DE602004011291T2 - Vorrichtung und Verfahren für variable Ventilsteuerung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren für variable Ventilsteuerung Download PDF

Info

Publication number
DE602004011291T2
DE602004011291T2 DE602004011291T DE602004011291T DE602004011291T2 DE 602004011291 T2 DE602004011291 T2 DE 602004011291T2 DE 602004011291 T DE602004011291 T DE 602004011291T DE 602004011291 T DE602004011291 T DE 602004011291T DE 602004011291 T2 DE602004011291 T2 DE 602004011291T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
electromagnetically driven
opening
time
fail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE602004011291T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004011291D1 (de
Inventor
Keiji Toyota Jidosha K.K. Toyota-shi Aichi-ken Yoeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE602004011291D1 publication Critical patent/DE602004011291D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004011291T2 publication Critical patent/DE602004011291T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2132—Biasing means
    • F01L2009/2134—Helical springs
    • F01L2009/2136—Two opposed springs for intermediate resting position of the armature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/11—Fault detection, diagnosis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/02—Formulas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein variables Ventil, das als ein Einlassventil oder ein Auslassventil eines Verbrennungsmotors fungiert, der in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montiert ist. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuergerät für ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil und auf ein Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetischen Ventils zum Ausführen eines Fail-Safe-Prozesses (Ausfallsicherungsprozess), wenn eine Anormalität bei dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil auftritt, wie es beispielsweise aus US-A-4 823 825 bekannt ist.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • Im Stand der Technik ist ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil mit Folgendem versehen: mit einem Ventilkörper, der als das Einlassventil oder das Auslassventil des Verbrennungsmotors fungiert; und mit einer beweglichen Nadel, die mit dem Ventilkörper verbunden ist und die in der axialen Richtung des Ventilkörpers versetzt wird. Nachstehend sind der Ventilkörper und die bewegliche Nadels als "beweglicher Abschnitt" je nach Fall bezeichnet. Das Auslassventil oder das Einlassventil kann jederzeit geöffnet und geschlossen werden, (i) indem ein elektrischer Anregungsstrom zu einer elektromagnetischen Spule geliefert wird zum Zwecke eines Ventilschließens oder zu einer elektromagnetischen Spule geliefert wird zum Zwecke eines Ventilöffnens nach einer geeigneten Zeitabstimmung, wodurch eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird, um die bewegliche Nadel anzuziehen, die bei einer mittleren Position durch die elastische Kraft oder die von einer Feder aufgebrachte Kraft gehalten wird, und (ii) indem der bewegliche Abschnitt zu der Seite der elektromagnetischen Spule versetzt wird zum Zwecke des Ventilschließens oder zu der Seite der elektromagnetischen Spule versetzt wird zum Zwecke des Ventilöffnens.
  • Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2002-81 329 ein Verfahren zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils zum Liefern einer geeigneten elektrischen Anregungsstromstärke zu der elektromagnetischen Spule zum Ventilschließen und der elektromagnetischen Spule zum Ventilöffnen, um in geeigneter Weise und sicher den Ventilkörper zwischen einer vollständig geschlossenen Position (d. h. ein Zustand, bei dem er "zum Ventilschließen gesetzt" wird) und einer vollständig geöffneten Position (d. h. ein Zustand, bei dem er "zum Ventilöffnen gesetzt" wird) von dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil bewegt oder versetzt wird. Jedoch kann angenommen werden, dass der Betrieb des Ventilöffnens oder der Betrieb des Ventilschließens nicht vollständig oder perfekt erfolgreich vonstatten geht (i) aufgrund einer Ursache, die sich aufgrund einer Änderung mit dem Ablauf der Zeit ergibt, wie beispielsweise eine Änderung der Masse des beweglichen Abschnittes und eine Änderung der Reibungskraft durch den Verschleiß der Feder durch Ansammlung von Ablagerungen an dem beweglichen Abschnitt, durch ein Abschleifen (Abrieb bzw. Abnutzung mit dem Ablauf der Zeit) oder dergleichen, und (ii) aufgrund einer unerwarteten oder plötzlichen Ursache, wie beispielsweise ein Lesefehler eines Anhebesensors oder aufgrund eines Fremdkörpers, der zwischen dem Ventilkörper und einem Ventilsitz anhaftet.
  • Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer Hei 11-132 017 ein Verfahren zum Verhindern eines Step-Out von dem Ventilkörper durch ein Erhöhen einer elektromagnetischen Kraft, die den beweglichen Abschnitt in der Versetzrichtung anzieht, indem die elektrische Anregungsstromstärke zu der elektromagnetischen Spule geliefert wird, wenn eine Abweichung zwischen einem erfassten Versatzbetrag des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und einem erwünschten Versatzbetrag größer als oder gleich wie ein Grenzwert ist. Hierbei ist der "Step-Out" ein derartiges Phänomen, bei dem der Ventilkörper des elektromagnetisch angetriebenen Ventils bei einer neutralen Position gehalten wird, während das Ventilöffnen oder Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils bewirkt wird, und bei dem das Ventilöffnen oder Ventilschließen nicht normal bewirkt werden kann.
  • Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2001-159 331 ein Fail-Safe-Verfahren (Ausfallsicherungsverfahren) zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils in derartiger Weise, dass dieses in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, indem die Größe einer elektrischen Anregungsstromstärke der elektromagnetischen Spule zum Ventilschließen erhöht wird, um dadurch das Ventil zu schließen, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil geöffnet wird und beim Setzen zum Zwecke des Ventilöffnens versagt. Ein weiteres Verfahren ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer Hei 11-294 209 offenbart.
  • Jedoch ist es nicht möglich, einen derartigen Fail-Safe-Prozess zu erzielen, bei dem eine in einem Zylinder sich ergebende Druckbedingung und eine Verbrennungsbedingung oder dergleichen, die sich ergibt, nachdem das elektromagnetisch angetriebene Ventil in der gänzlich geschlossenen Position gehalten wird, berücksichtigt werden, indem lediglich das elektromagnetisch angetriebene Ventil durch das herkömmliche Fail-Safe-Verfahren für das elektromagnetisch angetriebene Ventil gesteuert wird, das in der vorstehend beschriebenen japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2001-159 331 oder dergleichen offenbart ist, um so dieses erneut in der gänzlich geschlossenen Position zu halten, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Zwecke des Ventilöffnens versagt. Diese Möglichkeit bewirkt eine Verringerung der Abgabeeffizienz, eine Verringerung der Einfülleffizienz für die Einlassluft, den Step-Out des elektromagnetisch angetriebenen Ventils oder dergleichen und bewirkt schließlich eine Abnahme bei der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors, eine Verschlechterung der Abgasemission oder dergleichen, was ein technisches Problem darstellt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät zum Steuern eines variablen Ventils und ein Steuerverfahren zum Steuern eines variablen Ventils zu schaffen, durch die es möglich ist, den Einfluss eines Fehlers oder Fehlverhaltens oder einer Anormalität selbst dann zu verringern, wenn der Fehler oder die Anormalität bei dem Betrieb des Ventilöffnens oder dem Betrieb des Ventilschließens des elektromagnetischen angetriebenen Ventils beispielsweise auftritt.
  • Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle der Auslasseffizienz zu verhindern, indem das variable Ventil erneut in dem gleichen Takt geöffnet wird unter Berücksichtigung von beispielsweise der Drehzahl des Verbrennungsmotors, einer Ventilöffnungsgeschwindigkeit des variablen Ventils und des Weiteren eines tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit des variablen Ventils oder dergleichen, wenn das variable Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen bei dem Verfahren zum Steuern des variablen Ventils versagt. Dieses Versagen (Fehler) bei dem Setzen zum Ventilöffnen und Ventilschließen umfasst jegliche Situation, die einen anormalen Ventilöffnungsbetrieb und Ventilschließbetrieb bewirkt.
  • Die vorstehend dargelegte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch ein Steuergerät zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 1 gelöst werden.
  • Gemäß dem ersten Steuergerät zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils wird bei seinem normalen Betrieb insbesondere die Einlassluftmenge durch dieses Ventil, d. h. zumindest entweder das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil oder das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil so eingestellt, dass es bei einer geeigneten Zeitabstimmung gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors geöffnet und geschlossen wird. Genauer gesagt umfasst des Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils: das Freigeben desselben von der gänzlich geschlossenen Position (Freigabe zum Ventilschließen) und das Setzen desselben in die gänzlich geöffnete Position (Setzen zum Ventilöffnen). Andererseits umfasst das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils: das Freigeben desselben von der gänzlich geöffneten Position (Freigabe zum Ventilöffnen) und das Setzen desselben in die gänzlich geschlossene Position (Setzen zum Ventilschließen).
  • Wenn beispielsweise das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, wird dieses Versagen (dieser Fehler) beim Setzen zum Ventilöffnen durch die erste Beurteilungsvorrichtung beurteilt. Genauer gesagt beurteilt oder bestimmt die erste Beurteilungsvorrichtung, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt oder nicht, auf der Grundlage einer Abgabeleistung bei der Erfassung durch einen Anhebesensor, der direkt an dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil beispielsweise montiert ist. Alternativ kann sie den Umstand, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, direkt bestimmen auf der Grundlage einer Abgabeleistung bei der Erfassung durch andere Sensoren zum Messen einer Größe einer elektrischen Anregungsstromstärke des elektromagnetisch angetriebenen Ventils oder dergleichen.
  • Wenn beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ gering ist (niedrige Drehzahlen), und wenn durch die erste Beurteilungsvorrichtung beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, wird das elektromagnetisch angetriebene Ventil so gesteuert, dass der Betrieb zum Ventilöffnen erneut in dem gleichen Takt ausgeführt wird, und zwar unter der Steuerung der Fail-Safe-Vorrichtung. Im übrigen ist mit "Takt" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sowohl ein Auslasstakt, ein Einlasstakt, ein Kompressionstakt als auch ein Verbrennungstakt (Expansionstakt) des Verbrennungsmotors gemeint.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden in einem anormalen Fall die Öffnung-/Schließeigenschaften des Auslassventils und des Einlassventils unter der Steuerung der "Fail-Safe-Vorrichtung", der "ersten Beurteilungsvorrichtung", einer "zweiten Beurteilungsvorrichtung", einer "dritten Beurteilungsvorrichtung", einer "Messvorrichtung zum Messen eines tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit", einer "Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Soll-Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit" gesteuert, die nachstehend beispielsweise beschrieben sind. In einem normalen Fall werden sie unter der Steuerung von zumindest entweder dem "elektromagnetisch angetriebenen Auslassventil" oder dem "elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil" gesteuert. Diese Bauelemente können aus der gleichen Steuereinrichtung, beispielsweise einer nachstehend beschriebenen ECU) oder der gleichen Steuervorrichtung aufgebaut sein, die dazu in der Lage ist, sowohl die Steuerung in einem anormalen Fall als auch die Steuerung in dem normalen Fall auszuführen. Alternativ können sie aus verschiedenen exklusiven Steuereinrichtungen oder unterschiedlichen Steuervorrichtungen aufgebaut sein, die jeweils dazu in der Lage sind, jeweils eine der Steuerung in dem anormalen Fall bzw. der Steuerung in dem normalen Fall auszuführen.
  • Im Allgemeinen wird die Abgabeeffizienz des Auslassventils und die Einlasseffizienz durch das Einlassventil, d. h. die Beschickungseffizienz (Einlasseffizienz), durch drei Faktoren beeinflusst, die die Ventilöffnungszeit, die Ventilschließzeit und das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des Auslassventils und des Einlassventils sind. Hierbei ist das "tatsächliche Produkt der Öffnungsfläche und der Zeit" eine gemessene Größe, die berechnet wird, indem eine Zeitlänge, während der das elektromagnetisch angetriebene Ventil tatsächlich offen ist, und ein Ventilanhebebetrag multipliziert werden. Qualitativ bedeutet dies in dem Fall des tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit bei dem Auslassventil den Grad an Vollendung des Auslasstakts, und dieser ist im Wesentlichen ungefähr proportional zu der Menge an verbranntem Gas, die in dem Zylinder verbleibt. Genauer gesagt nimmt, wenn das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils hoch ist, die Abgabeeffizienz zu, und die Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas nimmt ab. Wenn andererseits das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetischen Auslassventils gering ist, nimmt die Auslasseffizienz ab, und die Menge an in dem Zylinder verbleibenden verbrannten Gas nimmt zu. Darüber hinaus bedeutet dies qualitativ in dem Fall des tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit bei dem Einlassventil den Grad an Vollendung des Einlasstakts, und dieser ist im Wesentlichen proportional zu der Menge an in dem Zylinder verbleibenden verbrannten Gas. Genauer gesagt nimmt, wenn das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit bei dem elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil hoch ist, die Einlasseffizienz zu, und die Menge an in dem Zylinder eingesaugter Luft nimmt zu. Andererseits nimmt, wenn das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit bei dem elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil gering ist, die Einlasseffizienz ab, und die Menge an in den Zylinder gesaugter Luft nimmt ab. Wenn insbesondere beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ gering ist (niedrige Drehzahlen), wird das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit in ausreichender Weise sichergestellt, so dass die Auslasseffizienz und die Auslasseffizienz am stärkstem durch die Ventilschließzeit des Auslassventils und des Einlassventils beeinflusst werden.
  • Insbesondere bei der vorliegenden Erfindung wird, damit die Ventilschließzeit des Auslassventils und des Einlassventils mit der Ventilschließzeit in dem normalen Fall übereinstimmen, falls das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, das elektromagnetisch angetriebene Ventil erneut in dem gleichen Takt geöffnet, wodurch es zum Ventilöffnen gesetzt wird und zwar unter der Steuerung der Fail-Safe-Vorrichtung. Dadurch ist es möglich, einen schlechten Einfluss auf einen nächsten Takt durch den Fehler bei dem Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils zu verringern, und es ist möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle der Auslasseffizienz zu verhindern.
  • Somit ist es möglich, zu verhindern, dass der Zylinderdruck zunimmt oder ein höherer Druck als der Einlassöffnungsdruck ist, indem die Zunahme der Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbrannten Gas verhindert wird, wobei diese durch die Verringerung der Auslasseffizienz bewirkt wird. Daher ist es bei dem nächsten Einlasstakt möglich, zu verhindern, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil einen Druck von dem Innenraum des Zylinders in der Richtung aufnimmt, die entgegen den Ventilöffnungen des elektromagnetischen Einlassventils wirkt, und das Versagen des Setzens zum Ventilöffnen oder das Step-out zu verhindern. Darüber hinaus ist es möglich, zu verhindern, dass das verbrannte Gas zu dem Einlasssystem zurückströmt, wenn das magnetisch angetriebene Einlassventil in dem Einlasstakt geöffnet wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Einlasseffizienz verringert wird, indem die Zunahme der Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas verhindert wird, die durch Verringerung der Auslasseffizienz bewirkt wird.
