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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Techniken zum Verändern der Betriebscharakteristika
einer Brennkraftmaschine. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung
auf ein Verfahren und Gerät
zum Verhindern, dass eine Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch eine Blockiereinheit
in einem ersten Betriebszustand während eines Betriebs der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik blockiert wird, die
zwischen dem ersten Zustand und einem zweiten Zustand, um ein Verdichtungsverhältnis einer
Einlassluft einer Brennkraftmaschine zu verändern, zum Steuern der Betriebscharakteristik
des Verbrennungsmotors betriebsfähig
ist.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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In
dem Gebiet einer Brennkraftmaschine für ein Automobil ist es bekannt,
den Verbrennungsmotor derart zu steuern, dass der Verbrennungsmotor mit
einem vergleichsmäßig niedrigen
Verdichtungsverhältnis
einer Einlassluft, um die Schwingung zu reduzieren, und die Kraftstoffeinsparung
des Verbrennungsmotors zu verbessern, während eines Normalbetriebs
des Verbrennungsmotors nach einem Aufwärmbetrieb betrieben wird, während der
Verbrennungsmotor in einem kalten Zustand mit einem vergleichsmäßig hohen
Verdichtungsverhältnis
der Einlassluft, um das Starten des Verbrennungsmotors zu erleichtern,
vor dem Aufwärmbetrieb
insbesondere während
eines Anlassens des Verbrennungsmotors in einem kalten Zustand betrieben
wird. Das Verdichtungsverhältnis
der Einlassluft kann abhängig
von einer Veränderung
der Last, die auf den Verbrennungsmotor wirkt, selbst nach dem Aufwärmbetrieb
des Verbrennungsmotors gesteuert werden, um die Kraftstoffeinsparung
des Verbrennungsmotors zu verbessern. In dem Fall einer Brennkraftmaschine
einer Kolbenbauart kann das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft durch
eine Ventilzeitgebungsregulierungsvorrichtung in verschiedenen Verfahren
verändert
werden, wobei die Vorrichtung zum Beispiel angeordnet ist: (a) um
die Schließzeitgebung
von jedem Einlassventil zu beschleunigen oder zu verzögern; (b)
um jedes Ablassventil in einer geeigneten, ausgewählten Zeitgebung
während
einer Übergangsdauer
von dem Einlasshub zu dem Verdichtungshub vorübergehend zu öffnen; (c)
um die Hubbeträge
von Einlass – und Auslassventilantriebsnocken
in der Form von dreidimensionalen Nocken geeignet zu steuern; oder
(d) um ein einstellbares, exzentrisches Lager an einem Verbindungspunkt
zwischen einer Kolbenstange und einer Kurbelwelle oder zwischen
der Kolbenstange und einem Kolben vorzusehen.
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Ein
Beispiel einer Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung, die angeordnet
ist, um die Schließzeitgebung
des Einlassventils zum Verändern des
Verdichtungsverhältnisses
der Einlassluft zu verzögern
oder zu beschleunigen, ist in dem US-Patent mit der Nummer 5 924
395 offenbart, dass dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Anmeldung gehört. Die
darin offenbarte Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung ist angeordnet,
um die Öffnungs-
und Schließzeitgebungen
des Einlassventils innerhalb zugeordneten, vorbestimmten Bereichen
der Winkelposition oder Phase der Kurbelwelle zu verändern, wie
in 1 angezeigt ist, insbesondere um die Schließzeitgebung
relativ zu der Hin- und Herbewegung des Kolbens zu verzögern oder
zu beschleunigen, so dass die Menge der Einlassluft, die in den korrespondierenden
Zylinder eingebracht wird, zu dem Schließzeitpunkt des Einlassventils
erhöht
oder reduziert wird, um das Verdichtungsverhältnis des Einlassventils zu
steuern. In einem Viertakt-Verbrennungsmotor korrespondiert im Allgemeinen
die Schließzeitgebung
des Einlassventils auf ungefähr 70° nach dem
unteren Totpunkt (abgekürzt
als „ABDC") der Hin- und Herbewegung
des Kolbens. Die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung ist angeordnet,
um diesen RBDC-Winkel auf ungefähr
110 bis 120° zu
erhöhen,
um die Schließzeitgebung
so zu verzögern,
dass die Menge der Einlassluft, die in dem Zylinder während eines
Schließens
des Einlassventils vorhanden ist, dementsprechend reduziert wird. Als
Ergebnis wird das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft reduziert.
Wie in 2 als Beispiel gezeigt ist, variiert der Druck
innerhalb des Zylinders an dem Ende des Verdichtungstakts mit einer
Veränderung
der Schließzeitgebung
des Einlassventils durch die vorstehend beschriebene Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung
beträchtlich.
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In
der Brennkraftmaschine wird, wobei das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft variabel ist, wie vorstehend beschrieben ist, das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft gesteuert, um in einem erwärmten Zustand des Verbrennungsmotors
nach einem Aufwärmbetrieb
vergleichsmäßig niedrig
zu sein, um eine relativ höhere
Anlassdrehzahl zum Starten des Verbrennungsmotors mit reduzierten Schwingungs-
und Geräuschbeträgen zu zulassen. Wenn
der Verbrennungsmotor in einem kalten Zustand gestartet wird, wird
das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft gesteuert, um vergleichsmäßig hoch zu sein, um einen
hohen Grad einer Startfähigkeit des
Verbrennungsmotors sicher zu stellen. In diesem Zusammenhang ist
die Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft zu verändern,
für Fahrzeuge
geeignet, die in letzter Zeit entwickelt wurden, um die gestiegenen
Anforderungen zum Sparen von Kraftstoffressourcen und des Umweltschutzes
zu entsprechen, wie zum Beispiel Fahrzeuge mit wirtschaftlichen
Fahrsystemen, die angepasst sind, um den Verbrennungsmotor vorübergehend abzuschalten, wenn zum Beispiel das Fahrzeug
an einem Verkehrssignal angehalten wird, und Hybridfahrzeuge, die
durch einen geeignet ausgewählten
Motor/Verbrennungsmotor von einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor
angetrieben werden.
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Mit
Bezug auf 3 bis 5 ist die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung
gezeigt, die in dem vorstehenden US-Patent offenbart ist, die teilweise
modifiziert ist, um der Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu entsprechen,
und um für
ein Hybrid-Fahrzeug angepasst zu sein. 4 und 5 sind
Ansichten entlang einer Linie A-A von 3, die die
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung in zwei unterschiedlichen
Betriebszuständen
zeigen. In 3 bezeichnete Bezugszeichen "e" eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle
c, die durch eine Drehmomentverteilungsvorrichtung p einer Planetengetriebebauart
mit einem ersten Motor/Generator mg1 und einem zweiten Motor/Generator
mg2 betriebsfähig
verbunden ist, wobei jeder von ihnen in der Lage ist, wahlweise
als ein Elektromotor und als ein Elektrogenerator zu wirken. Die
Brennkraftmaschine e, der erste Motor/Generator mg1 und der zweite
Motor/Generator mg2 arbeiten zusammen, um ein regeneratives Hybridantriebssystem
zu bilden, das an einer Antriebswelle des Motors/Generators mg1
mit einem Paar Räder
w durch zugeordnete Achsen s, ein Differentialgetriebe d und ein
Getriebe t betriebsfähig
verbunden ist. Der erste Motor/Generator mg1 und der zweite Motor/Generator
mg2 sind durch einen Invertierer i mit einer Batterie b elektrisch verbunden
und werden wahlweise als ein Elektromotor oder ein Elektrogenerator
abhängig
von dem spezifischen Betriebs- oder Fahrzustand des Fahrzeugs betrieben.
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Die
vorstehend gezeigte Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung, die
im allgemeinen mit 10 in 3 bis 5 angezeigt
ist, kann gestaltet sein, um als eine Steuereinheit für ein Einlassluftverdichtungsverhältnis zum
Steuern des Verdichtungsverhältnisses
der Einlassluft zu wirken, wie nachstehend beschrieben ist. Diese
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 ist konstruiert,
um als ein Drehstellglied betrieben zu werden, dass zwischen einem Zahnrad 14 und
einer Einlassventilnockenwelle 18 betriebsfähig ist.
Das Zahnrad 14 wird durch die Kurbelwelle c der Brennkraftmaschine
e durch einen Endlosriemen 12 synchron mit der Kurbelwelle
c angetrieben. Die Einlassventilnockenwelle 18 hält einen Einlassventilnocken 16.
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Ein
intern verkeiltes, ringförmiges
Element 22, das vier radiale Trennwände 26 aufweist, und eine
ringförmige
Endplatte 24 sind durch vier Schrauben 20 fest
mit dem Zahnrad 14 zusammen gebaut, um eine Arbeitskammer
zu definieren. In dieser Arbeitskammer ist ein Rotor untergebracht,
der an einem Ende der Nockenwelle 18 durch eine Schraube 28 befestigt
ist. Der Rotor 30 weist einen mittigen Nabenabschnitt und
vier Flügel 32 auf,
die um den Nabenabschnitt ausgebildet sind. Eine Bereichskammer 34 ist
zwischen zwei benachbarten Trennwänden 26 ausgebildet,
die an den zugeordneten, am Umfang gegenüberliegenden Seiten von jedem
Flügel 32 so angeordnet
sind, dass der Flügel 32 in
der entsprechenden Bereichskammer 34 relativ zu einem Gehäuse bewegbar
ist, das durch das Zahnrad 14, das ringförmige Element 22 und
die Endplatte 24 gebildet wird.
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Das
Gehäuse
wird in Uhrzeigersinnrichtung gedreht, die durch Pfeile in 4 und 5 angezeigt
ist, wenn das Zahnrad 14 durch den Endlosriemen 12 durch
eine Vorwärtsdrehung
der Kurbelwelle c gedreht wird. In dem Zustand der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10,
wie in 4 gezeigt ist, ist die Nockenwelle 18 in
einer vollständig
verzögerten
Winkelposition relativ zu der Kurbelwelle c, in der die Schließzeitgebung
des Einlassventils vollständig
verzögert
ist. In dem Zustand von 5 ist andererseits die Nockenwelle 18 in
einer vollständig beschleunigten
Winkelposition relativ zu der Kurbelwelle c festgesetzt, in der
die Schließzeitgebung
vollständig
beschleunigt ist.
