in Übereinstimmung
mit dem hydraulische Druck des Arbeitsfluids, das dorthin zugeführt wird.
Das hydraulische Druck-Steuerventil 12 stellt den hydraulischen Druck,
der der bewegbaren Ventilvorrichtung 10 zugeführt wird,
ein. Die Steuereinrichtung 14 treibt das hydraulische Drucksteuerventil 12 an
und steuert das hydraulische Drucksteuerventil 12. Somit
treibt die Steuereinrichtung 14 die bewegbare Ventilvorrichtung 10 indirekt
an und steuert sie, wie nachstehend in größerer Ausführlichkeit beschrieben wird.
-
Die
bewegbare Ventilvorrichtung 10 ist an einem vorderen Ende
einer Nockenwelle 16 mittels einer hohlen Schraube 18 befestigt.
Die Nockenwelle 16 treibt das Lufteinlassventil in einer
herkömmlichen Weise
an. Die bewegbare Ventilvorrichtung 10 beinhaltet im Wesentlichen
einen Achsabschnitt 20, einen äußeren rohrförmigen Abschnitt 24 und
einen Kolben 26. Der Achsabschnitt 20 dreht sich
zusammen mit der Nockenwelle 16. Der äußere rohrförmige Abschnitt 24 ist
einstückig
an einer inneren Umfangsseite eines Nockenkettenrades oder einer
Nockenriemenscheibe 22 gebildet. Das Nockenkettenrad oder die
Nockenriemenscheibe 22 nimmt eine Rotationskraft von der
Kurbelwelle (nicht gezeigt) via einer Kette oder eines Riemens (nicht
gezeigt) in einer herkömmlichen
Weise auf. Der äußere rohrförmige Abschnitt 24 dreht
sich mit der Kurbelwelle synchron. Der Kolben 26 hat eine
Ringform und ist im Kämmeingriff
mit einer Umfangsoberfläche
des Achsabschnittes 20 und einer Umfangsoberfläche des äußeren rohrförmigen Abschnittes 24.
-
Der
Kolben 26 ist bevorzugt als zwei Bauteile oder Teile 26a und 26b aufgebaut,
um Flankenspiel zu vermeiden. Die Bauteile 26a und 26b sind
in den Richtungen aufeinander zu und voneinander weg durch eine
in den Figuren nicht gezeigte Feder vorgespannt. Die ersten und
die zweiten schneckenförmigen
Keilnuten sind durch die Eingriffsabschnitte 27 jeweils
an der inneren und der äußeren Umfangsoberflächen des
Kolbens 26 gebildet. Die erste schneckenförmige Keilnut
stimmt mit einer entsprechenden schneckenförmigen Keilnut, gebildet an
einer äußeren Umfangsoberfläche des
Achsabschnittes 20, überein,
während
die zweite schneckenförmige
Keilnut mit einer entsprechende schneckenförmigen Keilnut, gebildet auf
einer inneren Umfangsoberfläche
des äußeren rohrförmigen Abschnittes 24, übereinstimmt.
-
Auf
der hinteren Seite des Kolbens 26 ist eine erste hydraulische
Druckkammer 29 gebildet, die als die „verzögerte Winkelkammer" bezeichnet werden
soll. Auf der vorderen Seite des Kolbens 26 ist eine zweite
hydraulische Druckkammer 32 gebildet, die als die „vorverschobene
Winkelkammer" bezeichnet
werden soll. Die verzögerte
Winkelkammer 29 und die vorverschobene Winkelkammer 32 werden
beide grundsätzlich
durch eine innere Umfangsoberfläche
des äußeren rohrförmigen Abschnittes 24,
die axialen Enden des Kolbens 26 und die Endabdeckungen 28a und 28b gebildet.
Wie in den 1–3 gesehen,
wird das Arbeitsfluid zu der hydraulischen Druckkammer 29 durch
einen ersten Fluidpfad 34 und zu der hydraulischen Druckkammer 32 durch
einen zweiten Fluidpfad 36 zugeführt.
-
Der
erste und der zweite Fluidpfad 34 und 36 sind
in inneren Abschnitten der Nockenwelle 16 und der Schraube 18 gebildet.
-
Der
Kolben 26 bewegt sich in einer axialer Richtung (der linken
und der rechten Richtung in den 1–3),
in Abhängigkeit
von dem hydraulische Druck in den Hydraulikkammern 29 und 32.