  • Andererseits ist es im Hinblick auf die Einlasseffizienz möglich, die Abnahme der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu verhindern, die dadurch bewirkt wird, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch aus einer geeigneten Menge an Frischluft und Kraftstoff nicht in den Zylinder hereingenommen wird, wodurch eine ungeeignete Verbrennung bewirkt wird aufgrund der Verringerung der Einlasseffizienz. Außerdem ist es möglich, die Zunahme des Einlasspumpenverlustes zu verhindern. Darüber hinaus ist es möglich, zu verhindern, dass die Einlassluftmenge unzureichend wird, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnimmt, und dass in dem Innenraum des Zylinders sich ein übermäßig fetter Zustand aufgrund der Verringerung der Einlasseffizienz ergibt. Daher ist es möglich, das Auftreten eines versehentlichen Zündens in dem Zylinder zu verhindern, und es ist möglich, zu verhindern, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das eine große Menge an unverbranntem Kraftstoff enthält, anders ausgedrückt Rohgas, ohne ausreichende Reinigung durch einen Katalysator oder dergleichen abgegeben wird. Somit ist es möglich, die Verschlechterung der Abgasemissionen zu verhindern.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß dem Steuergerät zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zu verhindern, und zwar zusätzlich zu oder anstelle von einem Verhindern der Auslasseffizienz, indem das elektromagnetisch angetriebene Ventil erneut in dem gleichen Takt geöffnet wird, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt.
  • Bei einem Aspekt des Steuergeräts zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vorliegenden Erfindung steuert die Fail-Safe-Vorrichtung das elektromagnetisch angetriebene Ventil so, dass der Betrieb zum Ventilöffnen erneut in dem gleichen Takt ausgeführt wird nach dem Setzen zum Ventilschließen, wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen von Ventilöffnen versagt.
  • Gemäß diesem Aspekt werden das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil und das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil erneut geöffnet und zum Ventilöffnen, nachdem sie zum Ventilschließen gesetzt worden sind, in dem gleichen Takt gesetzt, damit im Wesentlichen die Ventilschließzeit, die die Auslasseffizienz und die Einlasseffizienz am meisten beeinflusst, mit der Ventilschließzeit in dem normalen Falls übereinstimmt unter der Steuerung der Fail-Safe-Vorrichtung. Daher ist es möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle von der Verringerung der Auslasseffizienz zu verhindern.
  • Bei einem anderen Aspekt des ersten Steuergerätes zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vorliegenden Erfindung steuert die Fail-Safe-Vorrichtung das elektromagnetisch angetriebene Ventil so, dass es zum Ventilschließen bei der gleichen Ventilschließzeit wie in einem normalen Fall gesetzt wird, nachdem es erneut zum Ventilöffnen in dem gleichen Takt gesetzt worden ist.
  • Gemäß diesem Aspekt wird die Ventilschließzeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils und des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils, die die Auslasseffizienz und die Einlasseffizienz am stärksten beeinflusst, nahe zu der Ventilschließzeit in dem normalen Fall unter der Steuerung der Fail-Safe-Vorrichtung gebracht. Daher ist es möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle von der Verhinderung der Verringerung der Auslasseffizienz zu verhindern.
  • Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, die Steuerung durch die Fail-Safe-Vorrichtung genauer auszuführen, indem das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil und das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil mit der Zeit als ein Referenzwert erneut geöffnet wird. Daher ist es möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu und anstelle der Verhinderung der Verringerung der Auslasseffizienz zu verhindern.
  • Das Steuergerät kann des Weiteren mit einer Drehzahlerfassungsvorrichtung versehen sein zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, wobei die zweite Beurteilungsvorrichtung auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, die durch die Verbrennungsmotordrehzahlerfassungsvorrichtung erfasst wird, beurteilt, ob noch Zeit ist oder nicht.
  • Durch einen in dieser Weise gestalteten Aufbau ist die zweite Beurteilungsvorrichtung relativ einfach dazu in der Lage, zu beurteilen, ob es an der Zeit ist oder nicht, das elektromagnetisch angetriebene Ventil zum Ventilöffnen erneut in dem gleichen Takt zu setzen. Beispielsweise kann die zweite Beurteilungsvorrichtung so aufgebaut sein, dass sie die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors direkt vergleicht, die zuvor als ein vorbestimmter Grenzwert eingestellt worden ist. Alternativ kann sie so aufgebaut sein, dass sie die restliche Zeit des gleichen Takts aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder aus sowohl der Drehzahl des Verbrennungsmotors als auch einem Zeitpunkt des Versagens bei dem Setzen zum Ventilöffnen berechnet und die restliche Zeit mit einer Zeitspanne zum Ventilöffnen oder Ventilschließen vergleicht, die zuvor als ein vorbestimmter Grenzwert eingestellt worden ist. Die "Drehzahl des Verbrennungsmotors, die zuvor als ein vorbestimmter Grenzwert eingestellt worden ist" wird berechnet, indem eine Zeitspanne, die für das Ventilöffnen und das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils erforderlich ist, die das Leistungsvermögen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils widerspiegelt, und ein Betätigungswinkel als Parameter verwendet werden.
  • Bei einem Aspekt der Fail-Safe-Vorrichtung steuert die Fail-Safe-Vorrichtung zumindest entweder das elektromagnetisch angetriebene Ventil, ein Kraftstoffeinspritzventil oder eine Zündkerze so, dass zumindest entweder der Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils oder das Kraftstoffeinspritzen und Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor verhindert wird bis zum gleichen Takt in einem nächsten Zyklus, wenn beurteilt worden ist, dass keine Zeit zum Ausführen des Betriebs zum erneuten Ventilöffnen in dem gleichen Takt mehr ist.
  • Indem der Aufbau in dieser Weise ausgeführt wird, ist es möglich, den uneffektiven Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und das übermäßige Kraftstoffeinspritzen und das uneffektive Zünden in dem Zylinder zu beseitigen, bei dem ungeeignete Bedingungen für die Verbrennung herrschen. Somit ist es möglich, den Einfluss des Fehlers bei dem Setzen zum Ventilöffnen, der sich auf den nächsten Zyklus auswirkt, zu unterdrücken, und es ist möglich, den Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, das Kraftstoffeinspritzen und das Zünden bei dem nächsten Zyklus in der gleichen Weise wie in einem normalen Fall auszuführen.
  • Bei einem anderen Aspekt des Steuergeräts zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vorliegenden Erfindung ist dieses des Weiteren mit Folgendem versehen: mit einer Messvorrichtung zum Messen eines tatsächlichen Produktes aus einer Öffnungsfläche und der Zeit von dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil, wenn beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil ein Fehlverhalten bei dem Setzen zum Ventilöffnen aufzeigt; und mit einer dritten Beurteilungsvorrichtung zum Beurteilen, ob verhindert wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil den Betrieb zum erneuten Ventilöffnen in dem gleichen Takt oder in dem gleichen Zyklus ausführt oder nicht, auf der Grundlage des gemessenen tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit, wobei die Fail-Safe-Vorrichtung das elektromagnetisch angetriebene Ventil so steuert, dass verhindert wird, dass es in dem gleichen Takt oder in dem gleichen Zyklus öffnet, und verhindert wird, dass es öffnet bis zu dem gleichen Takt in einem nächsten Zyklus, lediglich wenn beurteilt wird, dass ein Verhindern bei dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil geschehen soll.
  • Selbst wenn gemäß diesem Aspekt beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ hoch ist (hohe Drehzahlen), wird durch die dritte Beurteilungsvorrichtung auf der Grundlage des direkt gemessenen tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Ventils beurteilt, wie erheblich die Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas den Betrieb des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils beeinflusst. Lediglich dann, wenn der Einfluss erheblich ist, ist es möglich, das erneute Öffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils in dem gleichen Takt zu verhindern und ein Öffnen in dem gleichen Zyklus zu verhindern, d. h. bis zu dem Auslasstakt in dem nächsten Zyklus. Somit ist es möglich, eine Steuerung durch die Fail-Safe-Vorrichtung in noch geeigneterer Weise zu verwirklichen.
  • Bei einem Aspekt im Zusammenhang mit der dritten Beurteilungsvorrichtung kann das erste Steuergerät des Weiteren mit Folgendem versehen sein: mit einer Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Sollproduktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit auf der Grundlage des erforderlichen Drehmomentes des Verbrennungsmotors, wobei die dritte Beurteilungsvorrichtung beurteilt, dass zu verhindern ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil den Betrieb zum Ventilöffnen in dem gleichen Zyklus ausführt und zwar unter einer derartigen Bedingung, dass das gemessene tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils geringer als das berechnete Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist.
  • Indem der Aufbau in dieser Weise ausgeführt wird, ist es möglich, das Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit relativ leicht und schnell durch die Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Sollproduktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit zu berechnen. Wenn das tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils geringer als das Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist, ist der Druck in dem Zylinder hoch, und ist es sehr wahrscheinlich, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, selbst wenn es geöffnet wird. Somit wird das elektromagnetisch angetriebene Ventil so gesteuert, dass das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils in dem gleichen Zyklus verhindert wird.
  • Hierbei ist das "Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit" in dem Fall des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils ein tatsächliches Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils, das als Minimum für das Ventilöffnen gegenüber dem Zylinderdruck erforderlich ist, der proportional zu der Menge an verbranntem Gas ist, die in dem Zylinder verbleibt, ohne herausgelassen zu werden. Andererseits ist es in dem Fall des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils ein tatsächliches Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit von dem elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil, die als Minimum erforderlich ist, damit das Zünden und Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches aus dem Kraftstoff und Frischluft möglich ist, die in den Zylinder durch das elektromagnetisch angetriebene Ventil eingesaugt wird. In jedem Fall ist das Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit ein Referenzwert, der bestimmt wird, indem sowohl die Drehzahl des Verbrennungsmotors als auch die Last des Verbrennungsmotors, die das Drehmoment für den Verbrennungsmotor anzeigen, als Parameter genommen werden. Im übrigen ist die Last des Verbrennungsmotors proportional zu einer Anfangsmenge von dem verbrannten Gas.
  • In einem Aspekt, der zu der Fail-Safe-Vorrichtung zugehörig ist, kann die Fail-Safe-Vorrichtung zumindest entweder das elektromagnetisch angetriebene Ventil, ein Kraftstoffeinspritzventil oder eine Zündkerze steuern, um zumindest entweder den Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils oder das Kraftstoffeinspritzen oder das Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor verhindern, bis zum gleichen Takt in einem nächsten Zyklus, wenn beurteilt worden ist, dass bei dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil kein Verhindern geschehen soll.
  • Indem der Aufbau in dieser Weise ausgeführt wird, ist es möglich, den uneffektiven Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und das übermäßige Kraftstoffeinspritzen und das uneffektive Zünden in dem Zylinder zu verhindern, bei dem eine ungeeignete Verbrennungsbedingung herrscht. Somit ist es möglich, den Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, das Kraftstoffeinspritzen und das Zünden in dem nächsten Zyklus in der gleichen Weise wie in dem normalen Fall so auszuführen, dass der Fehler beim Setzen für das Ventilöffnen auf den nächsten Zyklus fast überhaupt keinen Einfluss hat.
  • Die vorstehend dargelegte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch ein Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 10 gelöst werden.
  • Gemäß dem Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils ist es wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Steuervorrichtung zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vorliegenden Erfindung beispielsweise möglich, einen schlechten Einfluss auf den nächsten Takt aufgrund des Fehlers beim Setzen für ein Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils zu verhindern, und es ist möglich, die Verringerung der Einlasseffizienz zu verhindern zusätzlich zu oder anstelle von einem Verhindern der Verringerung der Auslasseffizienz, indem das elektromagnetisch angetriebene Ventil erneut in dem gleichen Takt geöffnet wird, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt.
  • Die vorstehend dargelegte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise durch das Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gelöst werden, das einen Fail-Safe-Prozess (Ausfallsicherungsprozess) zum Steuern von zumindest entweder dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil, einem Kraftstoffeinspritzventil oder einer Zündkerze aufweist, um zumindest entweder einen Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils oder ein Kraftstoffeinspritzen oder ein Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor bis zu einem gleichen Takt im nächsten Zyklus des Betriebs beim Ventilöffnen zu verhindern, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt.
  • Gemäß dem bevorzugten Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils ist es wie bei der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vorliegenden Erfindung, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, möglich, den uneffektiven Betrieb zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und das übermäßige Kraftstoffeinspritzen und das uneffektive Zünden in dem Zylinder zu vermeiden, bei dem eine ungeeignete Bedingung für die Verbrennung herrscht. Somit ist es möglich, zu vermeiden, dass der Fehler bei dem Setzen zum Ventilöffnen auf den nächsten Zyklus einen Einfluss hat, und es ist möglich, den Betrieb des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, das Kraftstoffeinspritzen und das Zünden bei dem nächsten Zyklus in der gleichen Weise wie in einem normalen Fall auszuführen. Somit ist es möglich, eine Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle von der Verhinderung der Verringerung der Auslasseffizienz zu verhindern.
  • Die Eigenart, der Nutzen und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich hervor, die nachstehend kurz beschrieben sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Darstellung eines Steuergerätes zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils und eines Verbrennungsmotors von einem Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Darstellung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel und eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils.
  • 3 zeigt eine Konzeptdarstellung zur Veranschaulichung von (i) der ECU zum Steuern der elektromagnetisch angetriebenen Ventile im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel, (ii) verschiedenen Sensoren zum Eingeben von verschiedenen Erfassungssignalen und Parametern zu der ECU, und (iii) verschiedenen Ventilen, die durch die ECU oder dergleichen gesteuert werden.