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Einer
von den Flügeln 32 weist
ein gestuftes zylindrisches Loch 36 mit einem großen Durchmesserabschnitt
und einem kleinen Durchmesserabschnitt auf. Ein Blockierstift 40 in
der Form von einem gestuften Kolben mit einem Kopfabschnitt 38 mit
großem
Durchmesser und einem kleinen Durchmesserabschnitt 42 ist
in dem gestuften zylindrischen Loch 36 derart eingepasst,
dass der Kopfabschnitt 38 mit großem Durchmesser und der kleine
Durchmesserabschnitt 42 in den zugeordneten großen Durchmesserabschnitt
und kleinen Durchmesserabschnitt des gestuften zylindrischen Lochs 36 eingreifen,
und so dass eine Bewegung des Blockierstifts 40 in dem Loch 36 durch
einen gleitenden Kontakt des kleinen Durchmesserabschnitts 42 des
Blockierstifts 40 mit dem kleinen Durchmesserabschnitt
des Lochs 36 geführt
ist. Wenn die Nockenwelle 18 in ihrer vollständig beschleunigten
Winkelposition relativ zu der Kugelwelle c festgesetzt ist, das
heißt,
wenn der Rotor 30 relativ zu dem ringförmigen Element 22 gedreht
wurde, um den Flügel 32 (mit
dem gestuften zylindrischen Loch 36) zu der Position von 5 zu
bewegen, ist der kleine Durchmesserabschnitt 42 in einem Eingriffsloch 44 beweglich,
das in dem korrespondierenden Abschnitt des Zahnrads 14 ausgebildet
ist. Der Blockierstift 40 wird durch eine Druckspiralfeder 46 in
Richtung des Bodens des Eingriffslochs 44 so vorgespannt,
dass der Blockierstift 40 gegen eine Vorspannkraft der
Druckspiralfeder 40 in das Eingriffsloch 44 gebracht
wird, wenn der Rotor 30 relativ zu dem ringförmigen Element 22 zu
der Position von 5 gedreht wurde, während ein
Hydraulikdruck nicht auf eine ringförmige Arbeitskammer (angezeigt durch
die Position, von der sich eine Führungslinie des Bezugszeichens 36 in 3 erstreckt)
aufgebracht wird, die durch den großen Durchmesserabschnitt des
gestuften zylindrischen Lochs 36 und dem Kopfabschnitt 38 des
Blockierstifts 40 definiert ist. Da der Blockierstift 40 somit
in dem Eingriffsloch 44 befestigt ist, ist die Nockenwelle 18 in
ihrer vollständig beschleunigten
Winkelposition relativ zu der Kurbelwelle c gehalten.
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Ein
erster Anschluss 48 und ein zweiter Anschluss 50 sind
zu jeder von den vier Bereichskammern 34 offen, die zwischen
den benachbarten von den vier radialen Trennwänden 26 des ringförmigen Elements 22 ausgebildet
sind. Die ersten Anschlüsse 48 sind
vorgesehen, um einen Hydraulikdruck zu den Flügeln 32 des Rotors 30 so
aufzubringen, dass der Rotor 30 relativ zu dem ringförmigen Element 22 in der
Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht wird, wie in 4 und 5 gezeigt
ist, während
die zweiten Anschlüsse 50 vorgesehen
sind, um einen Hydraulikdruck auf die Flügel 32 so aufzubringen,
dass der Rotor 30 in der Uhrzeigersinnrichtung gedreht
wird, wie in 4 und 5 gezeigt
ist. Die ersten Anschlüsse 48 sind
mit einem ringförmigen Öldurchgang 52 verbunden,
während
die zweiten Anschlüsse 50 mit
einem ringförmigen Öldurchgang 54 verbunden
sind. Der Öldurchgang 52 ist
ferner mit der vorstehend gezeigten ringförmigen Arbeitskammer (die durch
die Führungslinie
des Bezugszeichens 36 angezeigt ist) verbunden, die teilweise
durch das gestufte zylindrische Loch 36 definiert ist.
Der ringförmige Öldurchgang 52 ist
durch einen Öldurchgang 56,
der durch den Endabschnitt der Nockenwelle 18 ausgebildet ist,
mit einem ringförmigen Öldurchgang 60 verbunden.
Der ringförmige Öldurchgang 60 ist
in einem Lagerabschnitt 58 für die Nockenwelle 18 ausgebildet, der
in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine e vorgesehen ist. Andererseits
ist der ringförmige Öldurchgang 54 durch Öldurchgänge 61, 62,
die durch den Endabschnitt der Nockenwelle 18 ausgebildet sind,
mit einem ringförmigen Öldurchgang 64 verbunden,
der in dem Lagerabschnitt 58 ausgebildet ist. Der ringförmige Öldurchgang 60 ist
durch einen Anschluss 66 und einen Öldurchgang 68, der
mit dem Anschluss 66 verbunden ist, mit einem ersten Anschluss 72 eines
mit einem Solenoid betriebenen Hydraulikdrucksteuerventils 70 verbunden,
während
der ringförmige Öldurchgang 64 durch
einen Anschluss 74 und einen Öldurchgang 76 mit
einem zweiten Anschluss 78 des Hydraulikdrucksteuerventils 70 verbunden
ist.
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Das
mit einem Solenoid betriebene Hydraulikdrucksteuerventil 70 weist
ein Ventilgehäuse 90, ein
Solenoid 92, eine Druckspiralfeder 94 und einen Ventilkolben 96 auf,
der durch das Solenoid 92 und die Druckspiralfeder 94 innerhalb
des Ventilgehäuses 90 axial
beweglich ist. Das Ventilgehäuse 90 weist
einen Druckanschluss 82, einen ersten Ablassanschluss 86 und
einen zweiten Ablassanschluss 88 zusätzlich zu den vorstehend gezeigten
Anschlüssen 72, 78 auf.
Der Druckanschluss 82 nimmt ein mit Druck beaufschlagtes
Fluid von einer Hydraulikpumpe 80 auf, und der erste Ablassanschluss 86 ist
für eine
wahlweise Verbindung des ersten Anschlusses 72 mit einem Ölreservoir 84 vorgesehen,
während der
zweite Ablassanschluss 88 für eine wahlweise Verbindung
des zweiten Anschlusses 78 mit dem Ölreservoir 84 vorgesehen
ist. Das Solenoid 92 wird gesteuert, um die Position des
Ventilkolbens 96 zum Steuern von Fluidströmungen unter
den vorstehend angezeigten verschiedenen Anschlüssen zu steuern.
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Das
Solenoid 92 wird gemäß einem
Steuersignal gesteuert, das durch eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 98 erzeugt wird, die einen Rechner beinhaltet. Wenn
das Solenoid 92 in einem entregten Zustand ist, ist der
Ventilkolben 96 gemäß einer
Vorspannkraft der Druckspiralfeder 94 in seiner äußerst rechten
Position (wie in 1 gezeigt ist) gehalten. In
dieser Position ist der zweite Anschluss 78 mit dem Druckanschluss 82 verbunden,
während
der erste Anschluss 72 mit dem ersten Ablassanschluss 86 verbunden
ist. Wenn die Hydraulikpumpe 80 betrieben wird, während der
Ventilkolben 96 in der äußerst rechten
Position festgesetzt ist, wird das mit Druck beaufschlagte Fluid,
das von der Hydraulikpumpe 80 überbracht wird, durch den Öldurchgang 76,
den Anschluss 74, den ringförmigen Öldurchgang 64, den Öldurchgang 62,
den Öldurchgang 61,
den ringförmigen Öldurchgang 64 und
den zweiten Anschluss 50 so zu den Bereichskammern 34 zugeführt, dass
die Flügel 32 des
Rotors 30 das mit Druck beaufschlagte Fluid in einer Richtung
aufnehmen, die verursacht, dass der Rotor 30 relativ zu
dem ringförmigen
Element 22 in der Uhrzeigersinnrichtung gedreht wird, wie
in 4 und 5 gezeigt ist, wodurch die Schließzeitgebung
des Einlassventils beschleunigt wird. Wenn der Rotor 30 zu
einer Winkelposition von 5 gedreht wurde, die zu der
vollständig
beschleunigten Winkelposition der Nockenwelle 18 korrespondiert,
ist der Blockierstift 40 mit dem Eingriffsloch 44 fluchtend
und wird in die rechte Richtung bewegt, wie in 3 gezeigt
ist, so dass der kleine Durchmesserabschnitt 42 des Blockierstifts 40 mit dem
Eingriffsloch 44 gemäß der Vorspannkraft
der Druckspiralfeder 46 in Eingriff gebracht wird. Somit ist
die Nockenwelle 18 in ihrer vollständig beschleunigten Winkelposition
blockiert. Unmittelbar nachdem die Brennkraftmaschine e gestartet
wurde, ist jedoch die Nockenwelle 18 nicht in ihrer vollständig beschleunigten
Winkelposition festgesetzt, da der Überbringungsdruck der Hydraulikpumpe 80 nicht ausreichend
erhöht
wurde.
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Wenn
das Solenoid 92 angeregt ist, wird andererseits der Ventilkolben 96 in
seine äußerst linke Position,
wie in 3 gezeigt ist, gegen die Vorspannkraft der Druckspiralfeder 94 bewegt.