Diese axiale Bewegung des Kolbens 26 wird in eine relative Drehbewegung
zwischen dem Achsabschnitt 20 und dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 24 via
der zuvor erwähnten
schneckenförmigen
Keilnuten umgewandelt. Dem entsprechend ändern sich die Drehphasen 20 und 24 fortwährend. Auf
diese Art verändert
eine Änderung
des Drehwinkels des Nockenkettenrades 22 den Drehwinkel
der Nockenwelle 16 relativ zu dem Drehwinkel des Drehwinkels
des Nockenkettenrades 22. Deshalb verändert sich die Öffnungs-/Schließzeitpunkt
(Ventilzeitpunkt) des Lufteinlassventils fortlaufend.
-
Dem
entsprechend ist diese Anordnung der bewegbaren Ventilvorrichtung 10 kompakt
und leicht in dem Motor zu installieren. Die bewegbare Ventilvorrichtung 10 ist
auch darin vorteilhaft, dass eine geringe Anzahl von Bauteilen oder
Teilen verwendet wird.
-
Das
hydraulische Drucksteuerventil 12 öffnet oder schließt wahlweise
die zuvor genannten ersten und zweiten Fluidpfade 34 und 36,
auf der Grundlage eines AN-AUS-Antriebs
(Arbeitssteuerung), die durch ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 14 betätigt wird.
Auf diese Weise wird die Anhalteposition des Kolbens 26 wie
benötigt
und/oder gewünscht verändert.
-
Nach
genauer, das hydraulische Drucksteuerventil 12 enthält eine
rohrförmige
Hülse 38,
einen Schieber 40, eine Rückholfeder 42 und
eine Magnetspule 44. Der Schieber 40 geht innerhalb
der rohrförmigen
Hülse 38 hin
und her. Die Rückholfeder 42 funktioniert
als eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schiebers 40 in
die Richtung zu einer Anfangsposition (auf die linke Seite in den 1–3).
Die Magnetspule 44 treibt den Schieber 40 in Abhängigkeit
auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 14 an und
bewegt den Schieber 40 gegen die Druckkraft der Rückholfeder 42 in
einer Richtung von der Anfangsposition weg.
-
Die
Hülse 38 hat
eine Mehrzahl von darin gebildeten Öffnungen. Die Öffnungen
werden in Abhängigkeit
von einer axialen Position des Schiebers 40 geöffnet oder
geschlossen. Insbesondere enthält
die Hülse 38 eine
erste Öffnung 34a,
die mit dem ersten Fluidpfad 34 verbunden ist, eine zweite Öffnung 36a, die
mit dem zweiten Fluidpfad 36 verbunden ist, eine hydraulische
Druckeinführöffnung 46a und
einer Reihe von Abflussöffnungen 48a.
Arbeitsfluid wird in die hydraulische Druckeinführöffnung 46a aus einer
hydraulische Druckpumpe 46 eingeführt, die eine hydraulische
Druckquelle ist. Die Reihe von Abflussöffnungen 48a ist mit
einer Ölpfanne 48 in
einer herkömmlichen
Weise verbunden.
-
Wenn
die Magnetspule 44 in dem Anhaltezustand ist, mit anderen
Worten, wenn das Arbeitsverhältnis
des AN-AUS-Signals, das an die Antriebseinheit der Magnetspule 44 ausgegeben
wird, 0% beträgt,
bewegt sich der Schieber 40 in die Richtung zu der Anfangsposition
durch die Federkraft (Vorspannkraft) der Rückholfeder 42.
-
1 zeigt
einen Zustand, in dem der Schieber 40 in der Anfangsposition
(Magnetspulen-Anhaltezustand) beibehalten wird. In diesem Fall sind
die erste Öffnung 34a und
die hydraulische Druckeinführöffnung 46a verbunden.
Hydraulischer Druck wird in die erste hydraulische Druckkammer 29 durch den
ersten Fluidpfad 34 zugeführt. In der Zwischenzeit werden
die zweite Öffnung 36a und
die Ablauföffnung 48a verbunden.