  • Die 4A bis 4C zeigen Kennliniendiagramme zur Darstellung eines Ventilanhebebetrages und eines Betätigungswinkels in Bezug auf einen Kurbelwinkel in dem Normalfall oder dergleichen von den elektromagnetisch angetriebenen Ventilen des ersten Fail-Safe-Prozesses im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm von einer ersten Fail-Safe-Prozessroutine im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • Die 6A bis 6C zeigen Kennliniendarstellungen von einem Zylinderdruck in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Normalfall oder dergleichen im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 7 zeigt eine Parametertabelle zum Bestimmen eines Sollproduktes "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, das ein Kriterium zum Beurteilen oder Bestimmen bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel ist.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm von einer zweiten Fail-Safe-Prozessroutine im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • Die 9A bis 9C zeigen Kennliniendarstellungen von dem Ventilanhebebetrag und dem Betätigungswinkel in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem normalen Fall oder dergleichen der elektromagnetisch angetriebenen Ventile im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm von einer dritten Fail-Safe-Prozessroutine im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 11A und 11B zeigen Kennliniendarstellungen von dem Ventilanhebebetrag und dem Betätigungswinkel in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem normalen Fall oder dergleichen der elektromagnetisch angetriebenen Ventile im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm von einer vierten Fail-Safe-Prozessroutine im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel.
  • 13 zeigt eine schematische Darstellung von dem Aufbau und dem Betrieb von einem spezifischen Beispiel eines Mechanismus eines variablen Ventils der vorliegenden Erfindung.
  • 14 zeigt eine schematische Darstellung von dem Aufbau und dem Betrieb eines Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines Mechanismus eines variablen Ventils der vorliegenden Erfindung unter Betrachtung aus einer anderen Richtung.
  • 15 zeigt eine schematische Darstellung von dem Aufbau und dem Betrieb eines Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines Mechanismus eines variablen Ventils der vorliegenden Erfindung.
  • 16 zeigt eine teilweise aufgeschnittene schematische Darstellung von dem Aufbau und dem Betrieb eines Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines Mechanismus eines variablen Ventils der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Das spezifische Ausführungsbeispiel des Steuergeräts zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Zunächst ist der Aufbau und der Betrieb von dem Verbrennungsmotor und dem Steuergerät zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 bis 3 erläutert. 1 zeigt schematisch das Steuergerät zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und den Verbrennungsmotor.
  • Ein Verbrennungsmotor 100 im Zusammenhang mit dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Benzinverbrennungsmotor (Otto-Brennkraftmaschine) der wassergekühlten Vier-Takt-Art, der mit Benzin arbeitet und der an einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug montiert ist und der von einer Einspritzart ist zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder 110 aus einer Einlassöffnung 140. Darüber hinaus hat der Verbrennungsmotor 100 im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Gestaltung mit einer Vielzahl an Zylindern 110. Jeder der Zylinder 110 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 145, einer Zündkerze 165 oder dergleichen versehen, wie dies nachstehend beschrieben ist. Im übrigen zeigt 1 einen Zylinder aus der Vielzahl an Zylindern zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung.
  • Insbesondere wird bei dem mit den elektromagnetisch angetriebenen Ventilen versehenen Verbrennungsmotor 100 die Einlassluftmenge von den niedrigen Drehzahlen bis zu den hohen Drehzahlen gemäß der individuellen Drehzahl kontinuierlich eingestellt, und die Kraftstoffeinspritzmenge wird gemäß der eingestellten Einlassluftmenge und der erfassten Drehzahl gesteuert. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Einlassluftmenge eingestellt oder gesteuert, indem die Öffnungs-/Schließcharakteristik der elektromagnetisch angetriebenen Ventile gemäß den Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors, das erwünschte Drehmoment oder die erwünschte Last beispielsweise optimal eingestellt werden, und der normale Betrieb des Verbrennungsmotors wird ausgeführt. Hierbei sind die "Öffnungs-/Schließcharakteristiken" der Betrieb des Ventilöffnens und der Betrieb des Ventilschließens der elektromagnetisch angetriebenen Ventile, die Ventilöffnungszeit oder Ventilschließzeit, der Ventilanhebebetrag oder der Ventilanhebebetrag und die Ventilanhebeperiode (der Betätigungswinkel oder Betriebswinkel).
  • In 1 ist der Verbrennungsmotor 100 mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 10, einem Kurbelwinkelsensor 125, der Zündkerze 165, einem Anhebesensor 202, einem Anhebesensor 212 und Elementen in dem Einlasssystem und Elementen in dem Auslasssystem versehen, die nachstehend beschrieben sind.
  • In 1 ist das Einlasssystem des Verbrennungsmotors 100 derart aufgebaut, dass die Luft, die aus einem nicht dargestellten Luftkanal zum Hereinnehmen der Außenluft angesaugt wird, durch einen Luftströmungsmesser 220 und ein elektronisches Steuerdrosselventil 240 mit einem Drosselpositionssensor 230 aus einer Einlassröhre 250 zu einem Ausgleichsbehälter 260 strömt, der eine Funktion dahingehend hat, dass ein Einlassimpuls verhindert wird, wobei die Luft des Weiteren durch eine Einlassöffnung 140, die mit dem Kraftstoffeinspritzventil 145 versehen ist, zu einer Verbrennungskammer 160 strömt, die aus einer Bodenfläche eines Zylinderkopfes 130, einer oberen Fläche eines Kolbens 120 und Seitenwänden des Zylinders 120 aufgebaut ist. Im übrigen sind ein Ventilkörper 201a und ein Ventilsitz (für den Einlass) 170 eines elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 200, das als ein Einsatzventil 201 zum Öffnen und Schließen der Einlassöffnung 140 fungiert, an einem Öffnungsendabschnitt an der Seite der Verbrennungskammer 160, an der sich die Einlassöffnung 140 befindet, angeordnet.
  • Andererseits ist das Auslasssystem des Verbrennungsmotors 100 derart aufgebaut, dass die Abgase (Auslassgase) aus der Verbrennungskammer 160 in dem Zylinder 110 durch eine Auslassöffnung 150, eine Abgasröhre, einen Abgasreinigungskatalysator und einen Schalldämpfer, die nicht dargestellt sind, in die Luft abgegeben werden. Ein Ventilkörper 211a und ein Ventilsitz (für den Auslass) 180 von einem elektromagnetisch angetriebenen Auslassventil 210, das als ein Auslassventil 211 zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnung 150 fungiert, sind an einem Öffnungsendabschnitt an der Seite der Verbrennungskammer 160, an der sich die Auslassöffnung 150 befindet, angeordnet.
  • Das nach oben und nach unten gerichtete Gleiten des Kolbens im Inneren des Zylinders 110, der für den Verbrennungsmotor 100 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, wird in eine Drehbewegung einer nicht dargestellten Kurbelwelle umgewandelt. Der Drehwinkel der Kurbelwelle und die Drehzahl des Verbrennungsmotors werden durch den Kurbelwinkelsensor 125 gemessen.
  • Die Verbrennungskammer 160 ist mit der Zündkerze 165 versehen.
  • Der Verbrennungsmotor 100 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit zwei Einlassventilen 201 und mit zwei Auslassventilen 211 für jeden Zylinder 110 versehen. Daher sind zwei elektromagnetisch angetriebene Einlassventile 200 und zwei elektromagnetisch angetriebene Auslassventile 210, die in dem Zylinderkopf 130 eingebaut sind, für jeden Zylinder 110 vorgesehen. Das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 200 und die elektromagnetisch angetriebenen Auslassventile 210 haben den gleichen Aufbau.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 2 der Aufbau und der Betrieb von dem elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil 200, den elektromagnetisch angetriebenen Auslassventilen 210 und der ECU zum Steuern der elektromagnetisch angetriebenen Ventile erläutert. 2 zeigt in schematischer Weise das elektromagnetisch angetriebene Ventil und die ECU zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils.
  • Wie dies in 2 gezeigt ist, ist in Bezug auf das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 200 (die elektromagnetisch angetriebenen Auslassventile 210) eine plattenartige bewegliche Nadel 205 (215), die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt ist, an einer Ventilwelle 203 (213) des Ventilkörpers 201a (211a) montiert. Es werden elastische Kräfte durch eine untere Feder 206 (216) und eine obere Feder 207 (217) auf die bewegliche Nadel 205 (215) so aufgebracht, dass diese sich bei der neutralen Position befindet. Eine elektromagnetische Spule 208 (218) für ein Ventilöffnen ist an der unteren Seite der beweglichen Nadel 205 (215) angeordnet, und eine elektromagnetische Spule 209 (219) für ein Ventilschließen ist an der oberen Seite angeordnet.
  • Bei dem Ventilöffnen wird, nachdem eine Lieferung von Elektrizität zu der elektromagnetischen Spule 209 (219) für das Ventilschließen an der oberen Seite unter der Steuerung der ECU 10 angehalten worden ist, Elektrizität zu der elektromagnetischen Spule 208 (218) zum Ventilöffnen an der unteren Seite geliefert. Dann wird die bewegliche Nadel 205 (215) zu der unteren Seite hin adsorbiert durch die Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft bei der elektromagnetischen Spule 208 (218) für das Ventilöffnen. Dadurch wird der Ventilkörper 201a (211a) nach oben angehoben, d. h. von dem Ventilsitz 170 (180) gelöst oder freigegeben, wodurch die Einlassöffnung 140 (die Auslassöffnung 150) und die Verbrennungskammer 160 geöffnet werden (eine Verbindung hergestellt wird). Im Gegensatz dazu wird bei dem Ventilschließen, nachdem das Liefern von Elektrizität zu der elektromagnetischen Spule 208 (218) zum Ventilöffnen an der unteren Seite unter der Steuerung der ECU 10 angehalten worden ist, Elektrizität zu der elektromagnetischen Spule 209 (219) für das Ventilschließen an der oberen Seite geliefert. Dann wird die bewegliche Nadel 205 (215) zu der oberen Seite hin adsorbiert durch das Erzeugen einer elektromagnetischen Kraft bei der elektromagnetischen Spule 209 (219) für das Ventilschließen. Dadurch wird der Ventilkörper 201a (211a) auf den Ventilsitz 170 (180) gesetzt, wodurch die Einlassöffnung 140 (die Auslassöffnung 150) geschlossen wird und die Verbindung zu der Verbrennungskammer 160 geschlossen wird.
  • Darüber hinaus steht ein Erfassungsstab 204 (214) an dem oberen Ende der Ventilwelle 203 (213) des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 200 (der elektromagnetisch angetriebenen Auslassventile 210) in Eingriff, und der Anhebesensor 202 (212) ist an dem oberen Ende eines Gehäuses angeordnet. Der Anhebesensor 202 (212) erfasst einen Versatzbetrag des Erfassungsstabes 204 (214) als den Anhebebetrag des Ventilkörpers 201a (211a). Zusätzlich dazu kann ein Entfernungsmesssensor der kontaktfreien Art oder dergleichen durch Infrarotstrahlung, Ultraschallwellen oder dergleichen als der Anhebesensor 202 (212) verwendet werden.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 2 das vorstehend beschriebene Step-Out des elektromagnetisch angetriebenen Ventils erläutert.
  • Wenn gemäß 2 das Öffnen oder Schließen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 200 (der elektromagnetisch angetriebenen Auslassventile 210) bewirkt wird, wird, wenn die Versatzamplitude des elektromagnetisch angetriebenen Ventils aufgrund eines vorübergehend erhöhten Reibungswiderstandes oder dergleichen abnimmt und wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil eine Ventilöffnungssitzposition oder eine Ventilschließsitzposition nicht erreichen kann, die an dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil einwirkende elektromagnetische Kraft geschwächt, wodurch es unmöglich wird, dass die elektromagnetische Kraft und die elastische Kraft der Feder in geeigneter Weise zusammenarbeiten. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil wird bei der neutralen Position zwischen der Ventilöffnungssitzposition und der Ventilschließsitzposition durch die untere Feder 206 (216) und die obere Feder 207 (217) gelöst von dem Ventilsitz 170 (180) gehalten und wird anhand eines konstanten Betrages stets offen sein.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 3 die ECU 10 zum Steuern der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 100 in dem Normalantriebsfall und dem anormalen Fall beschrieben. 3 zeigt in Konzeptdarstellung (i) die ECU zum Steuern der elektromagnetisch angetriebenen Ventile, (ii) verschiedene Sensoren zum Eingeben von verschiedenen Erfassungssignalen und Parametern in die ECU und (iii) verschiedene Ventile, die durch die ECU oder dergleichen gesteuert werden.
  • In 3 ist die ECU 10 eine arithmetisch-logische Schaltung, die mit einer Zentralrecheneinheit (CPU), einem Festspeicher (ROM), einem wahlfreien Zugriffsspeicher (RAM), einem Sicherungs-RAM und dergleichen versehen ist. Die CPU steuert insgesamt den Verbrennungsmotor in dem Normalantriebsfalls gemäß einem in dem ROM aufgezeichneten Programm. Genauer gesagt sind verschiedene Sensoren mit der ECU 10 über eine elektrische Verdrahtung verbunden. Die verschiedenen Sensoren sind der vorstehend beschriebene Luftströmungsmesser 220, der Drosselpositionssensor 230, der Anhebesensor 202 für das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil, der Anhebesensor 212 für das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil, der Kurbelwinkelsensor 125 und nicht dargestellte andere Sensoren, wie beispielsweise ein Wassertemperatursensor oder dergleichen. Darüber hinaus sind das elektronische Steuerdrosselventil 240, das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 200, das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 210, die Zündkerze 165, das Kraftstoffeinspritzventil 145 und andere Aktuatoren mit der ECU 10 über eine elektrische Verdrahtung verbunden.
  • In dem Normalantriebsfall erzeugt die ECU 10 vorbestimmte Arten an verschiedenen Steuersignalen mit den Abgabesignalen (d. h. den elektrischen Signalen) der verschiedenen Sensoren als Eingangsparameter (Eingabeparameter) für ein Programm, das zuvor eingestellt worden ist. Die ECU 10 steuert mit den verschiedenen Steuersignalen das Öffnen des elektronischen Steuerdrosselventils 240, den Ventilanhebebetrag des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 200 und des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 210, die Anhebezeitspanne oder Anhebeperiode (d. h. den Betriebswinkel oder Betätigungswinkel) und die Öffnungszeit oder Schließzeit, die Zündzeit der Zündkerze 165, die Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeit des Kraftstoffeinspritzventils 145 und den Antriebsbetrag der anderen Aktuatoren.
  • Insbesondere erfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem anormalen Fall die ECU 10 anhand des Anhebesensors 202 und 212, ob das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 200 und das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 210 zum Ventilöffnen bei ihrem Ventilöffnungsantrieb gesetzt werden können oder nicht. Wenn erfasst worden ist, dass sie zum Ventilöffnen nicht gesetzt werden können, wird der Fail-Safe-Prozess, wie beispielsweise das Verhindern des Ventilschließantriebs und des Ventilöffnungsantriebs, das Verhindern des Kraftstoffeinspritzens und das Verhindern des Zündens unter der Steuerung der ECU 10 ausgeführt.