In dieser Position ist der erste Anschluss 72 mit dem Druckanschluss 82 verbunden,
während
der zweite Anschluss 78 mit dem zweiten Ablassanschluss 88 verbunden
ist. Wenn die Hydraulikpumpe 80 betrieben wird, während der
Ventilkolben 96 in seiner äußerst linken Position festgesetzt
ist, wird das mit Druck beaufschlagte Fluid, das von der Hydraulikpumpe 80 überbracht
wird, durch den Öldurchgang 68,
den Anschluss 66, den ringförmigen Öldurchgang 60, den Öldurchgang 56,
den ringförmigen Öldurchgang 52 und
den ersten Anschlüssen 48 zu
der vorstehend gezeigten ringförmigen
Arbeitskammer des gestuften zylindrischen Lochs 36 sowie
den Bereichskammern 34 zugeführt. Als Ergebnis wird der
Blockierstift 40 gegen die Vorspannkraft der Druckspiralfeder 46 mit einem
Hydraulikdruck innerhalb der ringförmigen Arbeitskammer in dem
Loch 36 zu der Position der 3 bewegt,
wenn der kleine Durchmesserabschnitt 42 des Blockierstifts 40 in
dem Eingriffsloch 44 aufgenommen ist. Somit wird der kleine
Durchmesserabschnitt 42 aus dem Eingriffsloch 44 bewegt, und
der Rotor 30 wird relativ zu dem ringförmigen Element 22 in
der Gegenuhrzeigersinnrichtung, wie in 4 und 5 gezeigt
ist, mit dem Flügeln 32 bewegt,
die den Hydraulikdruck in dieser Richtung aufnehmen, so dass die
Nockenwelle 18 relativ zu der Kurbelwelle c in Richtung
der vollständig
verzögerten
Winkelposition von 4 gedreht wird.
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Wenn
das Solenoid 92 mit einem gesteuerten Einschaltdauerverhältnis abwechselnd
angeregt und entregt wird, ist der Ventilkolben 96 in einer
Position zwischen der äußerst rechten
und äußerst linken
Position angeordnet, wobei die Position durch das relative Einschaltdauerverhältnis bestimmt
wird, so dass der Rotor 30 zu einer Winkelposition bewegt wird,
in der die Hydraulikdrücke
an den gegenüberliegenden
Seiten von jedem Flügel 32 gleich
groß sind. Als
Ergebnis ist die Nockenwelle 18 in einer Winkelposition
relativ zu der Kurbelwelle c festgesetzt, wobei die Winkelposition
zwischen der vollständig
beschleunigten und vollständig
verzögerten
Winkelposition ist.
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Die
ECU 98 ist angepasst, um verschiedene Signale einschließlich einem
Signal Sk, das anzeigt, ob ein (nicht gezeigter) Schlüsselschalter,
der an dem Fahrzeug vorgesehen ist, eingeschaltet wurde, und ob
der Schlüsselschalter
zu einer Anlassposition zum Anlassen der Brennkraftmaschine e gedreht wurde;
einem Signal Da, das einen Betätigungsbetrag
eines Gaspedals anzeigt; einem Signal Ve, das eine Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs anzeigt; einem Signal Ne, das eine Betriebsdrehzahl
der Brennkraftmaschine e anzeigt; einem Signal Te, das eine Temperatur
der Brennkraftmaschine e anzeigt; einem Signal Ac, das die Winkelposition
der Kurbelwelle c anzeigt; und einem Signal, das die Winkelposition
der Einlassventilnockenwelle 18 anzeigt; und Signale ωr, ωs zu empfangen,
die die Drehzahlen des Motors/Generators mg1 und Motors/Generators
mg2 anzeigen. Die Fahrzeugsteuereinheit 98 führt verschiedene
Steuerbetriebe gemäß Steuerprogrammen
auf der Grundlage der Eingangssignale aus, die vorstehend angezeigt
sind. Die Steuerbetriebe weisen einen Betrieb, um das Solenoid 92 in
der wie vorstehend beschriebenen Weise zu steuern, zum Steuern der
Schließzeitgebung
des Einlassventils relativ zu der Hin- und Herbewegung des Kolbens
des Verbrennungsmotors e auf.
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Die
Drehmomentverteilungsvorrichtung p einer Planetengetriebebauart,
die in 3 schematisch gezeigt ist, ist in bezug auf 6A und 6B ausführlich beschrieben.
Die Drehmomentverteilungsvorrichtung p beinhaltet einen Planetengetriebemechanismus,
der einen Planetenträger,
mit dem die Kurbelwelle c mit der Brennkraftmaschine e verbunden
ist, ein Hohlrad, mit dem die Antriebswelle des ersten Motors/Generators
mg1 verbunden ist, und ein Sonnenrad auf, mit dem die Antriebswelle des
zweiten Motors/Generators mg2 verbunden ist. Somit sind die Brennkraftmaschine
e, der erste Motor/Generator mg1 und der zweite Motor/Generator mg2
miteinander durch den Planetengetriebemechanismus derart verbunden,
dass die Drehbewegungen von diesen Antriebsquellen ein vorbestimmtes
Differenzialverhältnis
aufweisen, das durch den Planetengetriebemechanismus bestimmt ist.
Die Drehmomentverteilungsvorrichtung p weist einen Betriebszustand
auf, in dem der erste Motor/Generator mg1 in dem ausgeschalteten
Zustand ist (angezeigt mit A in 6B), und
auch der zweite Motor/Generator mg2 in dem ausgeschalteten Zustand
ist (angezeigt mit B in 6B), während auch
die Brennkraftmaschine e in dem ausgeschalteten Zustand ist. Die
Drehmomentverteilungsvorrichtung p weist einen weiteren Betriebszustand
auf, in dem der erste Motor/Generator mg1 in der Vorwärtsrichtung
betrieben wird (angezeigt mit C), und der zweite Motor/Generator
mg2 auch in der Vorwärtsrichtung
betrieben wird (angezeigt mit D), während die Brennkraftmaschine
auch in der Vorwärtsrichtung
betrieben wird. In diesem Betriebszustand wird die Brennkraftmaschine
e in einem von den nachstehenden Betriebszuständen festgesetzt: Betrieb,
um das Fahrzeug anzutreiben; Betrieb, um eine Motorbremse an dem
Fahrzeug anzubringen; Betrieb in einem Schnelllaufzustand; und Anlassbetrieb,
um zu Starten. Jeder von dem ersten Motor/Generator mg1 und dem
zweiten Motor/Generator mg2 ist in einem von den nachstehenden Betriebszuständen festgesetzt:
Betrieb als ein Elektromotor, um eine Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen; Betrieb
als ein Elektrogenerator, in dem eine Antriebskraft aufgenommen
wird; und Betrieb in einem Schnelllaufzustand. Ob jeder von dem
Motor/Generator mg1 und dem Motor/Generator mg2 in der Vorwärts- oder
umgekehrten Richtung als der Elektromotor oder der Elektrogenerator
betrieben wird, wird durch einen Betriebszustand eines elektrischen Kreislaufes
bestimmt, der durch den Invertierer i gesteuert ist. In einem Vorwärtsfahrzustand
des Hybridfahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine e in dem ausgeschaltetem
Zustand ist, wird der erste Motor/Generator mg1, der mit den Achsen
s verbunden ist, als der Elektromotor in der Vorwärtsrichtung
(angezeigt mit C) betrieben, während
der zweite Motor/Generator mg2 als der Elektromotor in der umgekehrten
Richtung (angezeigt mit E) betrieben wird. In einem umgekehrten
Fahrzustand des Hybridfahrzeugs, in dem der Verbrennungsmotor in
einem ausgeschalteten Zustand ist, wird der Motor/Generator mg1
als der Elektromotor in der umgekehrten Richtung (angezeigt mit
F) betrieben, während
der Motor/Generator mg2 als der Elektromotor in der Vorwärtsrichtung
(angezeigt mit G) betrieben wird. Wenn die Kurbelwelle c in der
umgekehrten Richtung gedreht wird, um den vorstehend beschriebenen
ersten Betriebszustand zu erhalten, um das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft während
eines Startens des Fahrzeugs zu erhöhen, kann der zweite Motor/Generator
mg2 in der umgekehrten Richtung (angezeigt mit H) betrieben werden,
während
der erste Motor/Generator mg1 in dem ausgeschalteten Zustand verbleibt.
Es gibt auch einen Betriebszustand, in dem die Brennkraftmaschine
e in der umgekehrten Richtung aufgrund eines Verlust eines Gleichgewichts zwischen
den Drehzahlen des Motors/Generators mg1 und des Motors/Generators
mg2 betrieben wird (angezeigt mit I und J), während die Brennkraftmaschine
e in einem im Wesentlichen ausgeschalteten Zustand gehalten wird.
Dieser Betriebszustand ist mit Bezug auf das durch die vorliegende
Erfindung zu lösende
Problem beschrieben.
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In
der Brennkraftmaschine e, die mit der Steuervorrichtung für ein Einlassluftverdichtungsverhältnis vorgesehen
ist, wird das Verdichtungsverhältnis
der Einlassluft auf einen vergleichsweise niedrigen Wert in einem
normalen Betrieb nach dem Aufwärmbetrieb
gehalten. Dieser Gesichtspunkt ist mit Bezug auf die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 beschrieben,
die in 3 bis 5 gezeigt ist. In dem normalen
Betrieb nach dem Aufwärmbetrieb
ist die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 in
dem Zustand von 4 oder in einem Zustand nahe
dem Zustand von 4, so dass die Schließzeitgebung
des Einlassventils vollständig
verzögert
oder fast vollständig
verzögert
ist. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, nach einer relativ kurzen
Zeit nachdem der Verbrennungsmotor vorübergehend gestoppt wurde, ist
der Verbrennungsmotor noch immer in einem erwärmten Zustand, und der Verbrennungsmotor
kann angelassen werden, um gestartet zu werden, selbst wenn das
Verdichtungsverhältnis
der Einlassluft auf den vergleichsmäßig niedrigen Wert gehalten
wird, wobei die Schließzeitgebung
des Einlassventils vollständig
oder nahezu vollständig
verzögert
ist. In diesem Zustand kann der Verbrennungsmotor aufgrund dem vergleichsmäßig niedrigen
Verdichtungsverhältnis
mit reduzierten Schwingungs- und Geräuschbeträgen gestartet werden.