Somit wird Arbeitsfluid in der zweiten hydraulische Druckkammer 32 durch
den zweiten Fluidpfad 36 abgelassen. Dies erlaubt es dem
Kolben 26, sich in die Richtung nach links von 1 zu
bewegen. Dem entsprechend dreht sich die Nockenwelle 16 zu
der verzögerten
Winkelseite relativ zu dem Nockenkettenrad 22 in Folge
der bewegbaren Ventilvorrichtung 10.
-
Mit
anderen Worten, in dem Zustand, in dem der Schieber 40 in
der Anfangsposition, wie in 1 gezeigt,
ist, bewegt sich der Kolben 26 in der Anfangsposition,
die auf der entfernten linken Seite in den 1–3 ist.
Dem entsprechend wird die Öffnungs-/Schließzeitpunkt
des Lufteinlassventils auf die am meisten verzögerte Winkelseite festgelegt, um
einen verzögerten
Winkel zu erreichen. Auch wird, wenn der Motor angehalten wird und
der zugeführte
hydraulische Druck verringert wird, die Nockenwelle 16 auf
der am meisten verzögerten
Winkelseite beibehalten, die der Ausgangszustand ist, in Folge einer
Ventilreaktionskraft, die auf die Nockenwelle 16 angewendet
wird.
-
Wenn
ein elektrischer Strom (oder eine elektrische Spannung), die der
Magnetspule 44 zugeführt wird,
auf einem Maximalniveau ist, mit anderen Worten, wenn das zuvor
erwähnte
Arbeitsverhältnis 100%
beträgt,
treibt die Magnetspule 44 den Schieber 40 in einer
Richtung von der Anfangsposition weg (auf die rechte Seite in den 1–3). 2 zeigt
einen Zustand, in dem der Schieber 40 in einer Position
ist, die von der Anfangsposition am weitesten entfernt ist. In diesem
Fall werden die erste Öffnung 34a und
die Ablauföffnung 48a verbunden,
so dass Arbeitsfluid in der ersten Hydraulikkammer abgelassen wird.
In der Zwischenzeit werden die zweite Öffnung 36a und die
Hydraulikpumpe 46 verbunden, so dass hydraulische Druck
der hydraulischen Druckkammer 32 zugeführt wird. Demzufolge wird der
Kolben 26 zu der vorverschobenen Winkelseite angetrieben
(auf die rechte Seite in den 1–3).
-
Überdies
wird, wenn der elektrische Strom (oder die elektrische Spannung),
zu der Magnetspule 44 auf einem mittlerem Niveau ist, mit
anderen Worten, wenn das zuvor erwähnte Arbeitsniveau ungefähr 50% beträgt, der
Schieber 40 auf einer Zwischenposition beibehalten, wie
in 3 gezeigt. In diesem Fall schließt der Schieber 40 sowohl
die erste Öffnung 34a,
als auch die zweite Öffnung 36.
Auf diese Art werden die hydraulischen Drücke in der ersten und der zweiten
hydraulische Druckkammer 29 und 32 beibehalten
(festgestellt). Demzufolge verbleibt der Kolben 26 in seiner
Position.
-
Auf
diese Art ist es, da der Kolben 26 bewegt und auf jeder
beliebigen Position beibehalten werden kann, möglich, den Öffnungs-/Schließzeitpunkt
des Lufteinlassventils auf einen gewünschten Öffnungs-/Schließzeitpunkt
innerhalb eines festgelegten gesteuerten Bereiches festzulegen.
Demzufolge ist es möglich,
eine verbesserte Steuerung mit größerem Freiheitsgrad auszuführen.
-
Die
Steuereinrichtung 14 ist eine Motorsteuereinheit, die vorzugsweise
einen Mikrocomputer (GPU) und/oder eine Speichervorrichtung mit
einem Steuerprogramm enthält,
das der Schieber 40 durch Ausgeben eines Steuersignals
(Arbeitssignal) an die Magnetspule 44 des hydraulische
Druck-Steuerventils 12 antreibt und steuert. Die Steuereinrichtung 14 kann
auch andere herkömmliche
Bauteile wie z.B. einen Eingabe- Schnittstellenschaltkreis,
einen Ausgabe-Schnittstellenschaltkreis und Speichervorrichtungen,
wie z.B. eine ROM-(Nur-Lese-Speicher)Vorrichtung oder eine RAM-(Zufallszugriffs-Speicher)Vorrichtung
enthalten. Die Steuereinrichtung 14 ist betrieblich an
die Magnetspule 44 in einer herkömmlichen Weise gekuppelt. Der
Schieber 40 wird in der oben beschriebenen Weise auf der
Grundlage der Arbeitsbedingungen des Motors angetrieben und gesteuert,
wie z.B. der Motordrehzahlen, der Belastung, der Wassertemperatur
und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die jeweils durch Sensoren erfasst
werden. Der Speicher oder die CPU speichert und verarbeitet verschiedene
Motorsteuerungen, wie z.B. Fehlspeicherung, Einstellung des Zündzeitpunktes,
Kraftstoffzuführungs-Zeitpunkt
und Kraftstoff-Zuführungsmenge,
und Überzufügungs-Einstellung.