  • (Erster Fail-Safe-Prozess)
  • Der erste Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 5 erläutert. 4A zeigt den Ventilanhebebetrag und den Betriebswinkel in Bezug auf einen Kurbelwinkel in dem normalen Fall des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, bei dem ersten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 4C zeigt den Ventilanhebebetrag und den Betätigungswinkel oder Betriebswinkel in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall eines Versagens beim Öffnen des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, bei dem ersten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie bei 4A. 4B zeigt den Ventilanhebebetrag und den Betriebswinkel in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall eines Versagens beim Öffnen des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, im Zusammenhang mit dem Fail-Safe-Prozess bei einem Vergleichsbeispiel.
  • Zunächst ist unter Bezugnahme auf 4A der Betrieb des Ventilöffnens und der Betrieb des Ventilschließens in dem normalen Fall des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, erläutert. In 4A zeigt die vertikale Achse den Ventilanhebebetrag des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden. Die horizontale Achse zeigt eine Änderung des Kurbelwinkels mit dem Ablauf der Zeit. Das Auslassventil 211 und das Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, werden von ihrer gänzlich geschlossenen Position freigegeben, indem die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule für das Ventilschließen unter der Steuerung der ECU 10 beendet wird. Das Auslassventil 211 und das Einlassventil 201 beginnen sich durch die elastische Kraft der oberen Federn 217 und 207 zu öffnen (sich in 4A nach oben anzuheben), und werden zum Zwecke des Ventilöffnens gesetzt durch die Erzeugung der elektromagnetischen Kraft der elektromagnetischen Spule für das Ventilöffnen. Dann werden unter der Steuerung der ECU 10 das Auslassventil 211 und das Einlassventil 201 aus der gänzlich geöffneten Position freigegeben, indem die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule für das Ventilöffnen beendet wird. Das Auslassventil 211 und das Einlassventil 210 beginnen sich zu schließen durch die elastische Kraft der unteren Federn 216 und 206 und werden zum Ventilschließen gesetzt durch das Erzeugen der elektromagnetischen Kraft der elektromagnetischen Spule für das Ventilschließen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 4B ein Vergleichsbeispiel für das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert. Bei dem Vergleichsbeispiel wird, wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, lediglich der Betrieb zum Ventilschließen der elektromagnetisch angetriebenen Ventile als der Fail-Safe-Prozess ausgeführt. Genauer gesagt wird, wie bei dem Fail-Safe-Prozess, wenn das Auslassventil 211, das elektromagnetisch angetrieben wird, geöffnet wird und bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, lediglich ein Vorgang ausgeführt, bei dem das Auslassventil 211 geschlossen wird und in der gänzlich geschlossenen Position gehalten wird. In diesem Fall wird Luft nicht in ausreichender Weise abgegeben, und eine große Menge an verbranntem Gas (Verbrennungsgas) bleibt in dem Zylinder zurück, und das verbrannte Gas wird komprimiert. Wenn somit das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 211 geöffnet wird, nimmt, da der Druck in dem Zylinder hoch ist, das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 eine Kraft in der Richtung auf, in der das Ventilöffnen verhindert wird, wodurch möglicherweise das Step-Out bewirkt wird, ohne das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 normal zu öffnen. Selbst wenn das Öffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 gelingt, ist es ebenfalls denkbar, dass Frischluft und Kraftstoff nicht in zufriedenstellender Weise angesaugt werden, da eine große Menge an verbranntem Gas zurückbleibt, und dass nach dem anschließenden Kompressionstakt das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht verbrennt. Darüber hinaus wird bei dem Vergleichsbeispiel als der Fail-Safe-Prozess, wenn das Einlassventil 201, das elektromagnetisch angetrieben wird, geöffnet wird und bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, lediglich ein derartiger Vorgang ausgeführt, bei dem das Einlassventil 201 geschlossen wird und in der gänzlich geschlossenen Position gehalten wird. In diesem Fall wird Luft nicht in ausreichender Weise angesaugt, wird die in den Zylinder aufgenommene Einlassluftmenge gering, nimmt das nicht abgegebene Restgasverhältnis relativ stark zu und wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht in ausreichender Weise und zufriedenstellend verbrannt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das eine große Menge an nicht verbranntem Kraftstoff aufweist, anders ausgedrückt das Rohgas, wird ohne ausreichende Reinigung durch einen Katalysator oder dergleichen abgegeben, was die Abgasemissionen möglicherweise verschlechtert. In der gleichen Weise ist die in den Zylinder aufgenommene Einlassluftmenge gering, nimmt das Kraftstoffverhältnis relativ zu, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gering und wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht in ausreichender Weise und zufrieden stellend verbrannt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das eine große Menge an nicht verbranntem Kraftstoff enthält, anders ausgedrückt das Rohgas, wird abgegeben, ohne eine ausreichende Reinigung durch einen Katalysator oder dergleichen, wodurch die Abgasemissionen möglicherweise verschlechtert werden. Da darüber hinaus die in den Zylinder aufgenommene Einlassluftmenge gering ist, ist es ebenfalls denkbar, dass eine zufriedenstellende Verbrennung nicht ausgeführt wird und dass das erforderliche Moment des Verbrennungsmotors nicht erzeugt wird.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 4A bei Bedarf zusätzlich zu 4C der Fail-Safe-Prozess, der zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zugehörig ist, erläutert.
  • Bei dem ersten Fail-Safe-Prozess, der zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zugehörig ist und der der weiterentwickelte Fail-Safe-Prozess im Hinblick auf das Vergleichsbeispiel ist, ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ gering (niedrige Drehzahlen), um in ausreichender Weise die Abgaseffizienz oder Abgabeeffizienz und die Einlasseffizienz zu erzielen. Wenn zu diesem Zeitpunkt dieser Wert geringer als oder gleich wie die vorstehend beschriebene vorbestimmte Drehzahl des Verbrennungsmotors ist, wird das Auslassventil 211 oder das Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, erneut geöffnet und für ein Ventilöffnen in dem gleichen Takt unter der Steuerung der ECU 10 gesetzt, und die Endventilschließzeit des Auslassventils 211 oder des Einlassventils 201 in dem gleichen Takt wird auf die gleiche Zeit wie in dem normalen Fall gesetzt. Hierbei ist die "vorbestimmte Drehzahl des Verbrennungsmotors", die zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zugehörig ist, die vorstehend beschriebene "Drehzahl des Verbrennungsmotors, die zuvor als ein vorbestimmter Grenzwert eingestellt worden ist". Genauer gesagt stehen in Bezug auf das elektromagnetisch angetriebene Ventil die Zeitlänge, die für den Betrieb des Ventilöffnens erforderlich ist, und die Zeitlänge, die für den Betrieb des Ventilschließens erforderlich ist, nicht in Beziehung zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors und werden hauptsächlich durch die Masse der beweglichen Nadel des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und die Federkonstanten der oberen Feder und der unteren Feder bestimmt. Beispielsweise ist sie im Wesentlichen konstant, wie beispielsweise ungefähr 3 ms. Andererseits neigt eine Zeitspanne, in der das elektromagnetisch angetriebene Ventil offen ist (d. h. der Betätigungswinkel), anders ausgedrückt eine Zeitlänge, in der das elektromagnetisch angetriebene Ventil offen ist, dazu, gemäß der Zunahme der Drehzahl des Verbrennungsmotors abzunehmen, um die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Somit nimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors zunimmt, die Zeitlänge, in der das elektromagnetisch angetriebene Ventil offen ist, ab. Bei einer bestimmten Drehzahl des Verbrennungsmotors als ein kritischer Punkt ist es unmöglich, im Hinblick auf die Zeit, das elektromagnetisch angetriebene Ventil zu schließen, das einmal geöffnet worden ist und im Hinblick auf das Setzen für ein Ventilöffnen in dem gleichen Takt versagt, es in der gänzlich geschlossenen Position zu halten, es erneut zu öffnen und es zu schließen und es für ein Ventilschließen bei der gleichen Zeit wie in dem normalen Fall zu setzen. Die bestimmte Drehzahl des Verbrennungsmotors, die der kritische Punkt ist, ist als "vorbestimmte Drehzahl des Verbrennungsmotors (vorbestimmter Grenzwert)" definiert.
  • Insbesondere ist es, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ gering ist (geringe Drehzahlen), außerordentlich nützlich, dass die Ventilschließzeit in dem gleichen Takt des Auslassventils 211 oder des Einlassventils 201 mit der Ventilschließzeit in dem normalen Fall übereinstimmt, wie dies vorstehend beschrieben ist, im Hinblick auf das Verhindern der Verringerung der Einlasseffizienz zusätzlich zu oder anstelle von dem Verhindern der Verringerung der Auslasseffizienz.
  • Das heißt, bei dem ersten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ gering ist (niedrige Drehzahlen) und geringer als oder gleich wie die vorbestimmte Drehzahl des Verbrennungsmotors ist, das Auslassventil 211 oder das Einlassventil 201 erneut geöffnet, wie dies in 4C gezeigt ist, selbst wenn es einmal bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, und es wird zur gleichen Zeit geöffnet wie in dem normalen Fall, der in 4A gezeigt ist. Somit ist es möglich, im Wesentlichen die gleiche Abgabeeffizienz oder Einlasseffizienz wie in dem normalen Fall zu erzielen, und es ist möglich, den Fail-Safe-Prozess zur verwirklichen, bei dem kein Einfluss des Fehlers (des Versagens) beim Setzen für das Ventilöffnen auf den nächsten Takt stattfindet.
  • Insbesondere bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die ECU 10, die ein Beispiel des Steuergerätes des elektromagnetisch angetriebenen Ventils des Verbrennungsmotors 100 bildet, so aufgebaut, dass ein anderer Fail-Safe-Prozess gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors oder dergleichen für den Verbrennungsmotor 100 ausgeführt wird, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil geöffnet wird und bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahe auf 5 der erste Fail-Safe-Prozess gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors erläutert, die durch die ECU 10 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gesteuert wird. 5 zeigt eine erste Fail-Safe-Prozessroutine gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die erste Fail-Safe-Prozessroutine ist eine Routine, die zuvor in dem ROM der ECU 10 gespeichert worden ist und die hauptsächlich durch die ECU 10 regelmäßig oder unregelmäßig während des Betriebs des Verbrennungsmotors 100 ausgeführt wird.
  • In 5 wird zunächst durch die ECU 10 beurteilt oder bestimmt, ob die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der Fall ist oder nicht (siehe Schritt S101). Eine derartige Beurteilung wird bei der ECU 10 anhand des Abgabesignals des Kurbelwinkelsensors 125 als ein Eingangsparameter beispielsweise ausgeführt. Wenn beurteilt worden ist, dass es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Ventils handelt (siehe Schritt S101: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils bewirkt (siehe Schritt S102).
  • Dann wird beurteilt, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Ventilöffnen versagt oder nicht (siehe Schritt S103). Insbesondere wird beurteilt, ob das Auslassventil 211 oder das Einlassventil 201 bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt oder nicht. Eine derartige Beurteilung wird bei der ECU 10 ausgeführt anhand von den Abgabesignalen des Anhebesensors 212 und 202 als Eingangsparameter oder Eingabeparameter. Wenn beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Ventilöffnen versagt (siehe Schritt S103: JA), wird das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils bewirkt (siehe Schritt S104).
  • Dann wird unter der Steuerung der ECU 10 beurteilt, ob die durch die Verbrennungsmotordrehzahlerfassungsvorrichtung erfasste Drehzahl des Verbrennungsmotors geringer als oder gleich wie die vorbestimmte Drehzahl, die durch eine Vorrichtung zum Berechnen einer vorbestimmten Drehzahl des Verbrennungsmotors berechnet worden ist, ist oder nicht (siehe Schritt S105). Wenn beurteilt worden ist, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors geringer als oder gleich wie die vorbestimmte Drehzahl ist (siehe Schritt S105: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Ventils erneut bewirkt (siehe Schritt S106).
  • Andererseits wird das Ausführen der Fail-Safe-Prozessroutine in den folgenden Fällen einmal beendet: wenn beurteilt worden ist, dass es sich nicht um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Ventils handelt, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S101 (Schritt S101: NEIN); wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil das Ventilöffnen erfolgreich ausführt, als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S103 (Schritt S103: NEIN); und wenn beurteilt wird, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S105 (Schritt S105: NEIN).
  • (Zweiter Fail-Safe-Prozess)
  • Der zweite Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 erläutert.
  • Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ hoch ist (hohe Drehzahlen), wird selbst dann, wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Setzen zum Zwecke des Ventilöffnens versagt, dieses geschlossen wird, dann erneut geöffnet wird und bei der gleichen Zeit wie in dem normalen Fall geschlossen wird, indem der vorstehend beschriebene erste Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, es kaum möglich oder gänzlich unmöglich, den Einfluss auf den nächsten Takt zu beseitigen. Das heißt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ hoch ist (hohe Drehzahlen) beeinflusst der Fehler beim Setzen für das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 die Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas. Die Menge an in dem Zylinder verbleibenden verbrannten Gas beeinflusst erheblich den Erfolg oder das Versagen bei dem Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bei dem Einlasstakt, der dem Auslasstakt folgt, und den Erfolg oder das Versagen bei dem Zünden und Verbrennen nach dem anschließenden Kompressionstakt.
  • Dann wird bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors relativ hoch ist (hohe Drehzahlen) und wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, der Vollendungsgrad des Auslasstakts beurteilt, indem das vorstehend beschriebene tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils direkt gemessen wird. Indem aus dem Beurteilungsergebnis der Einfluss auf das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils, der durch die große oder geringe Menge an in dem Zylinder verbleibenden verbrannten Gas bewirkt wird, in Erfahrung gebracht wird, ist es möglich, den geeigneten Fail-Safe-Prozess auszuführen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 6A, 6B und 6C die Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas, der Zylinderdruck und der Betrieb des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, in dem Normalfall des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 und in dem Fall des Versagens beim Setzen zum Ventilöffnen bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläutert.
  • 6A zeigt eine Änderung des Zylinderdrucks in Bezug auf den Kurbelwinkel bei dem normalen Fall des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 und bei dem Fall, bei dem ein Versagen bei dem Setzen zum Ventilöffnen auftritt. 6B zeigte eine Änderung des Ventilanhebebetrags in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem normalen Fall des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden. 6C zeigt eine Änderung des Ventilanhebebetrags in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • In 6A zeigt die vertikale Achse den Zylinderdruck. In 6B und in 6C zeigt die vertikale Achse den Ventilanhebebetrag in Bezug auf den Kurbelwinkel des Auslassventils 211 bzw. des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden. Im übrigen wird zum Zwecke der Vereinfachung der Erläuterung angenommen, dass lediglich ein Ventil für einen Zylinder von dem Auslassventil 211 und dem Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, vorhanden ist.