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Wenn
der Verbrennungsmotor anfänglich gestartet
wird, um das Fahrzeug anzutreiben, ist der Verbrennungsmotor in einem
kalten Zustand. Der Verbrennungsmotor ist auch in einem kalten Zustand,
wenn der Verbrennungsmotor nach einer relativ langen Zeit gestartet
wird, nachdem der Verbrennungsmotor vorrübergehend nach einer Fahrt
des Fahrzeugs gestoppt wurde. Der sich in einem kalten Zustand befindliche
Verbrennungsmotor kann durch Anlassen relativ leicht gestartet werden,
nachdem die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 betrieben
wurde, um die Schließzeitgebung
des Einlassventils zu beschleunigen. Nachdem de Verbrennungsmotor
gestartet wurde, wird jedoch die Hydraulikpumpe 80, die
als eine Hydraulikdruckquelle verwendet wird, nicht betrieben, und
das mit Druck beaufschlagte Fluid zum Steuern der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 ist
nicht verfügbar. Dem
gemäß kann die
Schließzeitgebung
des Einlassventils nicht durch den Hydraulikdruck vor einem Anlassen
des Verbrennungsmotors beschleunigt werden. In Anbetracht des Vorstehenden
wird die Kurbelwelle c der Brennkraftmaschine e vorrübergehend
in der umgekehrten Richtung durch einen oder beide von dem Motor/Generator
mg1 und dem Motor/Generator mg2 gedreht, um das ringförmige Element 22 in
der umgekehrten Richtung relativ zu dem Rotor 30 zu drehen,
der gemeinsam mit der Nockenwelle 18 stationär gehalten
wird, so dass der Rotor 30 in der vollständig beschleunigten
Winkelposition von 5 festgesetzt wird, in der der
Rotor 30 und das ringförmige
Element 22 durch den Blockierstift 40 mechanisch
blockiert sind. Somit wird das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft vor dem
Anlassen des Verbrennungsmotors erhöht, um das Starten des Verbrennungsmotors
in einem kalten Zustand zu erleichtern. Jedoch verursacht das Anlassen
des Verbrennungsmotors mit einem erhöhten Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft unerwünschterweise
einen größeren Schwingungsbetrag
des Verbrennungsmotors als mit einem vergleichsmäßig niedrigen normalen Verdichtungsverhältnis.
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In
dem Fahrzeug mit einem wirtschaftlichen Fahrsystem oder einem Hybridfahrzeug,
das mit der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik vorgesehen ist, die
in der Lage ist, das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft zu erhöhen oder
zu verkleinern, wird das Verdichtungsverhältnis üblicherweise auf dem vergleichsmäßig niedrigen,
normalen Wert oder auf einem noch niedrigeren Wert gehalten, wenn
der Verbrennungsmotor durch die ECU 98 nach einem Betrieb
des Verbrennungsmotor in einem aufgewärmten Zustand und mit dem vergleichsmäßigen niedrigen
normalen Wert vorrübergehend
gestoppt wurde. Diese Veränderung des
Verdichtungsverhältnisses
der Einlassluft findet statt, da das Verdichtungsverhältnis in
Abhängigkeit der
Drehzahl der Kurbelwelle c unabhängig
von irgendeinem von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Verfahren
(a) bis (d) gesteuert wird, die verwendet werden, um das Verdichtungsverhältnis zu
verändern.
Ein geeignetes Steuerelement der Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik
wird gesteuert, um einer Veränderung
der Drehzahl der Kurbelwelle c so zu folgen, dass das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft verkleinert wird, wenn die Hydraulikdruckquelle zum Steuern
der Steuervorrichtung für
ein Einlassluftverdichtungsverhältnis
nicht verfügbar
ist. In der Hybridantriebsbaugruppe von 3, in der
die Brennkraftmaschine e mit den zwei Motor-/Generatoreinheiten mg1, mg2 derart
verbunden ist, dass die Drehbewegungen von deren Antriebsquellen
ein vorbestimmtes Differenzialverhältnis aufweisen, kann die Brennkraftmaschine
e, die in dem ausgeschalteten Zustand gesetzt ist, aufgrund eines
Verlusts eines Gleichgewichts zwischen den Drehzahlen des Motors/Generators
mg1 und des Motors/Generators mg2 in der umgekehrten Richtung betrieben
werden, während
der Motor/Generator mg1 in der Vorwärtsrichtung (angezeigt mit
I in 6) betrieben wird, während der
Motor/Generator mg2 in der umgekehrten Richtung (angezeigt mit J
in 6) betrieben wird. In diesem Fall
ist es möglich,
dass der Blockierstift 40 mit dem Eingriffsloch 44 in
Eingriff gebracht wird, wodurch die Nockenwelle 18 in der
vollständig beschleunigten
Winkelposition blockiert wird, in der das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft auf den erhöhten
Wert gehalten ist. Wenn dieses Blockieren stattfindet, während der
Verbrennungsmotor in einem aufgewärmten Zustand betrieben wird,
wird ein relativ großer
Schwingungsbetrag durch den Verbrennungsmotor während dessen Anlassens oder
normalen Betriebs in dem aufgewärmten
Zustand aufgrund dem unnotwendigerweise erhöhten Verdichtungsverhältnisses
der Einlassluft erzeugt, und ein Antriebskomfort des Fahrzeugs wird
verschlechtert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern
einer Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik vorzusehen, die in
der Lage ist, das Verdichtungsverhältnis einer Einlassluft eines
Verbrennungsmotors zu verändern,
wobei sie eine Blockiereinheit zum Blockieren der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in einem Betriebszustand
aufweist, in dem das Verdichtungsverhältnis auf einen erhöhten Wert
gehalten wird. Das Verfahren ist verbessert, um ein unerwünschtes Blockieren
der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem vorstehend
angezeigten Betriebszustand zu verhindern.
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Die
vorstehend beschriebene Aufgabe kann durch ein Verfahren zum Steuern
einer Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik erreicht werden, die
ein Verdichtungsverhältnis
einer Einlassluft einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verändert. Die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik ist zwischen einem
ersten Betriebszustand, der ein erstes Verdichtungsverhältnis vorsieht,
und einem zweiten Betriebszustand betriebsfähig, der ein zweites Verdichtungsverhältnis vorsieht,
das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist. Die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik weist eine Blockiereinheit
zum Blockieren der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
auf. Das Verfahren weist die Schritte eines Bestimmens, ob es möglich ist,
dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit in
dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik nicht in den ersten
Betriebszustand gesetzt ist, und, wenn es bestimmt wird, dass es
möglich
ist, ein Verhindern auf, dass die Blockiereinheit die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert.
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Die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik stellt durch Beschleunigen
einer Schließzeitgebung
eines Einlassventils relativ zu einer Winkelphase einer Kurbelwelle
der Brennkraftmaschine das erste Verdichtungsverhältnis höher als
das zweite Verdichtungsverhältnis
in dem ersten Betriebszustand mit Bezug auf die Schließzeitgebung
in dem zweiten Betriebszustand ein.
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Die
Schließzeitgebung
des Einlassventils wird mit Bezug auf die Winkelphase der Kurbelwelle durch
eine Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung gesteuert, die in
einer drehungsübertragenden Vorrichtung
vorgesehen ist, die eine Drehbewegung der Kurbelwelle zu einer Einlassventilnockenwelle der
Brennkraftmaschine überträgt. Die
Blockiereinheit wirkt zwischen einem ersten Drehelement der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung,
das synchron mit der Kurbelwelle gedreht wird, und einem zweiten
Drehelement der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung, das koaxial
mit dem ersten Drehelement angeordnet ist und sich synchron mit
der Einlassventilnockenwelle dreht. Wenn die Schließzeitgebung
des Einlassventils auf eine vorbestimmte Phase an einer beschleunigten
Seite in einem einstellbaren Bereich der Schließzeitgebung festgesetzt wird,
blockiert die Blockiereinheit das erste und das zweite Drehelement
in einer relativen Winkelposition, die zu der vorbestimmten Phase
der Schließzeitgebung
korrespondiert.
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Es
ist bestimmt, dass es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn eine Differenz
zwischen den Winkelpositionen des ersten und des zweiten Drehelements
gleich mit oder kleiner als ein vorbestimmter erster Grenzwert wird. Es
ist ferner bestimmt, dass es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn eine Veränderungsrate
der Differenz zwischen den Winkelpositionen des ersten und des zweiten
Drehelements gleich mit oder niedriger als ein negativer Grenzwert
wird, und die Differenz zwischen den Winkelpositionen des ersten
und des zweiten Drehelements gleich mit oder kleiner als ein vorbestimmter zweiter
Grenzwert ist.
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Die
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung weist eine Antriebseinheit
zum Drehen des zweiten Drehelements relativ zu dem ersten Drehelement
auf, um die Schließzeitgebung
des Einlasswinkels zu verzögern.
Der Schritt eines Verhinderns, dass die Blockiereinheit die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik blockiert, weist ein
Betreiben der Antriebseinheit auf, um das zweite Drehelement relativ
zu dem ersten Drehelement zu drehen, um die Schließzeitgebung des
Einlassventils zu verzögern.