-
Es
wird Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik aus dieser Beschreibung
deutlich werden, dass der genaue Aufbau und der Algorithmus für die Steuereinrichtung 14 jede
beliebige Kombination von Hardware und Software sein kann, die die
Funktionen der vorliegenden Erfindung ausführt. Mit anderen Worten, die „Einrichtungs-
plus Funktions"-Bestimmung,
wie sie in der Spezifizierung und in den Ansprüchen verwendet werden, sollten
jeden möglichen
Aufbau oder die Hardware und/oder den Algorithmus oder die Software
enthalten, die dazu verwendet werden können, die Funktion der „Einrichtungs-
plus Funktions"-Bestimmung
auszuführen.
-
Als
nächstes
werden nunmehr der Aufbau und Betrieb der bewegbaren Ventilvorrichtung 1 der vorliegenden
Erfindung in Bezug auf die 4 beschrieben.
Wie in dem Teil (c) des in 4 gezeigten Diagramms
gesehen, ist der Steuerungs-Zielwinkel ein Zielwert des übertragenen
Winkels der Nockenwelle 16 relativ zu dem Drehwinkel der
Kurbelwelle. Demzufolge entspricht der Steuerungs-Zielwinkel einem
Zielwert der Öffnungs-/Schließzeitpunktes
des Lufteinlassventils. Auf der Grundlage der Arbeitsbedingung des
Motors wird dieser Steuerungs-Zielwinkel aufeinander folgend durch
die Steuereinrichtung 14 bestimmt.
-
Wenn
sich der Zielwinkel von der verzögerten
Winkelseite zu der vorverschoben Winkelseite verändert (entsprechend zu dem
Zeitpunkt T1 in 4), wird das Arbeitsverhältnis von
0% auf 100% geschaltet, wie in Teil (a) des in 4 gezeigten
Diagramms gesehen. Demzufolge bewegt sich der Schieber 40,
wie in Teil (b) des in 4 gezeigten Diagramms gesehen,
von der am meisten verzögerten Winkelseite,
die die Anfangsposition ist, zu der vorverschobenen Winkelseite.
Auf diese Weise geht der tatsächlich übertragene
Winkel mit einiger Verzögerung
in Abhängigkeit
weiter, wie in dem Teil (d) des in 4 gezeigten
Diagramms gesehen.
-
Wenn
es einmal bestimmt ist, dass dieser übertragene Winkel den Steuerungs-Zielwinkel erreicht,
wird das zuvor erwähnte
Arbeitsverhältnis
auf 50% geschaltet. Dem zufolge wird der Schieber 40 auf
der Zwischenposition gehalten, wie in 3 gezeigt.
Deshalb verbleibt der tatsächlich übertragene Winkel
in dem vorbestimmten vorverschobenen Winkelzustand.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn sich der Steuerungs-Zielwinkel zu der am meisten verzögerten Winkelseite
von einem vorverschobenen Winkelzustand ändert (entsprechend zu dem
Zeitpunkt T2), auf der Grundlage dieser Veränderung im Zielwinkel bestimmt,
dass der Schieber 40 in dem Rückführzustand ist, in dem der Schieber 40 beginnt, sich
in die Richtung zu der Anfangsposition auf der verzögerten Winkelseite
zu bewegen. Dann wird der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
durch vorübergehendes
Hin- und Hergehen des Schiebers in axialer Richtung ausgeführt, um
Fremdkörper
aus dem hydraulische Drucksteuerventil 12 zu entfernen. Mit
anderen Worten, das Arbeitsverhältnis
wird zwischen 0% und 100% in einem vorbestimmten Zyklus während einer
vorbestimmten Zeitdauer ΔT
zurück- und
vorgeschaltet. Dieser hin- und hergehende Zyklus des Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgangs
wird ausreichend kürzer
festgelegt als die Reaktionszeit der bewegbaren Ventilvorrichtung 10,
so dass sich der Öffnungs-/Schließzeitpunkt
des Lufteinlassventils (des tatsächlich übertragenen
Winkels) nicht versehentlich ändert.
Zum Beispiel kann der hin- und hergehende Zyklus als 10 Hz für 0,1 sec
festgelegt werden.
-
Wie
bereits oben gesehen, wird in diesem Ausführungsbeispiel der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ausgeführt,
wenn bestimmt wird, dass der Schieber 40 in dem Rückkehrzustand
ist, in dem der Schieber 40 beginnt, sich in die Richtung
zu der Anfangsposition auf der Seite des verzögerten Winkels zu bewegen.
Deshalb werden Ausfällen,
Ansammlung und Blockieren von Fremdkörpern innerhalb des hydraulischen
Drucksteuerventils 12 verhindert. Demzufolge wird das Blockieren
von Fremdkörpern
zu der Zeit, zu der der Schieber 40 zu der verzögerten Winkelseite
zurückkehrt,
zuverlässig
vermieden. Deshalb ist es möglich,
unerwünschte
Situationen, in denen der Öffnungs-/Schließzeitpunkt
des Lufteinlassventils auf der verzögerten Winkelseite nicht in
den Anfangszustand zurückkehren
kann, weil der Schieber 40 wegen eines solchen Blockierens durch
den Fremdkörper
nicht in den Anfangszustand zurückkehren
kann, zu vermeiden. Mit anderen Worten, durch Verwenden der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
Probleme, wie z.B. dass der Motor nicht richtig startet, der Motor
nicht richtig in den Leerlauf versetzt wird, oder dass der Motor
anhält,
zu vermeiden. Mit anderen Worten, durch Absichern eines glatten
und sicheren Rückkehrvorgangs
des Schiebers 40 in ihre Anfangsposition ist es möglich, die
Stabilität
des Motors zu verbessern.
-
Wenn
ein Fremdkörper
blockiert ist, während die
Magnetspule 44 den Schieber 40 in eine Richtung von
ihrer Anfangsposition weg antreibt und bewegt, ist es möglich, dass
der Öffnungs-/Schließzeitpunkt des
Lufteinlassventils in Folge des Blockierens des Fremdkörpers vorübergehend
nicht den Zielwert erreicht. Trotzdem kann die Blockieren des Fremdkörpers automatisch
gelöst
werden, wenn der Schieber 40 in Folge der Federkraft der
Rückholfeder 42 zu
der Anfangsposition zurückkehrt.
Außerdem
wird der zuvor erwähnte
Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang ausgeführt. Demzufolge
kann der Schieber 40 sicher in die Anfangsposition zurückkehren.
-
Überdies
ist es durch Begrenzen der Bedingungen, unter denen der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ausgeführt
wird, wenn der Schieber in dem Rückführzustand
ist, möglich,
negative Effekte, wie z.B. eine Verringerung des Reaktionsverhaltens und
eine Erhöhung
des Energieverbrauches, die in Folge der Ausführung des Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgangs
auftreten, auf ein minimales Niveau zu begrenzen.
-
Demzufolge
wird der Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
ungeachtet darauf ausgeführt,
ob tatsächlich
ein Fremdkörper
blockiert ist. Demzufolge gibt es keine Notwendigkeit, eine Sensorvorrichtung zum
Erfassen eines Blockierens eines Fremdkörpers vorzusehen. Demzufolge
ist es möglich,
die Anzahl der Bauteile zu verringern und die Vorrichtung zu vereinfachen.
-
Überdies
besteht, da der Rückkehrzustand des
Schiebers 40 auf der Grundlage der Verringerung in dem
Steuerungs-Zielwinkel (einer Veränderung
auf die verzögerte
Winkelseite) bestimmt wird, keine Notwendigkeit für eine separate
Sensorvorrichtung, um den Rückkehrzustand
zu bestimmen. Demzufolge ist es möglich, die Vorrichtung zu vereinfachen.
-
Alternativ
ist es möglich,
den Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
auszuführen
durch Bestimmen, dass der Schieber 40 in dem Rückkehrzustand
auf der Grundlage einer anderen Einrichtung (durch Trigger), nicht
auf der Grundlage der Veränderung
in dem Steuerungs-Zielwinkel (Zielwert), wie in dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel
ist. Auch in diesem Fall besteht keine Notwendigkeit für eine Sensorvorrichtung,
um den Rückführungszustand
zu bestimmen. Demzufolge ist es möglich, den Aufbau zu vereinfachen.
-
Als
ein Beispiel zeigt die 5 ein Ablaufdiagramm der Steuerung
durch die Steuereinrichtung 14, in dem der Rückführzustand
auf der Grundlage einer Veränderung
in dem Leerlaufschalter und einer Veränderung in der Drosselöffnung bestimmt
wird. Zuerst wird in dem Schritt S1 die Drosselöffnung erfasst. Falls sich
die Drosselöffnung
weiter als ein vorbestimmter Wert (Schritt S2) vermindert, oder
falls der Leerlaufschalter von der AUS-Seite zu der EIN-Seite (Schritt
S3) geschaltet wird, wird der Rückkehrzustand
bestimmt. Demzufolge geht die Steuereinrichtung 14 zu dem
Schritt S4 weiter und führt
den Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
aus.
-
Als
ein weiteres Beispiel ist es möglich,
den Fremdkörper-Entfernungsarbeitsgang
durch das Bestimmen auszuführen,
dass der Schieber 40 in dem Rückführungszustand auf der Grundlage
des Langsamzustandes des Motors ist, wenn dies durch ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
erfasst wird, oder auf der Grundlage einer Veränderung in dem Steuersignal
zu der Magnetspule 44 (Veränderung in dem Arbeitsverhältnis).
-
Überdies
ist in dem vorerwähnten
Ausführungsbeispiel
die bewegbare Ventilvorrichtung 10 von einem Typ, die den Öffnungs-/Schließzeitpunkt (Phase)
des Lufteinlassventils verändert.
-
Alternativ
kann die bewegbare Ventilvorrichtung 10 von einem Typ sein,
der zwischen einer Mehrzahl von Nocken, die unterschiedliche Ventilhubbeträge haben,
schaltet. In diesem Fall wird es so konfiguriert, dass ein Nocken,
der einen kleinen Ventilhubbetrag hat, ausgewählt wird, wenn der Schieber 40 des
hydraulischen Drucksteuerventils 12 in der Anfangsposition
ist.
-
Wie
hierin verwendet betreffen die folgenden Richtungsbegriffe „vorwärts, rückwärts, oberhalb, nach
unten, vertikal, horizontal, unterhalb und schräg" sowie einige andere ähnliche
Richtungsbegriffe jene Richtungen eines Fahrzeuges, das mit der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet
ist. Demzufolge sollten diese Begriffe, die verwendet werden, um
die vorliegende Erfindung zu beschreiben, in Beziehung zu dem Fahrzeug,
das mit dieser Erfindung ausgerüstet
ist, interpretiert werden.
-
Die
Maßbegriffe,
wie z.B. „im
Wesentlichen", „ungefähr" und „annähernd", wie sie hierin
verwendet werden, bedeuten einen derart angemessenen Abwerchungsbetrag
des modifizierten Maßes,
dass sich das Endergebnis nicht signifikant ändert. Z.B. können diese
Begriffe ausgelegt werden, dass sie eine Abweichung von zumindest ±5% des
modifizierten Begriffes enthalten, sofern diese Abweichung nicht die
die Bedeutung des Wortes, dass es modifiziert, aufhebt.
-
Während nur
ausgewählte
Ausführungsbeispiele
gewählt
worden sind, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird
es für
diejenigen, die auf diesem Gebiet der Technik Fachleute sind, aus dem
Gezeigten deutlich, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, abzuweichen. Überdies
ist die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele entsprechend
der vorliegenden Erfindung nur für
die Veranschaulichung vorgesehen, und nicht für den Zweck, die Erfindung,
wie sie durch die beigefügten
Ansprüche
und ihre Entsprechungen definiert ist, zu begrenzen. Somit ist der
Umfang der Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele
begrenzt.