  • Unter Bezugnahme auf 6A und 6B wird (i) ein Zustand in dem Zylinder in dem normalen Fall, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 erfolgreich für das Ventilöffnen gesetzt wird, und (ii) der Ventilanhebebetrag in Bezug auf den Kurbelwinkel des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, erfolgreich für das Ventilöffnen gesetzt werden, erläutert. Wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 mit dem Öffnen beginnt, wird das verbrannte Gas (Verbrennungsgas), das sich in dem Zylinder befindet, stärker abgegeben, und der Druck in dem Zylinder nimmt auf im Wesentlichen den Umgebungsdruck ab. Dann wird das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 entgegen dem Zylinderdruck, der gleich dem Umgebungsdruck ist, geöffnet. Dann wird nach dem Ablauf einer Zeitspanne eines Ventilüberlappens, bei dem das Auslassventil 211 und das Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, beide geöffnet sind, das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geschlossen. In der Zwischenzeit wird der Zylinderdruck auf einem Wert gehalten, der im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck ist. Dann nimmt der Zylinderdruck zu, wobei das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 ein Startpunkt ist.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 6A und 6C (i) ein Zustand in dem Zylinder in dem Fall, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, und (ii) der zweite Fail-Safe-Prozess bei dem diesem Zustand entsprechenden Ausführungsbeispiel erläutert. Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors hoch ist (hohe Drehzahlen) und wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen für das Ventilöffnen versagt und geschlossen wird und in der gänzlich geschlossenen Position gehalten wird unter der Bedingung, dass das verbrannte Gas (Verbrennungsgas) in dem Zylinder verbleibt, wird das verbrannte Gas bis zu einem oberen Totpunkt (TDC) des Starts des Einlasstakts komprimiert, und der Zylinderdruck nimmt zu bis zu der Ventilöffnungszeit des Einlassventils 210, das elektromagnetisch angetrieben wird. Die Ventilflächengröße des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201, das mit dem Inneren des Zylinders in Kontakt steht, ist größer als diejenige des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211. Somit nimmt, wenn ein Ventilöffnen angestrebt wird, das Einlassventil 201 einen Druck von dem Innenraum des Zylinders in der Richtung auf, in der das Ventilöffnen verhindert wird, was eine Möglichkeit dahingehend erhöht, dass das Setzen zum Ventilöffnen fehlschlägt.
  • Genauer gesagt wird, wenn die Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas groß ist, die große Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas komprimiert, und der Zylinderdruck wird hoch. Wenn der Zylinderdruck hoch ist, nimmt das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 einen Druck von dem Innenraum des Zylinders in der Richtung auf, in der das Ventilöffnen verhindert wird, was eine Möglichkeit dahingehend weiter erhöht, dass bei dem Setzen zum Ventilöffnen ein Versagen auftritt. Darüber hinaus verhindert die große Menge an in dem Zylinder verbleibendem verbranntem Gas das Eintreten von neuer Luft bei dem Einlasstakt, was die Möglichkeit eines Versagens beim Verbrennen nach dem anschließenden Kompressionstakt weiter erhöht.
  • Bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, der Vollendungsgrad des Auslasstakts beurteilt, indem das vorstehend beschriebene tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 direkt gemessen wird. Auf der Basis des Beurteilungsergebnisses wird beurteilt, ob das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil bei dem anschließenden Einlasstakt geöffnet wird oder nicht. Genauer gesagt wird, wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geschlossen und in der gänzlich geschlossenen Position gehalten, wobei dies unter Steuerung der ECU 10 geschieht. Dann wird unter der Steuerung der ECU 10 ein tatsächliches Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit und ein Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit verglichen. Dann wird unter der Steuerung der ECU 10, wenn das tatsächliche Produkt "A1" der Öffnungsfläche und der Zeit geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit als ein Ergebnis des Vergleichs zwischen ihnen ist, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 angehalten und in dem Einlasstakt nicht ausgeführt, da selbst dann, wenn es geöffnet wird, das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 hochwahrscheinlich bei dem Setzen für das Ventilöffnen versagt. Wenn das tatsächliche Produkt "A1" der Öffnungsfläche und der Zeit größer als oder gleich wie das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist, wird das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 in der gleichen Art und Weise wie in dem normalen Fall geöffnet und geschlossen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 7 das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, das ein Kriterium zum Beurteilen oder Bestimmen beim Beurteilen des Grades der Vollendung des Auslasstakts ist, indem das vorstehend beschriebene tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit direkt gemessen wird, bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess bei dem in 6 erläuterten Ausführungsbeispiel beschrieben. 7 zeigt eine Parametertabelle zum Bestimmen des Sollproduktes "A2" aus der Öffnungszeit und der Zeit, das ein Kriterium zum Beurteilen oder Bestimmen bei dem zweiten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist.
  • Die horizontale Achse der Parametertabelle von 7 zeigt die Drehzahl "NE" des Verbrennungsmotors, und die vertikale Achse zeigt die Last "Q" des Verbrennungsmotors, die proportional zu der Anfangsmenge des verbrannten Gases ist. Unter der Steuerung der ECU 10 wird das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit anhand sowohl der Drehzahl "NE" des Verbrennungsmotors als auch der Last "Q" des Verbrennungsmotors als Parameter bestimmt. Genauer gesagt ist, wenn die Last "Q" des Verbrennungsmotors groß ist, die Anfangsmenge des verbrannten Gases groß, und das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, die zum Abgeben der großen Menge an verbranntem Gas gedacht ist, ist ebenfalls groß. Wenn in der gleichen Art und Weise die Drehzahl "NE" des Verbrennungsmotors hoch ist (hohe Drehzahlen), ist die Menge an verbranntem Gas hoch, und das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, in der die große Menge an verbranntem Gas abgegeben werden soll, ist ebenfalls groß. Im übrigen kann eine derartige Bestimmung schnell ausgeführt werden, indem beispielsweise eine vorbestimmte Funktion oder die Parametertabelle zur Definition einer Beziehung zwischen der Drehzahl "NE" des Verbrennungsmotors, der Last "Q" des Verbrennungsmotors und dem Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit verwendet werden, das in einem eingebauten Speicher der ECU 10 oder dergleichen eingestellt und zuvor gespeichert worden ist.
  • Im übrigen kann, wenn eine Vielzahl an elektromagnetisch angetriebenen Auslassventilen 211 vorhanden ist, das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit durch die Anzahl an elektromagnetisch angetriebenen Auslassventilen 211 eingestellt werden, die beim Setzen für das Ventilöffnen versagen, wobei dies unter der Steuerung der ECU 10 geschieht. In 7 zeigt die vertikale Achse die Last "Q" des Verbrennungsmotors, die proportional zu der Anfangsmenge des verbrannten Gases ist, anhand eines Lastfaktors (%), wobei der gleiche Effekt selbst mit einer Kraftstoffeinspritzmenge "τ" (ms) erzielt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 8 wird der zweite Fail-Safe-Prozess gemäß dem tatsächlichen Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211, das durch die ECU 10 bei diesem Ausführungsbeispiel gesteuert wird, erläutert. 8 zeigt eine zweite Fail-Safe-Prozessroutine im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die zweite Fail-Safe-Prozessroutine wird hauptsächlich durch die ECU 10 ausgeführt, wobei der Aufbau der ECU 10 oder dergleichen der gleiche wie bei der ersten Fail-Safe-Prozessroutine ist.
  • In 8 wird zunächst durch die ECU 10 beurteilt, ob die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 der Fall ist oder nicht (siehe Schritt S201). Eine derartige Beurteilung ist die gleiche wie bei dem ersten Fail-Safe-Prozess. Wenn beurteilt wird, dass die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 der Fall ist (siehe Schritt S201: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bewirkt (siehe Schritt S202).
  • Dann wird beurteilt, ob das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Ventilöffnen versagt oder nicht (siehe Schritt S203). Eine derartige Beurteilung ist die gleiche wie bei dem ersten Fail-Safe-Prozess. Wenn beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Ventilöffnen versagt (siehe Schritt S203: JA), wird das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bewirkt (siehe Schritt S204).
  • Dann wird unter der Steuerung der ECU 10 das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit durch eine Berechnungsvorrichtung, die dem Berechnen eines Sollproduktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit dient, anhand sowohl der Drehzahl des Verbrennungsmotors "NE" als auch der Last "Q" des Verbrennungsmotors als Parameter bestimmt (siehe Schritt S205). Dann wird unter der Steuerung der ECU 10 das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit durch die ECU 10 aus einer Zeitlänge, in der das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 tatsächlich offen ist, und aus dem Ventilanhebebetrag gemessen (siehe Schritt S206).
  • Dann werden unter der Steuerung der ECU 10 das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, das bei dem Schritt S205 erhalten worden ist, und das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit, das bei dem Schritt S206 erhalten worden ist, verglichen (siehe Schritt S207). Wenn das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit kleiner als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist (siehe Schritt S207: JA), wird eine Ventilöffnungsverhinderungsmarke F für das Einlassventil (Marke F zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils) auf "EIN" gesetzt (siehe Schritt S208). Wenn andererseits das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit größer als oder gleich wie das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit als ein Ergebnis des Vergleichs bei dem Schritt S207 (siehe Schritt S207: NEIN) ist und wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S203 das Ventilöffnen erfolgreich übersteht (siehe Schritt S203: NEIN), wird die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S209).
  • Dann wird beurteilt, ob es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt oder nicht (siehe Schritt S210). Wenn beurteilt worden ist, dass es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt (siehe Schritt S210: JA), wird des Weiteren beurteilt, ob die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils auf "AUS" gesetzt ist oder nicht (siehe Schritt S211). Wenn beurteilt worden ist, dass die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils auf "AUS" gesetzt ist (siehe Schritt S211: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bewirkt (siehe Schritt S212).
  • Wenn andererseits beurteilt wird, dass die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S211 (siehe Schritt S211: NEIN) auf "EIN" gesetzt ist, wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bei dem Schritt S212 weggelassen und wird die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S213).
  • Wenn andererseits beurteilt worden ist, dass es sich nicht um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 handelt, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S201 (siehe Schritt S201: NEIN), wird beurteilt, ob es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt oder nicht (siehe Schritt S210).
  • Wenn andererseits beurteilt worden ist, dass es sich nicht um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S210 (siehe Schritt S210: NEIN), wird das Ausführen der Fail-Safe-Prozessroutine sofort beendet.
  • (Dritter Fail-Safe-Prozess).
  • Nachstehend ist der dritte Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 9 und auf 10 erläutert.
  • Bei dem dritten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein derartiger Fail-Safe-Prozess ausgeführt, bei dem der vorstehend beschriebene zweite Fail-Safe-Prozess weiterentwickelt worden ist. Genauer gesagt ist der zweite Fail-Safe-Prozess derart, dass (i), wenn erfasst worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geschlossen wird und in der gänzlich geschlossenen Position gehalten wird unter der Steuerung der ECU 10, und derart, dass (ii), wenn beurteilt worden ist, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 in dem Zylinder in dem gleichen Zyklus geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 211 in dem gleichen Zyklus angehalten wird und nicht ausgeführt wird. Bei dem dritten Fail-Safe-Prozess werden das Kraftstoffeinspritzen und das Zünden in dem Zylinder lediglich einmal nach dem Bestimmen zum Anhalten des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 angehalten. Nach dem Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 in einem nächsten Zyklus werden die elektromagnetisch angetriebenen Ventile in der gleichen Art und Weise wie in dem normalen Fall gesteuert. Im übrigen ist der N-te Zyklus als ein Zyklus N bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel definiert.
  • Zunächst ist unter Bezugnahme auf 9A, 9B und 9C der Betrieb des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, des Kraftstoffeinspritzventils 145 und der Zündkerze 165 in dem normalen Fall des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 und in dem Fall eines Fehlverhaltens beim Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bei dem dritten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wie dies nachstehend erläutert ist, ein Beispiel von dem "Kraftstoffeinspritzventil" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung aus dem Kraftstoffeinspritzventil 145 aufgebaut. Andererseits ist ein Beispiel von der "Zündkerze" im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung aus der Zündkerze 165 gebildet.
  • 9A zeigt den Ventilanhebebetrag in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem normalen Fall des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden. 9B zeigt den Ventilanhebebetrag in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall (i) bei dem bestimmt wird, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 anzuhalten, wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen für das Ventilöffnen versagt, und (ii), wenn Kraftstoff bei der Bestimmung eingespritzt wird, die ein Beispiel des dritten Fail-Safe-Prozesses im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist. 9C zeigt den Ventilanhebebetrag in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall (i), wenn bestimmt wird, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 anzuhalten, wenn das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 beim Setzen für das Ventilöffnen versagt, und (ii), wenn Kraftstoff nicht bei der Bestimmung eingespritzt wird, die ein anderes Beispiel von dem dritten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist.
  • In 9A, 9B und 9C zeigt die vertikale Achse den Ventilanhebebetrag des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, die horizontale Achse zeigt den Kurbelwinkel.
  • Unter Bezugnahme auf 9A ist der Betrieb des Verbrennungsmotors 100 bei dem Zyklus N in dem normalen Fall genauer erläutert. Bei dem Zyklus N wird zunächst Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 145 eingespritzt oder das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 wird geöffnet. Dann wird das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 geöffnet. Nach dem Verstreichen einer Zeitspanne eines Ventilüberlappens, bei dem das Auslassventil 211 und das Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, beide geöffnet sind, wird das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geschlossen. Dann wird, nachdem das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 geschlossen worden ist, das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die Zündkerze 165 gezündet und verbrannt.