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Die
Brennkraftmaschine ist in einem Hybridfahrzeug vorgesehen, das einen
ersten Motor/Generator und einen zweiten Motor/Generator aufweist, mit
dem die Brennkraftmaschine durch einen Differenzialmechanismus verbunden
ist, und die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen können, um die
Brennkraftmaschine gesperrt zu halten, und um die Brennkraftmaschine
in einer umgekehrten Richtung zu betreiben. Die relative Winkelposition
des ersten und des zweiten Drehelements wird in einer von einer
Beschleunigungsrichtung, um die Schließzeitgebung des Einlasswinkels
zu beschleunigen, oder einer Verzögerungsrichtung, um die Schließzeitgebung
zu verzögern,
durch Steuern des ersten Motors/Generators und des zweiten Motors/Generators verändert, die
sich in den entgegengesetzten Richtungen drehen. Es ist bestimmt,
dass es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert wird, wenn die Brennkraftmaschine in der umgekehrten Richtung mit
einer Winkelgeschwindigkeit, die nicht niedriger als ein vorbestimmter
Grenzwert ist, anhand den ersten Betrieben des ersten Motors/Generators
und des zweiten Motors/Generators in den umgekehrten Richtungen
betrieben wird. Der Schritt eines Verhinderns, dass die Blockiereinheit
die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik blockiert, weist ein
Verhindern, dass die Brennkraftmaschine in der umgekehrten Richtung
betrieben wird, durch Herstellen eines Gleichgewichts zwischen den
Drehzahlen des ersten Motors/Generators und des zweiten Motors/Generators
in den entgegengesetzten Richtungen auf.
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Die
Blockiereinheit weist einen Blockierstift auf, der in ein Eingriffsloch
eingreifen kann. Der Schritt eines Verhinderns, dass die Blockiereinheit die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik blockiert, weist ein
Verhindern auf, dass der Blockierstift mit dem Eingriffsloch fluchtend
wird.
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Das
Verfahren weist weiter den Schritt eines Einstellens einer Frequenz
auf, mit der verhindert wird, dass die Blockiereinrichtung die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert. Dieses Einstellen der Frequenz des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs
kann eine oder beide von (a) einer Einstellung eines Grenzwerts,
der bei der Bestimmung verwendet wird, ob die vorstehend angezeigte Möglichkeit
möglich
ist, und (b) einer Einstellung des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs
aufweisen. Das Verfahren weist weiter den Schritt eines Einstellens von
zumindest einem Parameter auf, der für ein Bestimmen der Möglichkeit
eines Blockierens, das durch die Blockiereinheit verursacht wird,
und ein Verhindern verwendet wird, dass die Blockiereinheit die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert, wenn die Blockiereinheit zumindest vorbestimmte Male
ohne Rücksicht
auf eine Umsetzung der Steuerung zum Verhindern des Betriebs der
Blockiereinheit betrieben wird. Die vorbestimmten Male können die
Betriebsanzahl der Blockiereinheit innerhalb einer vorbestimmten
Zeitdauer sein.
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Gemäß dem vorstehend
erwähnten
Gesichtspunkt der Erfindung verändert
ein Verfahren zum Steuern einer Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorcharakteristik
ein Verdichtungsverhältnis
einer Einlassluft einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik ist zwischen einem
ersten Betriebszustand, der ein erstes Verdichtungsverhältnis vorzieht,
und einem zweiten Betriebszustand betriebsfähig, der ein zweites Verdichtungsverhältnis vorsieht,
das niedriger als das erste Verdichtungsverhältnis ist, und weist eine Blockiereinheit
zum Blockieren der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
auf. Das Verfahren weist die Schritte zum Bestimmen, ob es möglich ist,
dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik nicht in den ersten
Betriebszustand gesetzt ist, und, wenn es bestimmt wird, dass es
möglich
ist, zum Verhindern auf, dass die Blockiereinheit die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert. Das vorliegende Verfahren ist gestaltet, um zuerst zu
bestimmen, ob es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn die Veränderungsvorrichtung
der Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik nicht in den ersten
Betriebszustand gesetzt werden soll. Somit ermöglicht das Verfahren, einen von
erheblichen, gestörten
Betrieben der Blockiereinheit zu erfassen, nämlich einen Betrieb der Blockiereinheit,
um die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
zu blockieren, in dem die Brennkraftmaschine in einem Betriebszustand
ist, in dem das Verdichtungsverhältnis
der Einlassluft nicht hoch sein sollte, in anderen Worten, in dem
eine Erhöhung
des Verdichtungsverhältnis
unnotwendig und nachteilig ist.
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Das
Verfahren ist weiter gestaltet, um einen Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
auszuführen, um
zu verhindern, dass die Blockiereinheit die Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik
in dem ersten Betriebszustand blockiert, wenn es bestimmt wird,
dass das vorstehend angezeigte Blockieren möglich ist. Dem gemäß ermöglicht das
Verfahren, den unerwünschten
Betrieb der Blockiereinheit, der eine Schwingung des Verbrennungsmotors
verursachen kann, und eine Verschlechterung des Fahrkomforts des
Fahrzeugs zu verhindern, welches ein wichtiger Faktor ist, um die
Qualität
des Fahrzeugs zu bestimmen.
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Die
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik stellt durch Beschleunigen
einer Schließzeitgebung
eines Einlassventils der Brennkraftmaschine relativ zu einer Winkelphase
einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine das erste Verdichtungsverhältnis höher als das
zweite Verdichtungsverhältnis
in dem ersten Betriebszustand mit Bezug auf die Schließzeitgebung
in dem zweiten Betriebszustand mit Bezug auf die Schließzeitgebung
in dem zweiten Betriebszustand ein. Die Schließzeitgebung des Einlassventils
mit Bezug auf die Winkelphase der Kurbelwelle wird durch eine Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung
gesteuert, die in einer drehungsübertragenden
Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Drehbewegung der Kurbelwelle
zu einer Einlassventilnockenwelle der Brennkraftmaschine überträgt.
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Die
Blockiereinheit wirkt zwischen einem ersten Drehelement der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung,
das synchron mit der Kurbelwelle gedreht wird, und einem zweiten
Drehelement der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung, das koaxial
mit dem ersten Drehelement angeordnet ist und sich synchron mit
der Einlassventilnockenwelle dreht. Wenn die Schließzeitgebung
des Einlassventils auf eine vorbestimmte Phase einer beschleunigten
Seite in einem einstellbaren Bereich der Schließzeitgebung festgesetzt wird,
blockiert die Blockiereinheit das erste und das zweite Drehelement
in einer relativen Winkelposition, die zu der vorbestimmten Phase
der Schließzeitgebung
korrespondiert. In diesem Fall repräsentiert eine Verringerung
der Differenz zwischen den Winkelpositionen des ersten und zweiten
Drehelements eine Veränderung
der Winkelposition des zweiten Drehelements relativ zu der des ersten
Drehelements in einer Richtung, in der die Schließzeit des
Einlassventils beschleunigt wird, nämlich eine Veränderung
des Betriebszustands der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung
von dem Zustand, der in 4 gezeigt ist, zu dem Zustand, der
in 5 gezeigt ist. Daher kann bestimmt werden, dass
es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn eine Differenz
zwischen den Winkelpositionen des ersten und des zweiten Drehelements
gleich mit oder kleiner als ein vorbestimmter erster Grenzwert wird.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird es bestimmt, dass es möglich ist,
dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiereinheit
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wenn eine Veränderungsrate
der Differenz zwischen den Winkelpositionen des ersten und des zweiten
Drehelements gleich mit oder kleiner als ein negativer Grenzwert
wird, und die Differenz zwischen den Winkelpositionen des ersten
und des zweiten Drehelements gleich mit oder kleiner als ein vorbestimmter
zweiter Grenzwert ist. In diesem Fall wird die Möglichkeit eines Blockierens der
Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
auf der Grundlage einer Zeitableitung der Differenz zwischen den
Winkelpositionen des ersten und zweiten Drehelements erfasst, das
heißt
der Rate, mit der die Differenz in Richtung des Blockierzustands
der Veränderungsvorrichtung
in dem ersten Betriebszustand reduziert wird.
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Die
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung kann eine Antriebseinheit
in der Form von einem hydraulisch betriebenen Drehstellglied aufweisen, das
betriebsfähig
ist, um das zweite Element in der Form des Rotors 30 relativ
zu dem zweiten Element in der Form eines Gehäuses zu drehen, das durch das
Zahnrad 14, das ringförmige
Element 22 und die Endplatte 20 gebildet wird,
wie in 3 bis 5 gezeigt ist. In diesen Fall
kann der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb durch diese Antriebseinheit
ausgeführt
werden, das heißt
durch Betreiben der Antriebseinrichtung, so dass sich das zweite
Drehelement relativ zu dem ersten Drehelement dreht, um die Schließzeitgebung
des Einlassventils zu verzögern.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann die Brennkraftmaschine für ein Hybridfahrzeug
verwendet werden, das einen Antriebsmechanismus mit der Brennkraftmaschine
und einem ersten Motor/Generator und einem zweiten Motor/Generator
aufweist, mit denen der Verbrennungsmotor durch einen Differenzialmechanismus
verbunden ist, und die in entgegengesetzten Richtungen betriebsfähig sind,
um den Verbrennungsmotor gesperrt zu halten, und um den Verbrennungsmotor
in einer umgekehrten Richtung zu betreiben. In diesem Hybridfahrzeug
kann der erste Motor/Generator und der zweite Motor/Generator angeordnet
sein, um in den entgegengesetzten Richtungen betrieben zu werden,
um die relative Winkelposition des ersten und zweiten Drehelements
in einer beschleunigten Richtung, um die Schließzeitgebung des Einlassventils
zu beschleunigen, oder in einer umgekehrten Richtung zu verändern, um
die Schließzeitgebung
zu verzögern.
In dieser Anordnung verursacht ein Betrieb der Brennkraftmaschine in
der umgekehrten Richtung aufgrund der Betriebe des ersten Motors/Generators
und des zweiten Motors/Generators in den entgegengesetzten Richtungen
unter Umständen,
dass das zweite Drehelement in der vollständig beschleunigten Richtung
relativ zu dem ersten Drehelement gesetzt wird, so dass es möglich ist,
dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand
blockiert wird. Wenn die Brennkraftmaschine in der umgekehrten Richtung mit
einer Winkelgeschwindigkeit, die nicht niedriger als ein vorbestimmter
Grenzwert ist, anhand den Betrieben des ersten Motors/Generators
und des zweiten Motors/Generators in den entgegengesetzten Richtungen
betrieben wird, ist es möglich,
dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in dem ersten Betriebszustand blockiert
wird, durch Verhindern, dass die Brennkraftmaschine in der umgekehrten
Richtung betrieben wird, und durch Herstellen eines Gleichgewichts
zwischen den Drehzahlen des ersten Motors/Generators und des zweiten
Motors/Generators in den entgegengesetzten Richtungen.
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Unabhängig von
der Bestimmungsart, ob es möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik blockiert wird, und
der Art des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs kann die Frequenz,
mit der der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb ausgeführt wird,
automatisch auf den gewünschten
Wert eingestellt werden, um die Blockierungsvorbeugesteuerung zu
optimieren, um das Blockieren der Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik gemäß der Erfindung
zu verhindern, bei der der Grenzwert, der verwendet wird, um das
Vorhandensein oder Fehlen der vorstehend angezeigten Möglichkeit
eines Blockierens zu bestimmen, auf der Grundlage der Frequenz des
Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs eingestellt wird. Die Blockierungsvorbeugesteuerung
kann selbst nach dem Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb weiter optimiert
werden, indem der Grad des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs erhöht wird,
wenn die Blockiereinheit mehr als eine vorbestimmte Anzahl oder
mit einer Frequenz höher
als ein Grenzwert betrieben wurde.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung ist im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsbeispielen
beschrieben, die in den nachstehenden Zeichnungen gezeigt sind,
in denen gleiche Verzugszeichen gleiche Element darstellen, und
in denen:
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1 ist
ein Schaubild, das Einstellungsbereiche von Öffnungs- und Schließzeitgebungen
eines Einlassventils, um ein Verdichtungsverhältnis einer Einlassluft zu
verändern,
gemeinsam mit Öffnungs- und
Schließzeiten
eines Auslassventils darstellt;
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2 ist
ein Diagramm, das Veränderungen eines
Zylinderdrucks mit einer Veränderung
einer Kurbelwellendrehzahl darstellt, die zu zugeordneten, verschiedenen
Winkeln der Schließzeitgebung
des Einlassventils nach dem unteren Totpunkt (ABDC) korrespondieren;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer grundsätzlichen
Anordnung einer Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung zeigt;
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4 ist
eine Ansicht entlang einer Linie A-A von 3, die die
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung zeigt, die in ihrem vollständig verzögerten Zustand
der Schließzeitgebung
des Einlassventils gesetzt ist;
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5 ist
eine Ansicht entlang einer Linie A-A von 3, die die
Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung zeigt, die in ihrem vollständig beschleunigtem
Zustand der Schließzeitgebung
des Einlassventils gesetzt ist;
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6A ist
eine schematische Ansicht, die die Teile einer Drehmomentverteilungsvorrichtung
p einer Planetengetriebebauart zeigt, die in 3 gezeigt
ist;
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6B ist
eine Ansicht, die ein Betriebsgleichgewicht zwischen einer Brennkraftmaschine und
einem ersten und einem zweiten Motor/Generator zeigt;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Grundbetrieb darstellt, um eine Blockierungsvorbeugesteuerung
einer Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung auszuführen;
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebs darstellt, um
einen Betriebszustand der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik zu überprüfen, der
in Schritt S100 in dem Ablaufdiagramm von 7 ausgeführt wird;
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Betriebs darstellt,
um den Betriebszustand der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik zu überprüfen, der
in Schritt S100 ausgeführt
wird;
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel eines Betriebs darstellt,
um den Betriebszustand der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik zu überprüfen, der
in Schritt S100 ausgeführt
wird;
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11 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs
darstellt, der in Schritt S100 des Ablaufdiagramms von 7 ausgeführt wird;
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12 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs
darstellt, der in Schritt S200 ausgeführt wird; und
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13 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Modifikation des Grundbetriebs der
Blockierungsvorbeugesteuerung der Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik
darstellt, der in dem Ablaufdiagramm von 7 dargestellt
ist, wobei die Modifikation gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ausgeführt
ist und eine automatische Einstellung der Frequenz aufweist, mit
der die Blockierungsvorbeugesteuerung ausgeführt wird.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Bezogen
auf das Ablaufdiagramm von 7 ist ein
Grundbetrieb dargestellt, um einen Betrieb einer Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in der Form der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 zu steuern,
die in 3 bis 5 gezeigt ist, die angeordnet
ist, um das Verdichtungsverhältnis
einer Einlassluft einer Brennkraftmaschine e zu verändern. Dieser
Steuerbetrieb der Veränderungsvorrichtung einer
Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik gemäß dem Ablaufdiagramm von 7 beginnt,
wenn das Signal Sk, das einen Betriebszustand des Schlüsselschalters
anzeigt, durch die ECU 98 erzeugt wird, die in 3 gezeigt
ist.
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Bezogen
auf 7 beginnt der Steuerbetrieb in Schritt 510,
in dem verschiedene Arten von Daten gelesen werden, die für den Steuerbetrieb
verwendet werden. Diese Arten von Daten umfassen das Signal Sk,
das den Betriebszustand des Schlüsselschalters
anzeigt, das Signal Da, das einen Betätigungsbetrag des Gaspedals
anzeigt, das Signal Ve, das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt,
das Signal Ne, das die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine e
anzeigt, das Signal Te, das die Temperatur der Brennkraftmaschine
e anzeigt, das Signal Ac, das die Winkelposition der Kurbelwelle
c anzeigt, das Signal Av, das die Winkelposition der Einlassventilnockenwelle 18 anzeigt,
und die Signale ωr, ωs, die die
Betriebsdrehzahlen des Motors/Generators mg1 und Motors/Generators
mg2 anzeigen. Der Steuerablauf schreitet dann zu Schritt S30 voran,
in dem der Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf der Grundlage
der Signale Da, Ve, Ne und Tc bestimmt wird, und in dem bestimmt
wird, ob die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in einen ersten Betriebszustand
gesetzt werden soll, in dem das Verdichtungsverhältnis der Einlassluft auf einem
vergleichsmäßig hohen Wert
gehalten wird. Wenn in Schritt S30 JA herhalten wird, das heißt es ist
nicht notwendig, die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik zu steuern, kehrt
der Steuerablauf zu S10 zurück,
und Schritte S10 und S30 werden wiederholt ausgeführt, während die
vorstehend angezeigten Arten von Daten aktualisiert werden.
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Wenn
in Schritt S30 NEIN erhalten wird, schreitet der Steuerablauf zu
Schritt S100 voran, in dem der Betriebszustand der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik bestimmt wird. Das
heißt
die Winkelposition der Einlassventilnockenwelle 18 (die
vollständig
verzögerte Position
von 4, die vollständig
beschleunigte Position von 5 oder irgendeine
Winkelposition zwischen der vollständig verzögerten und beschleunigten Position)
und die Richtung werden bestimmt, in der die Winkelposition verändert wird.
Der Betrieb in Schritt S100 ist in den Ablaufdiagrammen von 8 bis 10 dargestellt.
Nach Schritt S100 folgt Schritt S150, in dem bestimmt wird, ob es
möglich
ist, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik unnotwendig oder unerwünscht in
dem ersten Betriebszustand blockiert ist, das heißt, in der
vollständig
beschleunigten Winkelposition, die in 5 gezeigt
ist. Diese Bestimmung in Schritt S150 wird auf der Grundlage von
den Bestimmungen in Schritt S100 gemacht. Wenn in Schritt S150 NEIN
erhalten wird, werden Schritte S10, S30, S100 und S150 wiederholt
ausgeführt,
während
die vorstehend angezeigten Arten von Daten aktualisiert werden.
Wenn in Schritt S150 JA erhalten wird, schreitet der Steuerablauf
zu Schritt S200 voran, in dem ein Vorbeugebetrieb ausgeführt wird,
um zu verhindern, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik in der vollständig beschleunigten
Position blockiert wird, die in 5 gezeigt
ist.
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Das
Ablaufdiagramm von 8 stellt ein Beispiel des Betriebs
dar, der in Schritt S100 ausgeführt
wird, in dem der Betriebszustand der Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik
bestimmt wird. In diesem Beispiel wird angenommen, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 ist,
die in 3 bis 5 gezeigt ist. In Schritt S110
wird bestimmt, ob eine Differenz (Ac-Av) zwischen den Winkelpositionen
der Kurbelwelle c und der Einlassventilnockenwelle 18 der
Brennkraftmaschine e kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ΔA ist, die
relativ klein ist. Die Bestimmung in Schritt S110 wird auf der Grundlage
der Signale Ac und Av gemacht. Wenn in Schritt S110 NEIN erhalten
wird, das heißt
es wird bestimmt, dass es die vorstehend angezeigte Möglichkeit
eines Blockierens nicht gibt, kehrt der Steuerablauf zu Schritt
S10 zurück.
Wenn in Schritt S110 JA erhalten wird, schreitet der Steuerablauf
zu Schritt S111 voran, in dem bestimmt wird, dass es die vorstehend
angezeigte Möglichkeit
eines Blockierens gibt.
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Das
Ablaufdiagramm von 9 zeigt ein weiteres Beispiel
des Betriebs, der in Schritt S100 ausgeführt wird, in dem der Betriebszustand
der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik bestimmt wird. In
diesem Beispiel wird ferner angenommen, dass die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 ist,
die in 3 bis 5 gezeigt ist. In Schritt S120
wird bestimmt, ob eine Differenz (Ac-Av) zwischen den Winkelpositionen
der Kurbelwelle c und der Einlassventilnockenwelle 18 der
Brennkraftmaschine e kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert Ao
ist, die relativ groß ist
und bei der es unwahrscheinlich ist, dass das Blockieren der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 in
der vollständig beschleunigten
Position stattfindet. Das Bestimmen in Schritt S120 wird auf der
Grundlage der Signale Ac und Av gemacht. Wenn in Schritt S120 NEIN
erhalten wird, das heißt
es wird bestimmt, dass es keine Möglichkeit eines Blockierens
gibt, kehrt der Steuerablauf zu Schritt S10 zurück. Wenn in Schritt S120 JA
erhalten wird, schreitet der Steuerablauf zu Schritt S121 voran,
in dem bestimmt wird, ob die Veränderungsrate
d(Ac-Av)/dt der vorstehend erwähnten
Differenz der Winkelpositionen kleiner als ein vorbestimmter negativer
Grenzwert –α ist, oder
das heißt,
ob der absolute Wert |d(Ac-Av)/dt| der Veränderungsrate größer als
der absolute Wert |–α| des Grenzwerts –α ist. Wenn
in beiden Schritten S120 und S121 JA erhalten wird, das heißt die vorstehend
angezeigte Differenz der Winkelpositionen ist kleiner als der Grenzwert
Ao, und diese Differenz verringert sich mit einer höheren Rate
als der vorbestimmte Wert α,
wird bestimmt, dass es die vorstehend angezeigte Möglichkeit
eines Blockierens gibt. In diesem Fall schreitet der Steuerablauf
zu Schritt S122 voran, in dem bestimmt wird, dass es die vorstehend
angezeigte Möglichkeit
eines Blockierens gibt.
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Das
Ablaufdiagramm von 10 stellt ein weiteres Beispiel
des Betriebs dar, der in Schritt S100 ausgeführt wird, in dem der Betriebszustand
der Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik bestimmt wird. In
diesem Beispiel ist die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik auch die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10,
die in 3 bis 5 gezeigt ist. Es wird angenommen,
dass die Brennkraftmaschine durch die Drehmomentverteilungsvorrichtung
p (Differenzialvorrichtung) einer Planetengetriebebauart mit dem
ersten Motor/Generator mg1 und dem zweiten Motor/Generator mg2 betriebsfähig verbunden
ist, wie in 3 und 6A gezeigt
ist. In Schritt S130 wird bestimmt, ob die Drehzahl ωc der Kurbelwelle
c der Brennkraftmaschine e niedriger als ein vorbestimmter negativer
Grenzwert –Δw ist, wobei
der absolute Wert davon relativ klein ist. Das heißt in Schritt
S130 wird bestimmt, ob die Kurbelwelle c in der umgekehrten Richtung
mit einer Drehzahl betrieben wird, die höher als ein vorbestimmter Grenzwert Δw ist.
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In
dem Planetengetriebemechanismus, der in 6A gezeigt
ist, wird eine Gleichung ωc
= (ωr + fωs)/(1 +
f) erfüllt,
wobei die Drehzahlen des Sonnenrads, Hohlrads und Trägers durch ωs, ωr beziehungsweise ωc dargestellt
sind, und das Verhältnis der
Zähnezahl
des Sonnenrads zu der des Hohlrads durch f (kleiner als 1) dargestellt
ist. Während
die Kurbelwelle c während
eines vorübergehenden Stopps
der Brennkraftmaschine nahezu in Ruhe ist, ist es schwierig, einen
kleinen Drehwinkel der Kurbelwelle in der umgekehrten Richtung auf
der Grundlage des Signals Ac zu erfassen, das die Winkelposition der
Kurbelwelle anzeigt. Wenn der vorübergehende Stopp des Verbrennungsmotors
durch die Drehungen der zwei Motor-/Generatoreinheiten in dem Antriebsmechanismus
von 3 und 6B verursacht wird, sind die
Drehzahlen ωr
und ωs
relativ hoch, die zu den Drehzahlen der Motor-/Generatoreinheiten mg1 und mg2 korrespondieren,
und die Kurbelwelle wird in der umgekehrten Richtung aufgrund eines
Verlusts eines Gleichgewichts zwischen den Drehzahlen ωr und ωs der Motor-/Generatoreinheiten
mg1, mg2 gedreht. Dem gemäß ist es
durch Überwachen
der Drehzahlen ωr
und ωs
möglich,
zu erfassen, dass die Drehzahl ωc
niedriger als der vorbestimmte negative Grenzwert –Δw ist, das
heißt
um zu erfassen, dass die Drehzahl ωc einer Drehung in der umgekehrten
Richtung größer als
der absolute Wert |–Δw| ist, Wenn
die Kurbelwelle in der umgekehrten Richtung mit einer Drehzahl gedreht
wird, die höher
als der absolute Wert |–Δw| ist, wird
die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 unter Umständen in
der vollständig
beschleunigten Winkelposition blockiert, die in 5 gezeigt
ist. Daher schreitet, wenn in Schritt S130 JA erhalten wird, der Steuerablauf
zu Schritt S131 voran, in dem bestimmt wird, dass es die Möglichkeit
eines Blockierens gibt.
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Das
Ablaufdiagramm von 11 stellt ein Beispiel eines
Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs dar, der in Schritt S200 des
Ablaufdiagramms ausgeführt
wird, der in 7 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist
die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10,
die in 3 bis 5 gezeigt ist, und die Blockierungsvorbeugesteuerung wird
durch Erhöhen
des relativen Einschaltdauerverhältnisses
des Stellglieds 92 des Hydraulikdrucksteuerventils 70 bewirkt.
Gemäß einer
herkömmlichen Steuerung
der Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 von 3 bis 5,
die vorstehend als Stand der Technik beschrieben ist, wird die Kurbelwelle
des Verbrennungsmotors in der umgekehrten Richtung gedreht, um die
Einlassventilnockenwelle 18 in der vollständig beschleunigten
Winkelposition von 5 während eines Startens des Verbrennungsmotors
in einem kalten Zustand zu setzen, da das mit Druck beaufschlagte
Fluid nicht verfügbar
ist, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird. Jedoch findet das
durch die vorliegende Erfindung gelöste Problem statt, wenn das
mit Druck beaufschlagte Fluid verfügbar ist, das heißt es findet
primär
statt, wenn der Verbrennungsmotor vorübergehend gestoppt wird. Wie
vorstehend beschrieben ist, tritt das Problem auf, wenn die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik durch die Blockiervorrichtung
in dem ersten Zustand blockiert wird, in dem das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft auf einem vergleichsmäßig hohen Wert gehalten wird,
wobei die Veränderungsvorrichtung
nicht in diesem ersten Betriebszustand gesetzt werden soll. Da das
mit Druck beaufschlagte Fluid verfügbar ist, verursacht eine Erhöhung des
relativen Einschaltdauerverhältnisses
des Stellglieds 92, dass der Ventilkolben 96 in
die linke Richtung bewegt wird, wie in 3 gezeigt
ist, wodurch dem mit Druck beaufschlagten Fluid ermöglicht wird,
das von der Hydraulikpumpe 80 überbracht wird, durch den Anschluss 72,
die Öldurchgänge 68, 56, 52 und
den Anschluss 48 in die Bereichskammern 34 gefördert zu werden,
so dass der Rotor 30 relativ zu dem Gehäuse (das durch das Zahnrad 14 das
ringförmige
Element 22 und die Endplatte 24 gebildet wird)
der Steuervorrichtung 10 von der vollständig beschleunigten Winkelposition,
die in 5 gezeigt ist, zu der vollständig verzögerten Winkelposition gedreht
wird, die in 4 gezeigt ist, wobei verhindert
wird, dass die Steuervorrichtung 10 in dem ersten Betriebszustand,
das heißt
in der vollständig
beschleunigten Position, blockiert wird.
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Das
Ablaufdiagramm von 12 stellt ein weiteres Beispiel
des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs dar, der in Schritt S200
des Ablaufdiagramms ausgeführt
wird, der in 7 gezeigt ist. In diesem Beispiel
ist die Veränderungsvorrichtung
einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik auch die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10, die
in 3 bis 5 gezeigt ist, und die Brennkraftmaschine
ist durch die Drehmomentverteilungsvorrichtung p (Differentialvorrichtung)
einer Planetengetriebebauart mit der ersten und zweiten Motor-/Generatoreinheit
betriebsfähig
verbunden, wie in 3 und 6A gezeigt
ist. Die Blockierungsvorbeugesteuerung wird durch Steuern der Betriebsdrehzahl des
ersten Motors/Generators mg1 und/oder der Betriebsdrehzahl des zweiten
Motors/Generators mg2 bewirkt. Ausführlich beschrieben beginnt
die Blockierungsvorbeugesteuerung in Schritt S220, in dem bestimmt
wird, ob das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung fährt. In
dem Antriebsmechanismus von 3 und 6B sind
die Achsen s durch das Differentialgetriebe d und das Getriebe t
mit dem ersten Motor/Generator mg1 verbunden, der erste Motor/Generator mg1
wird in der Vorwärtsrichtung
betrieben (wie mit C in 6B angezeigt
ist), während
der zweite Motor/Generator mg2 in der umgekehrten Richtung betrieben wird
(wie mit E angezeigt ist), wenn das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung
fährt,
wobei der Verbrennungsmotor e in einem vorübergehenden Stopp gehalten
wird. Wenn in Schritt S220 JA erhalten wird, schreitet der Steuerablauf
zu Schritt S221 voran. Wenn in Schritt S220 NEIN erhalten wird,
schreitet der Steuerablauf zu Schritt S222 voran.
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In
Schritt S221 wird während
des Vorwärtsfahren
des Fahrzeugs die Vorwärtsbetriebsdrehzahl des
Motors/Generators mg1 erhöht
und/oder die umgekehrte Betriebsdrehzahl des Motors/Generators mg2
reduziert, um zu verhindern, dass die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 in
der vollständig
beschleunigten Position blockiert wird, die in 5 gezeigt
ist. Andererseits wird in Schritt S222 während der umgekehrten Fahrt
des Fahrzeugs die umgekehrte Betriebsdrehzahl des Motors/Generators
mg1 reduziert und/oder die Vorwärtsbetriebsdrehzahl
des Motors/Generators mg2 erhöht,
um zu verhindern, dass die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 in
der vollständig
beschleunigten Position blockiert wird, die in 5 gezeigt
ist. In diesem Fall wird der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb nicht
nur bewirkt, wenn das Fahrzeug in der umgekehrten Richtung fährt, sondern
auch wenn das Fahrzeug gestoppt (angehalten) ist.
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Bezogen
auf das Ablaufdiagramm von 13 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung beschrieben, das eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
ist, das in dem Ablaufdiagramm von 7 dargestellt
ist. In dem modifizierten Ausführungsbeispiel
wird die Frequenz, bei der der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
in Schritt S200 ausgeführt
wird, automatisch auf einen gewünschten Wert
eingestellt. Das heißt,
das modifizierte Ausführungsbeispiel
ist derart angeordnet, dass die Frequenz oder Empfindlichkeit des
Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs in einem gewünschten Zeitabstand automatisch
auf den gewünschten
Wert eingestellt wird, so dass der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
mit der gewünschten
Frequenz ausgeführt
wird, um zu verhindern, dass die Veränderungsvorrichtung einer Verbrennungsmotorbetriebscharakteristik
in dem ersten Betriebszustand blockiert wird, wodurch das Verdichtungsverhältnis der
Einlassluft erhöht wird,
wobei die Veränderungsvorrichtung
nicht in den ersten Betriebszustand gesetzt werden sollte. Die Blockierungsvorbeugesteuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
beginnt in Schritt S10, in dem verschiedene Arten von Daten gelesen
werden. Nach Schritt S10 folgt Schritt S11, in dem bestimmt wird,
ob ein Merker F1 mit "1" festgesetzt wird.
Da der Merker F1 auf "0" am Anfang einer
Blockierungsvorbeugesteuerung und in Schritt S18 zurück gesetzt
wird (das nachstehend beschrieben ist), wird NEIN erhalten, wenn
Schritt S11 zum ersten Mal ausgeführt wird oder unmittelbar nachdem
Schritt S18 ausgeführt wird.
In diesem Fall schreitet der Steuerablauf zu Schritt S12 voran,
in dem ein Zeitgeber festgesetzt wird, der in dem Rechner der Fahrzeugsteuereinheit 98 vorgesehen
ist, und eine Zählung
eines Zeitablaufs beginnt. Wenn der Zeitgeber festgesetzt wird, wird
der Merker F1 auf "1" in Schritt S13 festgesetzt. Dann
werden Schritte S12 und S13 übersprungen, bis
der Merker F1 auf "0" in Schritt S18 zurück gesetzt
wird.
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Nach
Schritt S13 folgt Schritt S14, in dem bestimmt wird, ob die Zeit
des Zeitgebers abgelaufen ist. Wenn in Schritt S14 NEIN erhalten
wird, schreitet der Steuerablauf zu Schritten S30 bis S200 voran, um
den erforderten Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb auszuführen, wie
vorstehend mit Bezug auf 7 beschrieben ist. Wenn der
Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb in Schritt S200 ausgeführt wird, schreitet
der Steuerablauf dann zu Schritt S201 voran, in dem bestimmt wird,
ob ein Merker F2 mit "1" festgesetzt ist.
Da dieser Merker F2 auch anfänglich mit "1" festgesetzt ist, wird NEIN in Schritt
S201 erhalten, und der Steuerablauf schreitet zu Schritt S202 voran,
in dem eine Zahl N1 eines Zählers
um "1" erhöht wird.
Dieser Zähler
ist in dem Rechner der ECU 98 vorgesehen. Der Steuerablauf
schreitet zu Schritt S203 voran, in dem der Merker F2 auf "1" festgesetzt wird. Nachdem der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
in Schritt S200 ausgeführt
wurde, wird in Schritt S150 NEIN erhalten, und der Steuerablauf
schreitet zu Schritt S208 voran, in dem der Merker F2 auf "0" zurück
gesetzt wird. Wenn der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb erneut
ausgeführt
wird, wird die Zahl N1 erneut erhöht. Somit zeigt die Zahl N1
die Anzahl der Blockierungsvorbeugesteuerbetriebe an, die in Schritt
S200 ausgeführt
werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
Schritt S204 nach einem Betrieb eines Erhöhens der Zahl N1 in Schritt
S202 ausgeführt,
in dem bestimmt wird, ob die Blockierungsvorrichtung aktiviert wurde,
um die Einlassventilzeitgebungssteuervorrichtung 10 in
der vollständig
beschleunigten Winkelposition zu blockieren, selbst nachdem der
Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb in Schritt S200 durchgeführt wurde.
Wenn in Schritt S204 JA erhalten wird, werden Schritte S205 bis
S207 ausgeführt,
um die Anzahl der Betriebe der Blockiervorrichtung als eine Zahl
N2 eines Zählers,
der in dem Rechner der Fahrzeugsteuereinheit 98 vorgesehen
ist, wie der Zähler für die Zahl
N1 zu zählen.
Ein Merker F3, der für
die Zahl N2 verwendet wird, wird in Schritt S208 auch auf "0" zurück
gesetzt.
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Wenn
die Zeit des vorstehend angezeigten Zeitgebers abgelaufen ist, wird
in Schritt S14 JA erhalten, und der Steuerablauf schreitet zu Schritt
S15 voran, in dem die Zahl N1 mit einem vorbestimmten Sollwert Na
verglichen wird, wobei eine Differenz (ΔN = N1 – Na) zwischen der Zahl N1
und dem Sollwert Na erhalten wird, und auf der Basis der erhaltenen Differenz
wird der Grenzwert, der in Schritt S150 verwendet wird, um die Bestimmung
durchzuführen,
ob es die vorstehend angezeigte Möglichkeit eines Blockierens
gibt, und/oder der Grad des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs eingestellt,
der in Schritt S200 ausgeführt
wird. Die vorstehend erwähnte
Einstellung wird derartig gemacht, dass sich die Zahl N1 dem gewünschten
Wert Na nähert,
das heißt
die Differenz ΔN
wird null.
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Nach
Schritt S15 folgt Schritt S16, in dem bestimmt wird, ob die Zahl
N2, die in Schritt S206 erhalten wird, gleich mit oder größer als
ein vorbestimmter Grenzwert Nb ist. Die Zahl N2 zeigt die Anzahl
der Betriebe der Blockiereinheit an, die unabhängig von dem Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
ausgeführt wurden.
Wenn in Schritt S16 JA erhalten wird, schreitet der Steuerablauf
zu Schritt S17 voran, in dem der Blockierungsvorbeugesteuerbetrieb
weiter verbessert wird. insbesondere wird in Schritt S17 der Ablauf von
Schritt S15 wiederholt ausgeführt.
Die Zahl N2 zeigt die Anzahl der Betriebe der Blockiervorrichtung an,
die innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer in dem Ausführungsbeispiel
ausgeführt
werden, das in 13 gezeigt ist. Jedoch kann
die N2 die Gesamtanzahl der Betriebe der Blockiereinheit anzeigen,
dies wird aktualisiert, wenn die Zahl N2 größer als die Nb wird.
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Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel dieser
vorstehend beschriebenen Erfindung wird die Frequenz des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs auf
den gewünschten
Wert eingestellt, oder die Empfindlichkeit, des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs wird
automatisch auf den gewünschten
Wert eingestellt unabhängig
von der spezifischen Art eines Bestimmens in Schritt S150, ob es
die vorstehend angezeigte Möglichkeit
eines Blockierens gibt, das zum Beispiel in 9 und 10 dargestellt
ist, und der spezifischen Art des Blockierungsvorbeugesteuerbetriebs
in Schritt 200, das zum Beispiel in 10 und 11 dargestellt
ist.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Steuergerät
(ECU 98) als ein programmierter Mehrzweckrechner ausgeführt. Es
ist für
den Fachmann selbstverständlich,
dass das Steuergerät
mittels einem für
eine Sonderzweck integrierten Schaltkreis (zum Beispiel ASIC) ausgeführt werden
kann, der einen Haupt- oder
Zentralrechnerabschnitt für alle
Bereiche, für "System-Level"-Steuerbereiche und
für getrennte
Bereiche aufweist, die geeignet sind, um verschiedene unterschiedlich
spezifische Berechnungen, Funktionen und andere Abläufe gemäß einer
Steuerung des Zentralrechnerbereichs auszuführen. Das Steuergerät kann ferner
eine Vielzahl von getrennten, geeigneten oder programmierbaren integrierten
oder weitere elektronische Schaltkreise oder Vorrichtungen (zum
Beispiel festverdrahtete Elektronik- oder Logikschaltkreise wie
zum Beispiel diskrete Elementschaltkreise oder programmierbare Logikvorrichtungen
wie zum Beispiel PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen) sein. Das Steuergerät kann mittels
einem geeignet programmierten Mehrzweckrechner zum Beispiel einem
Mikrorechner, Mikrosteuergerät
oder anderen Rechnervorrichtungen (CPU oder MPU) jeweils für sich oder
in Verbindung mit einem oder mehreren peripheren (zum Beispiel einem
integrierten Kreislauf) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen
ausgeführt
werden. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung oder Baugruppe von Vorrichtungen
mit der ein endlicher Automat bzw. eine Zustandsmaschine, der/die
in der Lage ist, die vorstehend beschriebenen Abläufe auszuführen, als das
Steuergerät
verwendet werden. Eine dezentralisierte Rechnerarchitektur kann
zur maximalen Daten-/Signalrechenleistungsfähigkeit und Geschwindigkeit
verwendet werden.
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Während die
Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, ist es selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
oder Konstruktionen beschränkt
ist. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung beabsichtigt, um verschiedene
Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abzudecken. Zusätzlich
sind, während
die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsbeispiele in verschiedenen
Kombinationen und Gestaltungen gezeigt sind, die beispielhaft sind,
weitere Kombinationen und Gestaltungen, einschließlich mehrerer,
ein paar wenigen Elementen oder einem einzigen Element auch innerhalb
des Schutzumfangs der Erfindung, der durch die angefügten Ansprüche definiert
ist.