  • Unter Bezugnahme auf 9B ist der Fail-Safe-Prozess für den folgenden Fall erläutert: in dem Fall, bei dem (i) beurteilt wird, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen zum Zwecke des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bei dem Zyklus N erfasst wird, (ii) bestimmt wird, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem Zyklus N anzuhalten, und (iii) Kraftstoff bereits bei der Bestimmung eingespritzt wird in einem Beispiel des dritten Fail-Safe-Prozesses im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • Wie dies in 9B gezeigt ist, wird bei dem dritten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 erfasst wird, beurteilt, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, und es wird bestimmt, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem Zyklus N anzuhalten. Wenn Kraftstoff bereits bei der Bestimmung durch die ECU 10 eingespritzt ist, wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 unter der Steuerung der ECU 10 angehalten, wobei Kraftstoff zum Verbrennen sich bereits einmal in die Einlassöffnung 140 bewegt hat, und der Einlasstakt wird lediglich einmal weggelassen. Darüber hinaus wird das Zünden in dem Zyklus N angehalten, und das Kraftstoffeinspritzen bei einem Zyklus N + 1 wird angehalten.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 in der gleichen Weise wie in dem normalen Fall bei dem nächsten Zyklus N + 1 geöffnet, ohne dass das Fehlverhalten bei dem Setzen für das Ventilöffnen auf den nächsten Zyklus N + 1 einen Einfluss hat, wodurch es möglich ist, das uneffektive Zünden und das übermäßige Kraftstoffeinspritzen zu vermeiden, und wobei es möglich ist, ein geeignetes Zünden und eine geeignete Verbrennung zu verwirklichen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 9C der Fail-Safe-Prozess in einem folgenden Fall erläutert: in dem Fall, bei dem (i) beurteilt wird, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 in dem Zyklus N erfasst wird, (ii) bestimmt wird, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 211 in dem Zyklus N anzuhalten, und (iii) Kraftstoff noch nicht bei der Bestimmung eingespritzt wird in einem Beispiel des dritten Fail-Safe-Prozesses im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • Wie dies in 9C gezeigt ist, wird bei dem dritten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 erfasst wird, beurteilt, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, und es wird bestimmt, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem Zyklus N anzuhalten. Wenn Kraftstoff noch nicht in die Einlassöffnung 140 bei der Bestimmung durch die ECU 10 eingespritzt ist, wird das Kraftstoffeinspritzen in dem Zyklus N zuvor unter der Steuerung der ECU 10 angehalten. Darüber hinaus wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem Zyklus N angehalten und das Zünden in dem Zyklus N wird angehalten.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geöffnet und Kraftstoff wird in der gleichen Weise wie in dem normalen Fall in dem nächsten Zyklus N + 1 eingespritzt, ohne dass der Fehler beim Setzen für das Ventilöffnen auf den nächsten Zyklus N + 1 irgendeinen Einfluss hat, wodurch es möglich ist, das uneffektive Zünden und das übermäßige Kraftstoffeinspritzen zu vermeiden, und wobei es möglich ist, ein geeignetes Zünden und eine geeignete Verbrennung zu verwirklichen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 10 der dritte Fail-Safe-Prozess gemäß dem tatsächlichen Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils erläutert, das durch die ECU 10 bei diesem Ausführungsbeispiel gesteuert wird. 10 zeigt eine dritte Fail-Safe-Prozessroutine gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die dritte Fail-Safe-Prozessroutine wird hauptsächlich durch die ECU 10 ausgeführt, und der Aufbau der ECU 10 oder dergleichen ist der gleiche wie bei der ersten Fail-Safe-Prozessroutine. Im übrigen sind in 10 die gleichen Schritte wie in 8, die die zweite Fail-Safe-Prozessroutine zeigt, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Erläuterung von ihnen unterbleibt.
  • In 10 sind die Schritte S201 bis S208 die gleichen wie in 8, in der die zweite Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Dann wird die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "EIN" gesetzt (siehe Schritt S301) und die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens wird auf "EIN" gesetzt (siehe Schritt S302).
  • Wenn andererseits das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit größer als oder gleich wie das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S207 ist (siehe Schritt S207: NEIN), und wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 bei dem Ventilöffnen erfolgreich ist als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S203 (siehe Schritt S203: NEIN), wird die Marke "F" zum Verhindern des Öffnens des Einlassventils auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S209).
  • Dann wird die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S303) und die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens wird auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S304).
  • Die Schritte S210 bis S213 sind die gleichen wie in 8, in der die zweite Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Dann wird beurteilt, ob es sich um eine Kraftstoffeinspritzzeit handelt oder nicht (siehe Schritt S305). Wenn beurteilt wird, dass es sich um eine Kraftstoffeinspritzzeit handelt (siehe Schritt S305: JA), wird des Weiteren beurteilt, ob die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "AUS" gesetzt ist oder nicht (siehe Schritt S306). Wenn beurteilt worden ist, dass die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "AUS" gesetzt ist (siehe Schritt S306: JA), wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 145 eingespritzt (siehe Schritt S307).
  • Wenn andererseits als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S306 (siehe Schritt S306: NEIN) beurteilt wird, dass die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "EIN" gesetzt ist, wird der Kraftstoff nicht eingespritzt, und die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens wird auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S308).
  • Wenn andererseits beurteilt wird, dass es sich nicht um die Kraftstoffeinspritzzeit handelt, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S305 (siehe Schritt S305: NEIN), wird die Beurteilung dahingehend, ob die Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "AUS" bei dem Schritt S206 gesetzt ist oder nicht, das Kraftstoffeinspritzen bei dem Schritt S307 und bei dem Schritt S308 das Setzen der Marke "F2" zum Verhindern des Kraftstoffeinspritzens auf "AUS" weggelassen.
  • Dann wird beurteilt, ob es sich um eine Zündzeit handelt oder nicht (siehe Schritt S309). Wenn beurteilt worden ist, dass es sich um eine Zündzeit handelt (siehe Schritt S309: JA), wird des Weiteren beurteilt, ob die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens auf "AUS" gesetzt ist oder nicht (siehe Schritt S310). Wenn beurteilt worden ist, dass die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens auf "AUS" gesetzt ist (siehe Schritt S310: JA), wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet (siehe Schritt S311).
  • Wenn andererseits beurteilt wird, dass die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens auf "EIN" gesetzt ist, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S310, (siehe Schritt S310: NEIN), wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht gezündet und die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens wird auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S312).
  • Wenn andererseits beurteilt wird, dass es sich nicht um eine Zündzeit handelt, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S309 (siehe Schritt S309: NEIN), werden die Beurteilung dahingehend, ob die Marke "F3" zum Verhindern des Zündens bei dem Schritt S310 auf "AUS" gesetzt ist oder nicht, das Zünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei dem Schritt S311 und das Setzen der Marke "F3" zum Verhindern des Zündens bei dem Schritt S312 auf "AUS" weggelassen.
  • (Vierter Fail-Safe-Prozess)
  • Der Fail-Safe-Prozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 11 und 12 erläutert.
  • Bei dem vierten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein derartiger Fail-Safe-Prozess erläutert, bei dem der vorstehend beschriebene dritte Fail-Safe-Prozess auf einen Fall angewendet wird, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt. Genauer gesagt wird, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen für das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 erfasst wird, das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 geschlossen und in der gänzlich geschlossenen Position unter der Steuerung der ECU 10 gehalten. Wenn beurteilt wird, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit von dem elektromagnetisch angetriebenen Einlassventil 201 in dem Zylinder in dem Zyklus N geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist, werden das Zünden in dem Zyklus N unmittelbar danach, das Kraftstoffeinspritzen in dem nächsten Zyklus N + 1 und das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 in dem nächsten Zyklus N + 1 lediglich einmal angehalten. Nach dem Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem nächsten Zyklus N + 1 werden die elektromagnetisch angetriebenen Ventile in der gleichen Art und Weise wie in dem normalen Fall gesteuert.
  • Zunächst ist unter Bezugnahme auf 11A und 11B der Betrieb von dem Auslassventil 211 und dem Einlassventil 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, dem Kraftstoffeinspritzventil 145 und der Zündkerze 165 in dem normalen Fall des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 und in dem Fall, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, bei dem vierten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläutert.
  • 11A zeigt eine Änderung des Ventilanhebebetrags in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem normalen Fall des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden. 11A zeigt eine Änderung des Ventilanhebebetrags in Bezug auf den Kurbelwinkel in dem Fall, bei dem das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt bei dem vierten Fail-Safe-Prozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
  • In 11A und in 11B zeigt die vertikale Achse den Ventilanhebebetrag des Auslassventils 211 und des Einlassventils 201, die elektromagnetisch angetrieben werden, und die horizontale Achse zeigt den Kurbelwinkel.
  • Die Erläuterung des Betriebs des Verbrennungsmotors 100 in dem Zyklus N in dem normalen Fall ist die gleiche wie in 9A, so dass die Erläuterung hierbei unterbleibt.
  • Unter Bezugnahme auf 11B ist der Fail-Safe-Prozess in dem folgenden Fall erläutert: in dem Fall, bei dem beurteilt wird, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, wenn das Fehlverhalten bei dem Setzen zum Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 in dem Zyklus N bei dem vierten Fail-Safe-Prozess im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst wird.
  • Wie dies in 11B gezeigt ist, wird bei dem vierten Fail-Safe-Prozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angenommen, dass beurteilt wird, dass das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit unter der Steuerung der ECU 10 ist, wenn das Fehlverhalten des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bei dem Setzen zum Ventilöffnen erfasst wird, nachdem das elektromagnetisch angetriebene Auslassventil 211 geöffnet worden ist und Kraftstoff in die Einlassöffnung 140 eingespritzt worden ist. In diesem Fall werden Kraftstoff und neue Luft in die Verbrennungskammer lediglich teilweise aufgenommen, und der größte Teil von ihnen verbleibt an der Seite der Einlassöffnung 140. Dies bewirkt, dass ein Fehler beim Zünden und Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in hohem Grade möglich ist, so dass das Zünden in dem Zyklus N unter der Steuerung der ECU 10 angehalten wird. Wenn darüber hinaus ein Teil des Kraftstoffs und der neuen Luft, die in der Verbrennungskammer 110 verbleiben, abgegeben werden, reagieren sie mit einem Katalysator und schmelzen möglicherweise den Katalysator, so dass das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 in dem Zyklus N + 1 ebenfalls angehalten wird.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 in der gleichen Art und Weise wie in dem normalen Fall in dem nächsten Zyklus N + 1 geöffnet, ohne dass der Fehler bei dem Setzen zum Ventilöffnen auf den nächsten Zyklus N + 1 einen Einfluss hat, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei einem geeigneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird angesaugt, wodurch es möglich ist, eine geeignete Zündung und ein geeignetes Verbrennen zu verwirklichen. Genauer gesagt wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei einem geeigneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis angesaugt, indem erneut das Gemisch von dem größten Teil des Kraftstoffs, der zu der Einlassöffnung 140 in dem Zyklus N eingespritzt worden ist, aber nicht in den Zylinder eingesaugt worden ist, und der Kraftstoff, der einmal in den Zylinder in dem Zyklus N eingesaugt worden ist, in dem Einlasstakt in dem Zyklus N + 1 angesaugt wird, wodurch es möglich ist, eine geeignete Zündung und ein geeignetes Verbrennen zu verwirklichen.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 12 der vierte Fail-Safe-Prozess gemäß dem tatsächlichen Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201, das durch die ECU 10 bei diesem Ausführungsbeispiel gesteuert wird, erläutert. 12 zeigt eine vierte Fail-Safe-Prozessroutine gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die vierte Fail-Safe-Prozessroutine wird hauptsächlich durch die ECU 10 ausgeführt, und der Aufbau der ECU 10 oder dergleichen ist der gleiche wie bei der ersten Fail-Safe-Prozessroutine. Im übrigen sind in 12 die gleichen Schritte wie in 8, in der die zweite Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist, und die gleichen Schritte wie jene in 10, in der die dritte Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren erneute Erläuterung unterbleibt.
  • In 12 wird zunächst beurteilt, ob es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt oder nicht (siehe Schritt S401). Eine derartige Beurteilung ist die gleiche wie bei dem ersten Fail-Safe-Prozess. Wenn beurteilt worden ist, dass es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 handelt (siehe Schritt S401: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bewirkt (siehe Schritt S402).
  • Dann wird beurteilt, ob das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 bei dem Ventilöffnen versagt oder nicht (siehe Schritt S403). Eine derartige Beurteilung ist die gleiche wie bei dem ersten Fail-Safe-Prozess. Wenn beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 bei dem Ventilöffnen versagt (siehe Schritt S403: JA), wird das Ventilschließen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 bewirkt (siehe Schritt S404).
  • Die Schritte S205 bis S207 sind die gleichen wie in 8, in der die zweite Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Wenn das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit geringer als das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist (siehe Schritt S207: JA), wird die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "EIN" gesetzt (siehe Schritt S405).
  • Die Schritte S301 und S302 sind die gleichen wie in 10, in der die dritte Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Wenn andererseits das tatsächliche Produkt "A1" aus der Öffnungsfläche und der Zeit größer als oder gleich wie das Sollprodukt "A2" aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist, und zwar als ein Ergebnis des Vergleichs bei dem Schritt S207 (siehe Schritt S207: NEIN), und wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil 201 bei dem Ventilöffnen erfolgreich ist, und zwar als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S403 (siehe Schritt S403: NEIN), wird die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S406).
  • Der Schritt S303 und der Schritt S304 sind die gleichen wie in 10, in der die dritte Fail-Safe-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Dann wird beurteilt, ob es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 handelt oder nicht (siehe Schritt S407). Wenn beurteilt worden ist, dass es sich um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 handelt (siehe Schritt S407: JA), wird des Weiteren beurteilt, ob die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "AUS" gesetzt ist oder nicht (siehe Schritt S408). Wenn beurteilt worden ist, dass die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "AUS" gesetzt ist (siehe Schritt S408: JA), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bewirkt (siehe Schritt S409).
  • Wenn andererseits beurteilt wird, dass die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "EIN" gesetzt ist als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S408 (siehe Schritt S408: NEIN), wird das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Einlassventils 201 nicht bewirkt, und die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils wird auf "AUS" gesetzt (siehe Schritt S410).
  • Wenn andererseits als ein Ergebnis der Beurteilung bei dem Schritt S407 (siehe Schritt S407: NEIN) beurteilt wird, dass es sich nicht um die Ventilöffnungszeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 handelt, werden die Beurteilung dahingehend, ob die Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils bei dem Schritt S408 auf "AUS" gesetzt ist oder nicht, das Ventilöffnen des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils 211 bei dem Schritt S409 und das Setzen der Marke "F1" zum Verhindern des Öffnens des Auslassventils auf "AUS" bei dem Schritt S410 weggelassen.
  • Der Schritt S305 bis zu dem Schritt S312 sind die gleichen wie in 10, in der die dritte Fail-Self-Prozessroutine gezeigt ist.
  • Im übrigen ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Verbrennungsmotor der Art zum Einspritzen in den Eingangsbereich (port-injection) als ein Beispiel des Verbrennungsmotors erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzart (oder Direkteinspritzart) anwendbar.
  • Im übrigen ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Steuergerät zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils als ein Beispiel des Mechanismus zum Öffnen oder Schließen eines Einlassventils und eines Auslassventils erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf einen variablen Ventilmechanismus anwendbar.
  • Ein spezifisches Beispiel von dem variablen Ventilmechanismus ist nachstehend unter Bezugnahme auf 13 erläutert. 13 zeigt den Aufbau und den Betrieb von einem spezifischen Beispiel des variablen Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung.
  • Wie dies in 13 gezeigt ist, ist der Betriebsüberblick von einem spezifischen Beispiel des variablen Ventilmechanismus 11 der vorliegenden Erfindung wie folgt. Die Drehbewegung einer Nockenwelle 1 wird zu einer Rollenfolgeeinrichtung 40 über einen Ventilnocken 2 übertragen. Die Schwenkbewegung der Rollenfolgeeinrichtung 40 wird zu einem Rollenarm 60 über einen Schwenknocken 50 übertragen, um dadurch das nicht gezeigte Einlassventil und nicht gezeigte Auslassventil zu öffnen oder zu schließen.
  • Nachstehend ist der detaillierte Aufbau und der detaillierte Betrieb von einem spezifischen Beispiel des variablen Ventilmechanismus 11 der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Eine Steuerwelle 12 ist parallel zu der Nockenwelle 1 montiert. Ein Steuerarm 30A ist an der Steuerwelle 12 befestigt und montiert. Im übrigen kann der Drehwinkel der Steuerwelle 12 durch beispielsweise einen nicht dargestellten Motor gesteuert werden.
  • Ein Endabschnitt der Rollenfolgeeinrichtung 40 ist an dem Steuerarm 30A schwenkbar montiert. Genauer gesagt ist ein Endabschnitt von der Rollenfolgeeinrichtung 40 an dem Steuerarm 30A schwenkbar montiert, wobei eine exzentrische Position 32A als ein Drehpunkt dient, wobei die exzentrische Position 32A sich von der Steuerwelle 12 des Steuerarms 30A unterscheidet. Im übrigen kann die exzentrische Position 32A des Steuerarms 30A gemäß dem Drehwinkel der Steuerwelle 12 geändert werden.
  • Die Rollenfolgeeinrichtung 40 ist mit einer ersten Rolle 42 und einer zweiten Rolle 44 versehen, die koaxial sind und von denen jede sich unabhängig drehen kann. Die erste Rolle 42 liegt an einem Ventilnocken 2 an, der an der Nockenwelle 1 montiert ist. Die zweite Rolle 44 liegt an dem Schwenknocken 50 an der entgegengesetzten Seite zu jener Seite, an der die erste Rolle 42 an dem Ventilnocken 2 anliegt, an, wobei die Rollenfolgeeinrichtung 40 sich zwischen zwei Kontaktpositionen befindet.
  • Der Schwenknocken 50 ist schwenkbar montiert, wobei die Steuerwelle 12 als ein Drehpunkt dient. Ein Schwenkarm 60 liegt an einer Bodenfläche 56 des Schwenknockens 50 an.
  • Da der variable Ventilmechanismus 11 in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann die Drehbewegung der Nockenwelle 1 zu der Rollenfolgeeinrichtung 40 durch den Ventilnocken 2 übertragen werden. Das Versetzen der Position des Drehpunkts für das Schwenken der Rollenfolgeeinrichtung 40 (d. h. der exzentrischen Position 32A) ändert einen Abstand zwischen der Steuerwelle 12 und der Kontaktposition der zweiten Rolle 44 mit dem Schwenknocken 50. Dadurch wird ermöglicht, dass der Ventilanhebebetrag geändert wird. Genauer gesagt wird, wenn der Abstand zwischen der Steuerwelle 12 und der Kontaktposition der zweiten Rolle 44 mit dem Schwenknocken 50 größer wird, der Bereich des Schwenkwinkels des Schwenknockens 50 in Bezug auf den vorbestimmten Schwenkwinkel der Rollenfolgeeinrichtung 40 kleiner. Wenn andererseits der Abstand zwischen der Steuerwelle 12 und der Kontaktposition der zweiten Rolle 44 mit dem Schwenknocken 50 kleiner wird, wird der Bereich des Schwenkwinkels des Schwenknockens 50 in Bezug auf den vorbestimmten Schwenkwinkel der Rollenfolgeeinrichtung 40 größer.
  • Außerdem kann eine Ventilzeit zum Öffnen und Schließen geändert werden, indem die Umfangsposition des Ventilnockens 2, der an der ersten Rolle 42 anliegt, in Bezug auf den vorbestimmten Drehwinkel der Nockenwelle 1 geändert wird.
  • Als ein Ergebnis ist es möglich, die Ventilzeit zum Öffnen und Schließen zusätzlich zu dem Betriebswinkel des Ventils zu ändern, indem der Drehwinkel der Steuerwelle 12 beispielsweise durch den Motor gesteuert wird.
  • Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, das vorstehend beschriebene eine spezifische Beispiel des variablen Ventilmechanismus 11 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgegriffen wird, kann bei dem Auftreten eines Fehlverhaltens bei dem Ventilöffnungsvorgang der Öffnungs- oder Schließvorgang des Einlassventils und des Auslassventils ausgeführt werden, indem der Drehwinkel der Steuerwelle 12 gesteuert wird.
  • Ein anderes spezifisches Beispiel des variablen Ventilmechanismus ist nachstehend unter Bezugnahme auf 14 bis 16 erläutert. 14 zeigt den Aufbau und den Betrieb von einem Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines variablen Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung unter Betrachtung aus einer weiteren anderen Richtung. 15 zeigt den Aufbau und den Betrieb von einem Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines variablen Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung. 16 zeigt den Aufbau und den Betrieb von einem Ventileigenschaftseinstellmechanismus von einem anderen spezifischen Beispiel eines variablen Ventilmechanismus der vorliegenden Erfindung.
  • Wie dies in 14 dargestellt ist, wirkt der Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 als eine Zwischenvorrichtung, die die Drehbewegung des Nockens 21A als eine Schwenkbewegung zu dem Schwenkarm 16 überträgt, und sie wirkt außerdem als eine Vorrichtung zum Ändern des Anhebebetrags und des Betriebswinkels oder Betätigungswinkels, die den Anhebebetrag und den Betätigungswinkel oder Betriebswinkel des Einlassventils 4 ändert, indem eine Wechselbeziehung zwischen der Drehbewegung des Nockens 21A und der Schwenkbewegung des Schwenkarms 16 geändert wird.
  • Wie dies in 15 gezeigt ist, hat insbesondere der Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 eine Stützwelle 30, eine Betriebswelle oder Arbeitswelle 31, die durch die Mitte der Stützwelle 30 tritt, einen ersten Ring 32, der an der Stützwelle 30 angeordnet ist, und zwei zweite Ringe 33, die an entgegengesetzten Seiten des ersten Ringes 32 angeordnet sind. Die Stützwelle 30 ist an einem Zylinderkopf oder dergleichen des Verbrennungsmotors 100 befestigt. Die Arbeitswelle 31 bewegt sich in einer axialen Richtung (in den Richtungen R und F in 16) der Stützwelle 30 durch einen (nicht gezeigten) Aktuator hin und her. Der erste Ring 32 und die zweiten Ringe 33 sind derart gestützt, dass sie um die Stützwelle 30 schwenken können und in ihrer axialen Richtung gleiten können. Eine Rollenfolgeeinrichtung 34 ist an einem Außenumfang des ersten Ringes 32 drehbar montiert, und Nasen 35 sind jeweils am Außenumfang der zweiten Ringe 33 ausgebildet.
  • Wie dies in 16 dargestellt ist, ist die Stützwelle 30 an ihrem Außenumfang mit einer Gleiteinrichtung 36 versehen. Die Gleiteinrichtung 36 weist ein Langloch 36c auf, das sich in ihrer Umfangsrichtung erstreckt. Wenn ein Stift 37, der an der Betriebswelle 31 montiert ist, in dem Langloch 36c in Eingriff steht, kann die Gleiteinrichtung 36 in der axialen Richtung einstückig mit der Arbeitswelle 31 in Bezug auf die Stützwelle 30 gleiten. Die Stützwelle 30 ist mit einem (nicht dargestellten) Langloch in der axialen Richtung ausgebildet. Die Langlöcher ermöglichen, dass der Stift 37 sich in der axialen Richtung bewegt. Die Gleiteinrichtung 36 ist einstückig an ihrem Außenumfang mit einer ersten Schrägverzahnung 36a und zweiten Schrägverzahnungen 36b und 36b vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass die erste Schrägverzahnung 36a sandwichartig angeordnet ist. Eine Verdrehrichtung der zweiten Schrägverzahnung 36b ist gegenüber derjenigen der ersten Schrägverzahnung 36a entgegengesetzt. Der erste Ring 32 ist an seinem Innenumfang mit einer Schrägverzahnung 32a ausgebildet, die mit der ersten Schrägverzahnung 36a in Zahneingriff steht. Der zweite Ring 33 ist an seinem Innenumfang mit einer Schrägverzahnung 33a ausgebildet, die mit der zweiten Schrägverzahnung 36b in Zahneingriff steht.
  • Wie dies in 14 dargestellt ist, ist genauer gesagt der Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 zu dem Verbrennungsmotor 100 in einer derartigen Weise hinzugefügt, dass die Rollenfolgeeinrichtung von diesem dem Nocken 21A gegenübersteht, während die Nasen 35 den Enden der Schwenkarme 16, die den jeweiligen Einlassventilen 4 entsprechen, gegenüberstehen. Wenn die Rollenfolgeeinrichtung 34 mit dem Nasenabschnitt 21a in Kontakt gelangt und nach unten gedrückt wird, wenn der Nocken 21a sich dreht, dreht sich der die Rollenfolgeeinrichtung 34 stützende erste Ring 32 an der Stützwelle 30, wobei seine Drehbewegung zu dem zweiten Ring 33 durch die Gleiteinrichtung 36 übertragen wird, und der zweite Ring 33 dreht sich in der gleichen Richtung wie der erste Ring 32. Durch die Drehung des zweiten Ringes 32 drückt die Nase 35 ein Ende von dem Schwenkarm 16 nach unten, wobei das Einlassventil 4 entgegen der Ventilfeder 23 nach unten versetzt wird, um die Einlassöffnung zu öffnen. Wenn der Nasenabschnitt 21a die Rollenfolgeeinrichtung 34 überwindet, wird das Einlassventil 4 durch die Kraft der Ventilfeder 23 nach oben gedrückt, um die Einlassöffnung zu schließen. In dieser Art und Weise wird die Drehbewegung der Nockenwelle 14A in die Öffnungs- und Schließbewegung des Einlassventils 4 umgewandelt.
  • Wenn bei dem Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 die Arbeitswelle 31 in der axialen Richtung versetzt wird und ermöglicht wird, dass die Gleiteinrichtung 36 in Bezug auf die Stützwelle 30 gleitet, wie dies in 16 anhand der Pfeile R und F gezeigt ist, werden der erste Ring 32 und die zweiten Ringe 33 in der entgegengesetzten Richtung in der Umfangsrichtung gedreht. Wenn die Gleiteinrichtung 36 in der Richtung des Pfeiles F bewegt wird, dreht sich der erste Ring 32 in der Richtung des Pfeiles P und drehen sich die zweiten Ringe 33 in der Richtung des Pfeiles Q, und der Abstand zwischen der Rollenfolgeeinrichtung 34 und der Nase 35 in der Umfangsrichtung nimmt zu. Wenn andererseits die Gleiteinrichtung 36 in der Richtung des Pfeiles R bewegt wird, dreht sich der erste Ring 32 in der Richtung des Pfeiles Q und drehen sich die zweiten Ringe 33 in der Richtung des Pfeiles P, und der Abstand zwischen der Rollenfolgeeinrichtung 34 und der Nase 35 in der Umfangsrichtung nimmt ab. Wenn der Abstand zwischen der Rollenfolgeeinrichtung 34 und der Nase 35 zunimmt, nimmt der Herunterdrückbetrag des Schwenkarms 15 durch die Nase 35 zu. Dadurch wird der Anhebebetrag und wird der Betriebswinkel oder Wirkwinkel des Einlassventils 4 ebenfalls erhöht. Daher werden, wenn die Arbeitswelle 31 in der Richtung des Pfeiles F betätigt wird, wie dies in 16 gezeigt ist, der Anhebebetrag und der Wirkwinkel oder Arbeitswinkel des Einlassventils 4 erhöht.
  • Gemäß dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 kann, wenn die Nockenwelle 14A in einer Richtung bei der halben Geschwindigkeit (die nachstehend Basisgeschwindigkeit genannt wird) der Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 100 kontinuierlich angetrieben wird, das Einlassventil 4 synchron zu der Drehung der Kurbelwelle geöffnet und geschlossen werden, wie dies bei einem herkömmlichen mechanischen Ventilantriebsgerät der Fall ist, das das Ventil durch die Energie oder Kraft von der Kurbelwelle antreibt. Des Weiteren kann der Anhebebetrag und der Arbeitswinkel des Einlassventils 4 durch den Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17 geändert werden.
  • Des Weiteren ist es gemäß dem Ventileigenschaftseinstellmechanismus 17, indem die Drehzahl der Nockenwelle 14A durch den (nicht gezeigten) Motor von der Basisgeschwindigkeit aus geändert wird, es möglich, die Wechselbeziehung zwischen der Phase der Kurbelwelle und der Phase der Nockenwelle 14A zu ändern und in variabler Weise die Betriebseigenschaften des Einlassventils 4 ändern.
  • Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, das vorstehend beschriebene andere spezifische Beispiel von dem variablen Ventilmechanismus bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgegriffen wird, kann bei einem Auftreten eines Fehlers des Ventilöffnungsvorgangs der Öffnungsvorgang oder Schließvorgang des Einlassventils und des Auslassventils aufgeführt werden, indem die Umdrehung der Nockenwelle 14A, die durch den Motor gedreht wird, unter der Steuerung von beispielsweise der ECU (Verbrennungsmotorsteuereinheit) gesteuert wird.
  • Ein Steuergerät 10 steuert ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil, das zumindest entweder ein elektromagnetisch angetriebenes Auslassventil 210 zum Öffnen oder Schließen eines Auslassventils oder ein elektromagnetisch angetriebenes Einlassventil 200 zum Öffnen oder Schließen eines Einlassventils in einem Verbrennungsmotor 100 aufweist. Das Steuergerät ist mit einer ersten Beurteilungsvorrichtung 10, die beurteilt, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt oder nicht, und mit einer Fail-Safe-Vorrichtung 10 versehen, das dem Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils dient, um einen Vorgang eines Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt auszuführen, wenn durch die erste Beurteilungsvorrichtung beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt.

Claims (11)

  1. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils, das zumindest entweder ein elektromagnetisch angetriebenes Auslassventil (210) zum Öffnen oder Schließen eines Auslassventils und/oder ein elektromagnetisch angetriebenes Einlassventil (200) zum Öffnen oder Schließen eines Einlassventils in einem Verbrennungsmotor (100) aufweist, mit: einer ersten Beurteilungsvorrichtung (10) zum Beurteilen, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt oder nicht, und einer Fail-Safe-Vorrichtung (10) zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, um einen Vorgang eines Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt des Vorgangs des Ventilöffnens auszuführen, wenn durch die erste Beurteilungsvorrichtung beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt, gekennzeichnet durch eine zweite Beurteilungsvorrichtung (10) zum Beurteilen, ob Zeit vorhanden ist oder nicht, den Betrieb des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils (200, 210) erneut in dem gleichen Takt auszuführen, derart, dass der in dem gleichen Takt erneut ausgeführte Vorgang des Ventilöffnens lediglich dann ausgeführt wird, wenn beurteilt wird, dass dazu Zeit ist.
  2. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fail-Safe-Vorrichtung (10) das elektromagnetisch angetriebene Ventil steuert, um den Vorgang des Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt nach dem Setzen zum Ventilschließen auszuführen, wenn beurteilt worden ist, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt.
  3. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fail-Safe-Vorrichtung das elektromagnetisch angetriebene Ventil (200, 210) so steuert, dass es zum Ventilschließen bei einer gleichen Ventilschließzeit wie in einem normalen Fall gesetzt wird, nachdem es erneut zum Ventilöffnen in dem gleichen Takt gesetzt worden ist.
  4. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät des Weiteren folgendes aufweist: eine Verbrennungsmotordrehzahlerfassungsvorrichtung (125) zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (100), wobei die zweite Beurteilungsvorrichtung (10) auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors, die durch die Drehzahlverbrennungsmotorerfassungsvorrichtung erfasst wird, beurteilt, ob Zeit vorhanden ist oder nicht.
  5. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fail-Safe-Vorrichtung (10) zumindest entweder das elektromagnetisch angetriebene Ventil (200, 210), ein Kraftstoffeinspritzventil (145) und/oder eine Zündkerze (165) so steuert, dass zumindest entweder der Betrieb eines Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und/oder ein Kraftstoffeinspritzen und ein Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor (100) bis zu dem gleichen Takt in einem nächsten Zyklus verhindert werden soll, wenn beurteilt wird, dass keine Zeit vorhanden ist, den Betrieb des Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt auszuführen.
  6. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils (200, 210) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Messvorrichtung (202, 212) zum Messen eines tatsächlichen Produktes aus einer Öffnungsfläche und einer Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, wenn beurteilt wird, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil bei dem Setzen zum Ventilöffnen versagt; und eine dritte Beurteilungsvorrichtung (10), die auf der Grundlage des gemessenen tatsächlichen Produktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit beurteilt, ob verhindert wird oder nicht, dass das elektromagnetisch angetriebene Ventil den Vorgang des Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt oder in dem gleichen Zyklus ausführt, wobei die Fail-Safe-Vorrichtung (10) dazu dient, das elektromagnetisch angetriebene Ventil so zu steuern, dass verhindert wird, dass es in dem gleichen Takt oder in dem gleichen Zyklus öffnet, und dass verhindert wird, dass es bis zu dem gleichen Takt in einem nächsten Zyklus öffnet, und zwar lediglich dann, wenn beurteilt wird, dass bei dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil ein Verhindern bewirkt werden soll.
  7. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils (200, 210) gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Berechnungsvorrichtung (10, 125) zum Berechnen eines Sollproduktes aus der Öffnungsfläche und der Zeit auf der Grundlage eines erforderlichen Drehmomentes des Verbrennungsmotors (100), wobei die dritte Beurteilungsvorrichtung (10) beurteilt, dass verhindert werden soll, dass das elektromagnetisch angetriebene Einlassventil (200) den Vorgang des Ventilöffnens in dem gleichen Zyklus ausführt, und zwar unter einer derartigen Bedingung, dass das gemessene tatsächliche Produkt aus der Öffnungsfläche und der Zeit des elektromagnetisch angetriebenen Auslassventils (210) geringer als das berechnete Sollprodukt aus der Öffnungsfläche und der Zeit ist.
  8. Steuergerät (10) zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils (200, 210) gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fail-Safe-Vorrichtung (10) zumindest entweder das elektromagnetisch angetriebene Ventil, ein Kraftstoffeinspritzventil (145) und/oder eine Zündkerze (165) so steuert, dass zumindest entweder der Vorgang des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und/oder ein Kraftstoffeinspritzen und ein Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor (100), bis zu dem gleichen Takt in einem nächsten Zyklus verhindert wird, wenn beurteilt wird, dass bei dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil kein Verhindern bewirkt werden soll.
  9. Variabler Ventilmechanismus (11, 17) zum Steuern eines variablen Ventils (4) mit einem Steuergerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils, das zumindest entweder ein elektromagnetisch angetriebenes Auslassventil (210) zum Öffnen oder Schließen eines Auslassventils oder ein elektromagnetisch angetriebenes Einlassventil (200) zum Öffnen oder Schließen eines Einlassventils in einem Verbrennungsmotor (100) aufweist, mit: einem ersten Beurteilungsprozess zum Beurteilen, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt oder nicht; und einem Fail-Safe-Prozess zum Steuern des elektromagnetisch angetriebenen Ventils derart, dass es einen Vorgang eines Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt des Vorgangs des Ventilöffnens ausführt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt, gekennzeichnet durch einen zweiten Beurteilungsprozess zum Beurteilen, ob Zeit vorhanden ist oder nicht, den Vorgang des Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils (200, 210) erneut in dem gleichen Takt auszuführen, wobei der Vorgang des Ventilöffnens erneut in dem gleichen Takt lediglich dann ausgeführt wird, wenn beurteilt wird, dass dazu Zeit vorhanden ist.
  11. Steuerverfahren zum Steuern eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß Anspruch 10, mit: einem Fail-Safe-Prozess zum Steuern von zumindest entweder dem elektromagnetisch angetriebenen Ventil (200, 210), einem Kraftstoffeinspritzventil (145) und/oder einer Zündkerze (165), um zumindest entweder einen Vorgang eines Ventilöffnens des elektromagnetisch angetriebenen Ventils und/oder ein Kraftstoffeinspritzen und ein Zünden in Bezug auf den Verbrennungsmotor bis zu einem nächsten Takt in einem gleichen Zyklus des Vorgangs zum Ventilöffnen zu verhindern, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil beim Setzen zum Ventilöffnen versagt.
DE602004011291T 2003-06-17 2004-06-16 Vorrichtung und Verfahren für variable Ventilsteuerung Expired - Fee Related DE602004011291T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003172562 2003-06-17
JP2003172562 2003-06-17
JP2004175574 2004-06-14
JP2004175574A JP4325492B2 (ja) 2003-06-17 2004-06-14 可変動弁の制御装置及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004011291D1 DE602004011291D1 (de) 2008-03-06
DE602004011291T2 true DE602004011291T2 (de) 2009-01-08

Family

ID=33422165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004011291T Expired - Fee Related DE602004011291T2 (de) 2003-06-17 2004-06-16 Vorrichtung und Verfahren für variable Ventilsteuerung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6994060B2 (de)
EP (1) EP1489272B1 (de)
JP (1) JP4325492B2 (de)
DE (1) DE602004011291T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009003505B4 (de) * 2008-11-26 2021-06-10 Caterpillar Inc. Motorsteuerungssystem mit drehzahlbasierter Zeitsteuerung

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7559298B2 (en) 2006-04-18 2009-07-14 Cleeves Engines Inc. Internal combustion engine
FR2906593B1 (fr) * 2006-10-03 2008-12-05 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif et procede de commande d'une soupape avec controle de l'energie consommable.
FR2912457B1 (fr) * 2007-02-12 2015-05-01 Valeo Sys Controle Moteur Sas Actionneur electromagnetique de soupape ayant un mode normal et un mode degrade de fonctionnement
JP5056980B2 (ja) * 2009-03-17 2012-10-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP2625404B1 (de) * 2010-10-08 2017-01-04 Pinnacle Engines, Inc. System mit variablem verdichtungsverhältnis für gegenkolben- und andere verbrennungsmotoren sowie verfahren zu seiner herstellung und verwendung
US9650951B2 (en) 2010-10-08 2017-05-16 Pinnacle Engines, Inc. Single piston sleeve valve with optional variable compression ratio capability
WO2014008309A2 (en) 2012-07-02 2014-01-09 Pinnacle Engines, Inc. Variable compression ratio diesel engine
GB2541866A (en) * 2015-08-13 2017-03-08 Gm Global Tech Operations Llc Valve motion measurement assembly for an internal combustion engine

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES8703213A1 (es) * 1985-04-25 1987-02-16 Kloeckner Wolfgang Dr Procedimiento para el accionamiento de una maquina motriz de combustion interna
JP3683300B2 (ja) * 1995-01-27 2005-08-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
DE19733137A1 (de) * 1997-07-31 1999-02-04 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Steuerung von elektromagnetischen Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselventilen an Kolbenbrennkraftmaschinen
DE19733139A1 (de) * 1997-07-31 1999-02-04 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Verfahren zur Beeinflussung von Gemischbildung und Ladungsbewegung in einem Zylinder einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine
DE19739840C2 (de) * 1997-09-11 2002-11-28 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Steuerung einer elektromagnetisch betätigbaren Stellvorrichtung, insbesondere eines Ventils für Brennkraftmaschinen
JP3433788B2 (ja) 1997-10-24 2003-08-04 トヨタ自動車株式会社 電磁駆動弁の制御装置
JP3465568B2 (ja) * 1998-01-19 2003-11-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の電磁駆動弁制御装置
JPH11294209A (ja) 1998-04-10 1999-10-26 Toyota Motor Corp 電磁弁の制御装置
JP2002534633A (ja) * 1999-01-08 2002-10-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 多気筒形内燃機関のシリンダ運転を再開する方法
DE19918094A1 (de) * 1999-04-21 2000-11-02 Siemens Ag Steueranlage und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE19926506A1 (de) * 1999-06-10 2000-12-21 Siemens Ag Verfahren zum laststeuernden Betrieb elektromagnetisch betätigter Einlaßventile einer Brennkraftmaschine
DE19927669A1 (de) * 1999-06-17 2000-12-21 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zur Überwachung des Betriebs einer Kolbenbrennkraftmaschine mit vollvariablen Gaswechselventilen
FR2796421B1 (fr) * 1999-07-16 2001-10-05 Renault Procede de commande d'un moteur a combustion en vue de compenser la defaillance d'une soupape
DE19951315A1 (de) * 1999-10-25 2001-04-26 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Kolbenbrennkraftmaschine bei zeitweiligem Funktionsausfall eines elektromagnetischen Ventiltriebs
JP3867461B2 (ja) 1999-12-02 2007-01-10 日産自動車株式会社 電磁駆動弁のフェイルセーフ制御装置
DE10019744A1 (de) * 2000-04-20 2001-10-25 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zur Beeinflussung von Gemischbildung und Ladungsbewegung in einem Zylinder einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine
JP4281257B2 (ja) 2000-06-29 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 機関バルブの駆動制御装置
US6854433B2 (en) * 2002-04-05 2005-02-15 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Integrated primary and auxiliary valve actuation system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009003505B4 (de) * 2008-11-26 2021-06-10 Caterpillar Inc. Motorsteuerungssystem mit drehzahlbasierter Zeitsteuerung

Also Published As

Publication number Publication date
US6994060B2 (en) 2006-02-07
EP1489272A2 (de) 2004-12-22
DE602004011291D1 (de) 2008-03-06
US20050011477A1 (en) 2005-01-20
EP1489272B1 (de) 2008-01-16
EP1489272A3 (de) 2006-02-08
JP4325492B2 (ja) 2009-09-02
JP2005030391A (ja) 2005-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036787T2 (de) Ausfallsicheres überwachungssystem und -verfahren einer elektromagnetischen ventilsteuerung
DE10318630B4 (de) Variable Ventilsteuerungs- oder Regelungsvorrichtung für einen Motor und zugehöriges Verfahren
DE60301093T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Otto-Miller Motors
DE60319495T2 (de) Elektrisches Ventilbetätigungssystem und -Vorrichtung einer Brennkraftmaschine
DE60032670T2 (de) Gerät zur Steuerung der Verbrennung für einen Verbrennungsmotor
DE102014215470B4 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für ein leckgasrückführungsgerät für eine kraftmaschine
DE10302132B4 (de) Elektromagnetische Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine
DE10145160C2 (de) Ventilzeiteinstellungssteuersystem für einen Verbrennungsmotor
DE19954573B4 (de) Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE3621080A1 (de) Ventilzeitsteuerungsvorrichtung fuer verbrennungsmotoren mit mehreren einlassventilen pro zylinder
DE112005003038T5 (de) Motortellerventil und AGR-Einrichtung für einen mit einem Motortellerventil ausgestatteten Verbrennungsmotor
DE19942673C2 (de) Verfahren zum Betreiben eines Motors mit variabler Ventilsteuerung
DE102012219822A1 (de) Niederdruck-Abgasrückführungs-System
DE10135757A1 (de) Drehmomentsteuerung in einem Motor mit einem Hybridventilantrieb
DE102005001454A1 (de) Fehlerdiagnosevorrichtung für einen veränderlichen Ventilmechanismus eines Verbrennungsmotors und Fehlerdiagnoseverfahren für einen veränderlichen Ventilmechanismus
DE602004011291T2 (de) Vorrichtung und Verfahren für variable Ventilsteuerung
DE60212471T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum steuerung der Einlassluftquantität in einer Brennkraftmaschine
DE102007061303A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit
DE102013218469A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines variablen Ventilsteuerungsmechanismus
DE112012006838T5 (de) Wastegate-Ventilsteuervorrichtung
DE112015001555T5 (de) Motorsystem
DE10303252B4 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventiltrieb zur Veränderung der Öffnungs- und Schließcharakteristik des Einlassventils und/oder Auslassventils
EP1554479B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur drehrichtungsüberwachung einer kolbenmaschine
DE102008008893B4 (de) Verfahren und System zum Einstellen eines Sensors für einen variablen Ventilmechanismus
DE10139472B4 (de) Vorrichtung zur Ventilsynchronisierung bei einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee