DE60300834T2 - Ventilsteuervorrichtung für Brennkraftmaschine - Google Patents

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Hidetaka Wako-shi Ozawa
Hisao Wako-shi Sakai
Kenji Wako-shi Abe
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Ventilzeitsteuersystem für eine Verbrennungsmotor, das eine Schließzeit eines Ventils, das durch einen an einer Nockenwelle des Motors vorgesehenen Nocken geöffnet wird, steuert/regelt, indem es das Ventil durch einen Aktuator vorübergehend hält.
  • Beschreibung vom Stand der Technik
  • Herkömmlich ist ein Ventilzeitsteuersystem dieser Art in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 63-289208 vorgeschlagen worden. Dieses Ventilzeitsteuersystem öffnet und schließt Motorventile durch an einer Nockenwelle vorgesehene Nocken über Kipphebel und enthält Haltemechanismen zum Halten der Motorventile in jeweils offenen Stellungen. Die Haltemechanismen sind jeweils durch einen Solenoidaktuator implementiert, bestehend aus einem Solenoid, der an dem Zylinderkopf befestigt ist, und einem Anker, der an einem Ventilschaft eines Motorventils befestigt ist. Das Erregen der Wicklung des Solenoids wird durch eine Steuereinheit gesteuert. Der Anker ist derart angeordnet, dass er dem Solenoid gegenüberliegt, so dass dann, wenn das Motorventil durch den Nocken zur offenen Stellung betätigt wird, ein geringer Abstand zwischen dem Anker und dem Solnoid vorhanden ist. Wenn das Motorventil die offene Stellung erreicht, wird, in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors, das Solenoid erregt, wodurch eine Anziehungskraft des Solenoids auf den Anker ausgeübt wird, um das Motorventil über eine vorbestimmte Zeitdauer entsprechend der Dauer der Erregung in der offenen Stellung zu halten. Daher wird die Schließzeit des Motorven tils verzögert, d. h. die Ventilschließzeit wird gesteuert.
  • In dem herkömmlichen Ventilzeitsteuersystem tritt jedoch eine Ansprechverzögerung zwischen einer Zeit, zu der eine Anweisung zum Halten des Motorventils ausgegeben wird, und einer Zeit, zu der ein Haltevorgang an dem Motorventil tatsächlich ausgeführt wird, auf. Die Ansprechverzögerung macht es schwierig, das Motorventil in einer gewünschten Zeit zu halten. Insbesondere wird in diesem Ventilzeitsteuersystem der Solenoidaktuator angetrieben, wenn das Motorventil durch den Betrieb des Nockens die offene Stellung erreicht, und daher besteht, wenn sich der Betriebszustand verändert, eine Gefahr darin, dass aufgrund der verzögerten Reaktion des Solenoidaktuators das Motorventil nicht in der gewünschten Steuerzeit gehalten werden kann, was es unmöglich macht, eine gewünschte Ventilhubkurve zu erreichen oder sogar das Motorventil zu halten. In diesem Fall wird der Verbrennungszustand verschlechtert, was die Abgasemissionen nachteilig beeinflusst. Insbesondere wird die Reaktion des Solenoidaktuators um eine Zeitdauer verzögert, die zum Ansteigen des Magnetflusses erforderlich ist. Ferner wird der Anstieg des Magnetflusses langsamer, wenn die Stromversorgungsspannung absinkt, und wird relativ langsamer in Bezug auf die Arbeitsgeschwindigkeit des Motorventils, wenn die Motordrehzahl höher wird. Dies erhöht die Möglichkeit eines Fehlers beim Halten des Motorventils. Wenn ferner ein Hydraulikaktuator für den Mechanismus zum Halten des Motorventils verwendet wird, anstatt des Solenoidaktuators, wird der Anstieg des Hydraulikdrucks langsamer, wenn die Öltemperatur niedriger ist. Ferner wird, wenn die Motordrehzahl höher ist, die Reaktion des Haltemechanismus langsamer, was auch die Möglichkeit eines Fehlers beim Halten des Motorventils erhöhen kann.
  • Die US-A-6 081 413 offenbart ein Ventilzeitsteuersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die US-A-4 870 930 offenbart einen Aktuator zum Halten des Ventils, ein Ausgabezeitsetzmittel (Steuereinheit, weiche die erforderliche Zeit in Abhängigkeit von den erfassten Betriebszuständen bestimmt), und ein Haltezeitsteuermittel (Steuereinheit, die den Elektromagneten mit einer vorbestimmten Zeitgebung be treibt). Dort wird das Ventil durch einen an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken geöffnet, während die Schließsteuerzeit verzögert werden könnte, indem durch Aktivieren eines Rückhalte-Elektromagneten das Ventil in seiner offenen Stellung zurückgehalten wird, wobei die gewünschte Haltezeit, bei der dieser Elektromagnet einzuschalten ist, um das Ventil zurückzuhalten, und dann auszuschalten ist, um das Ventil zu lösen, den Effekt der Anhaft- oder Klebezeit des Ankers nicht berücksichtigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das in der Lage ist, ein Ventil in einer vorbestimmten Haltezeit durch einen Aktuator richtig zu halten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das durch effizienten Betrieb des Aktuators eine Energieeinsparung erreichen kann, wenn der Aktuator durch einen Solenoidaktuator gebildet ist.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe gemäß Anspruch 1 sieht die Erfindung ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor vor, zum Steuern/Regeln der Ventilschließsteuerzeit eines Ventils, das durch einen an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken geöffnet wird, indem das Ventil vorübergehend gehalten wird, wobei das Ventilzeitsteuersystem umfasst: einen Aktuator zum Halten des Ventils; ein Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel zum Vorhersagen einer Ansprechverzögerung des Aktuators durch einen Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert; ein Ausgabezeit-Setzmittel zum Setzen der Ausgabezeit, in der ein Treibersignal zum Betreiben des Aktuators ausgegeben wird, gemäß dem vorhergesagten Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert; und ein Haltezeit-Steuermittel zum Steuern/Regeln der Haltezeit, in der das Ventil durch den Aktuator gehalten wird, durch Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator auf der Basis der gesetzten Ausgabezeit.
  • Gemäß diesem Ventilzeitsteuersystem wird die Ansprechverzögerung des Aktuators durch einen Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert vorhergesagt, und die Ausgabezeit, in der das Treibersignal zum Betrieb des Aktuators ausgegeben wird, wird entsprechend dem vorhergesagten Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert gesetzt. Ferner wird die Haltezeit, in der das Ventil durch den Aktuator gehalten wird, durch Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator auf der Basis der gesetzten Ausgabezeit gesteuert. Daher kann der Betrieb des Aktuators in der richtigen Zeitgebung in Abhängigkeit von der vorhergesagten Ansprechverzögerung des Aktuators gestartet werden, was es möglich macht, das Ventil in einer vorbestimmten angemessenen Haltezeit richtig zu halten, während die Ansprechverzögerung des Aktuators kompensiert wird, um einen effizienten Betrieb des Aktuators zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Ventilzeitsteuersystem ferner ein Betriebszustands-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors, worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemitel die Ansprechverzögerung des Aktuators gemäß dem erfassten Betriebszustand des Motors vorhersagt.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, die Ansprechverzögerung des Aktuators gemäß dem erfassten Betriebszustand des Motors vorherzusagen. Daher kann der Betrieb des Aktuators in einer angemessenen Zeitgebung in Abhängigkeit von den tatsächlichen Betriebszuständen des Motors gestartet werden, was es möglich macht, das Ventil in einer vorbestimmten Haltezeit zu halten, während bewirkt wird, dass der Aktuator ohne Betriebsverzögerung effizient arbeitet.
  • Bevorzugt enthält das Betriebszustands-Erfassungsmittel ein Drehzahl-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehzahl des Motors als Betriebszustand des Motors, und das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel setzt den Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert auf einen größeren Wert, wenn die erfasste Drehzahl des Motors höher ist.
  • Gemäß dieser bevorzugten Ausführung wird, wenn die Drehzahl des Motors höher ist, der Betrieb des Aktuators früher gestartet, und selbst wenn daher der Motor in einem Hochdrehzahlbetriebszustand ist, kann das Ventil besser gehalten werden, ohne, trotz der hohen Arbeitsgeschwindigkeit des Ventils, eine relative Betriebsverzögerung des Aktuators hervorzurufen.
  • Bevorzugt umfasst das Ventilzeitsteuersystem ferner ein Antriebsquellenzustands-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Zustands einer Antriebsquelle des Aktuators, und das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel sagt die Ansprechverzögerung des Aktuators gemäß dem erfassten Zustand der Antriebsquelle vorher.
  • Wenn, wie zuvor beschrieben, der Aktuator ein Solenoidaktuator ist, verändert sich der Anstieg des Magnetflusses des Elektromagneten des Aktuators in Abhängigkeit von der Spannung der Stromversorgung, wohingegen dann, wenn der Aktuator ein Hydraulikaktuator ist, der Anstieg des Öldrucks in Abhängigkeit von der Öltemperatur einer Öldruckquelie schwankt. Daher verändert sich die Anstiegszeit oder der Start des Aktuators in Abhängigkeit vom Zustand der Antriebsquelle. Gemäß dieser bevorzugten Ausführung ist es möglich, die Ansprechverzögerung des Aktuators gemäß dem erfassten Zustand der Antriebsquelle vorherzusagen, um hierdurch den Betrieb des Aktuators in einer angemessenen Zeit in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Zustand der Antriebsquelle zu starten.
  • Weiter bevorzugt ist der Aktuator durch einen Solenoidaktuator gebildet, und das Antriebsquellenzustands-Erfassungsmittel enthält ein Stromversorgungsspannungs-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Spannung der Stromquelle des Solenoidaktuators, als Zustand der Antriebsquelle, wobei das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel den Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert auf einen größeren Wert setzt, wenn die erfasste Spannung der Stromquelle niedriger ist.
  • Wenn gemäß dieser bevorzugten Ausführung der Aktuator ein Solenoidaktuator ist, wird der Betrieb des Solenoidaktuators früher gestartet, wenn die Spannung der Stromquelle niedriger ist. Dies macht es möglich, das Ventil in einer vorbestimmten geeigneten Haltezeit ohne Betrebsverzögerung des Solenoidaktuators zu halten, selbst wenn die Spannung der Stromquelle niedrig ist.
  • Weiter bevorzugt enthält der Solenoidaktuator einen Anker, der bewegt wird, um der Bewegung des Ventils zu folgen, wenn das Ventil durch den Nocken in einer Ventilöffnungsrichtung angehoben wird, und einen Elektromagneten, der erregt wird, wenn der Anker ihm nahe ist, durch elektrische Energie, die als Treibersignal von der Stromquelle zugeführt wird, um hierdurch den Anker daran anzuziehen, um das Ventil zu halten, und das Haltezeit-Steuermittel steuert/regelt die dem Elektromagneten zugeführte elektrische Energie durch eine konstante Spannung, bevor das Ventil gehalten ist, und durch einen konstanten Strom, nachdem das Ventil gehalten ist.
  • Wenn ein Ventil durch einen Nocken in der Ventilöffnungsrichtung aktiviert wird, kann die Ventilhubgeschwindigkeit durch eine Störung langsamer gemacht werden, wie etwa Reibwiderstand und Eingriff von Verschleißpartikeln, was eine Hubverringerung des Ventils hervorruft, was es unmöglich macht, eine vorbestimmte Hubsteuerzeit zu erhalten. Andererseits ist diese bevorzugte Ausführung der Erfindung derart konfiguriert, dass dann, wenn das Ventil geöffnet wird, das Ventil gehalten wird, indem der Anker, der der Bewegung des Ventils folgt, zu dem Elektromagneten hin angezogen wird, und daher ist es notwendig, dass der Anker dem Elektromagneten nahe ist, wenn das Halten des Ventils ausgeführt wird. Daher kann in einem Fall, in dem aufgrund einer solchen oben beschriebenen Störung eine Verringerung im Ventilhub auftritt, der Anker zu weit von dem Elektromagneten entfernt positioniert werden, wenn das Ventil gehalten werden soll, was es dem Elektromagneten unmöglich macht, der zu dieser Zeit erregt ist, den Anker an ihn anzuziehen, was zu einem Fehler beim Halten des Ventils führt (Synchronisationsverlust).
  • Andererseits wird die Induktanz L der Wicklung des Elektromagneten durch die Gleichung ausgedrückt: L = N·Δø/Δi (N: Anzahl der Windungen der Wicklung; ø: Magnetfluss; i: elektrischer Strom). Daher wird, wenn der Abstand zwischen dem Anker und dem Elektromagneten kleiner wird, die Induktanz L größer. Ferner wird der elektrische Strom i durch die Gleichung: i = E/R(1 – exp(–R/L·t)) ausgedrückt (E: Stromversorgungsspannung; R: Widerstand der Wicklung) und konvergiert schließlich auf einen Wert von E/R. Eine Konversionszeitdauer, über die der elektrische Strom auf den Wert von E/R konvergiert, wird größer, wenn die Induk tanz L größer wird.
  • Wenn aus der oben beschriebenen Beziehung aufgrund der Störung eine Verringerung des Ventilhubs auftritt, wird der Abstand zwischen dem Anker und dem Elektromagneten größer als normal, was zu einem verringerten Wert der Induktanz L führt. Dementsprechend wird die Konversionszeitdauer, über die der elektrische Strom i konvergiert, verkürzt, wodurch der Strom leichter fließt, um den Strom i zu verstärken, der durch die Wicklung des Elektromagneten fließt. Im Ergebnis wirkt eine größere Anziehungskraft als normal auf den Anker, so dass auch dann, wenn der Anker um ein gewisses Ausmaß von dem Elektromagneten entfernt ist, dieser richtig an den Elektromagneten angezogen werden kann.
  • Wenn daher, wie im Falle dieser bevorzugten Ausführung, die Erregung des Elektromagneten durch eine konstante Spannung gesteuert/geregelt wird, bevor das Ventil gehalten wird, ist es möglich, eine Zunahme des Stroms i zu erlauben, der leichter fließen wird. Im Ergebnis wird die Anziehungskraft des Elektromagneten erhöht, so dass der Anker an dem Elektromagneten auch dann angezogen werden kann, wenn der Anker um ein gewisses Ausmaß von dem Elektromagneten entfernt ist, wodurch das Ventil positiv gehalten werden kann. Somit kann durch Zufuhr eines Übererregungsstroms zu dem Elektromagneten durch die Konstantspannungsregelung, bevor das Ventil gehalten wird, das Ventilzeitsteuersystem störungsbeständig gemacht werden, wodurch das Ventil in einer noch besseren Weise gehalten werden kann. Wenn hingegen eine Konstantstromregelung ausgeführt wird, bevor das Ventil gehalten wird, ist der Strom begrenzt, so dass nur eine vorbestimmte oder geringere Strommenge fließen kann, so dass dann, wenn aufgrund eines störungsbedingten verringerten Ventilhubs der Anker sich nicht innerhalb eines vorbestimmten Abstands des Elektromagneten befindet, die Gefahr besteht, dass der Fehler beim Halten des Ventils auftreten kann.
  • Ferner wird, sobald das Ventil gehalten wird, der Anker an dem Elektromagneten angezogen, so dass der Abstand zwischen den beiden konstant wird. Daher ist es in diesem Zustand durch Steuern der Erregung durch konstanten Strom (Haltestrom) möglich, das positive Halten des Ventils fortzusetzen und gleichzeitig den Stromverbrauch zu reduzieren.
  • Bevorzugt berechnet das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel eine Ausgabestartversatzzeitdauer, um die ein Start der Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator verschoben ist, als Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert, und das Ausgabezeit-Setzmittel enthält einen Ausgabestarttimer, der eine Zeit hochzählt, die von einer Referenzzeit entsprechend einer vorbestimmten Referenzkurbelwinkelstellung um die Ausgabestartversatzzeitdauer zurückgeht, um hierdurch zu bewirken, dass die Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator zu der Zeit beginnt.
  • Gemäß dieser bevorzugten Ausführung wird die Ausgabestartversatzzeitdauer der Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert berechnet, und der Ausgabestarttimer zählt bis zu einer Zeit, die von einer Referenzzeit entsprechend einer vorbestimmten Referenzkurbelwinkelstellung um die Ausgabestartversatzzeitdauer zurückgeht, um hierdurch zu bewirken, dass die Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator zu der Zeit startet. Hierdurch lässt sich bewirken, dass die Ausgabe des Treibersignals in einer geeigneten Zeitgebung akkurat startet, synchron mit der Drehung des Nockens, und dass der Betrieb zum Halten des Ventils zu der Zeit richtig abgeschlossen wird, zu der die Referenzkurbelwinkelstellung erreicht wird.
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm mit schematischer Darstellung der Anordnung eines Ventilzeitsteuersystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführung der Erfindung;
  • 2 ist ein Diagramm mit Darstellung der Anordnung von Einlassventilen und Auslassventilen;
  • 3 ist eine Seitenansicht eines Einlassventils und eines Ventilzeitsteuersystems;
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Solenoidaktuators;
  • 5 ist ein Zeitdiagramm von Einlass- und Auslassventilen durch Ventilbetätigungsmechanismen vom Nockentyp und des Ventilzeitsteuersystems;
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Bestimmen einer Erregungsstartzeit zum Starten der Erregung des Solenoidaktuators;
  • 7 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels eines Kennfelds zum Bestimmen einer Erregungsstartversatzzeitdauer;
  • 8 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung einer Totzeit und einer Erregungsbeendigungszeitdauer;
  • 9 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels einer Tabelle zur Bestimmung einer Basiszeitdauer der Totzeit;
  • 10 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels einer Tabelle zur Bestimmung eines Öltemperatur-abhängigen Korrekturwerts für die Totzeit;
  • 11 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels einer Tabelle zur Bestimmung eines Öldruck-abhängigen Korrekturwerts für die Totzeit;
  • 12 ist ein Flussdiagramm eines Erregungssteuerprozesses für den Solenoidaktuator;
  • 13 ist ein Zeitdiagramm mit Darstellung eines Beispiels von Operationen, die während des Erregungssteuerprozesses von 12 ausgeführt werden;
  • 14 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Messen der tatsächlichen Ventilschließzeit;
  • 15 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung eines Fehlers des Ventilzeitsteuersystems oder eines Fehlers einer diesem zugeordneten Vorrichtung; und
  • 16 ist ein Zeitdiagramm mit Darstellung eines Beispiels der Erfassung von Fehlern durch den Erfassungsprozess von 15.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
  • Nachfolgend wird ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführung der Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt schematisch die Anordnung eines Verbrennungsmotors, der ein Ventilzeitsteuersystem enthält, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Der dargestellte Verbrennungsmotor (nachfolgend als "der Motor" bezeichnet) 3 ist ein Vier-Zylinder-Reihen-DOHC-Benzinmotor, der in einem nicht gezeigten Fahrzeug installiert ist. Jeder Zylinder 4 ist mit ersten und zweiten Einlassventilen IV1, IV2 sowie ersten und zweiten Auslassventilen EV1, EV2 (siehe 2) versehen, und ferner mit einer Einspritzdüse 5 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlasskanal 3a sowie einer Zündkerze 3 zum Zünden des Luft/Kraftstoff-Gemischs.
  • Wie in 3 dargestellt, die ein Beispiel des ersten Einlassventils IV1 zeigt, ist jedes der Einlassventile IV1, IV2 derart angeordnet, dass es beweglich ist zwischen einer geschlossenen Stellung (in 3 gezeigt), worin der Einlasskanal 3a geschlossen ist, und einer Auslassstellung (nicht gezeigt), in der der Einlasskanal 3a offen ist, weil das Einlassventil in eine Brennkammer 3b vorsteht, und wird immer durch eine Ventilfeder 3c zur geschlossenen Stellung hin vorgespannt. Ferner werden die Einlassventile IV1, IV2 durch einen Ventilbetätigungsmechanismus 7 vom Nockentyp betätigt, und die Ventilschließzeit des ersten Einlassventils IV1 wird durch das erfindungsgemäße Ventilzeitsteuersystem 1 variabel gesteuert/geregelt.
  • Der Ventilbetätigungsmechanismus 7 vom Nockentyp umfasst eine Nockenwelle 10, einen Einlassnocken 11 (Nocken), der integral mit der Nockenwelle 10 ausgebildet ist, sowie einen Kipphebel 12, der durch den Einlassnocken 11 schwenkbeweglich betätigt wird, um hierdurch die Drehbewegung der Nockenwelle 10 in eine Hin- und Herbewegung der Einlassventile IV1, IV2 umzuwandeln. Die Nockenwelle 10 ist mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle des Motors 3 über ein Abtriebsritzel und eine Steuerkette (keine davon ist gezeigt) verbunden und wird von der Kurbelwelle derart angetrieben, dass sie pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle synchron damit eine Umdrehung durchführt.
  • Ferner ist der Ventilbetätigungsmechanismus 7 vom Nockentyp in der Lage, zwischen Nockenprofilen des Einlassnockens 11 umzuschalten. Insbesondere ist er wie folgt konfiguriert: Der Einlassnocken 11 umfasst einen Niederdrehzahlnocken 11a, einen Hochdrehzahlnocken (nicht gezeigt), der ein höheres Nockenprofil als der Niederdrehzahlnocken 11a hat, und einen Inaktivnocken (nicht gezeigt) mit einer sehr niedrigen Nockennase, die in der genannten Reihenfolge auf der Nockenwelle 10 angeordnet sind. Der Kipphebel 12 umfasst einen Niederdrehzahlkipphebel 12a, einen Hochdrehzahlkipphebel (nicht gezeigt) und einen Inaktivkipphebel (nicht gezeigt), die derart angeordnet sind, dass sie dem Niederdrehzahlnocken 11a, dem Hochdrehzahlnocken und dem Inaktivnocken jeweils zugeordnet sind. Ein Ende jedes dieser Kipphebel ist an einer Kipphebelwelle 14 verschwenkbar angebracht, und der Niederdrehzahlkipphebel 12a und der Inaktivkipphebel stützen sich an Oberenden des ersten Einlassventils IV1 bzw. des zweiten Einlassventils IV2 ab. Ferner schaltet ein Öldruck-Umschaltmechanismus (nicht gezeigt) einen Verbindungszustand des Niederdrehzahlkipphebels 12a und des Inaktivkipphebels mit dem Hochdrehzahlkipphebel zwischen einem Verbindungszustand und einem Trennzustand um. Der Betrieb des Öldruck-Umschaltmechanismus wird durch eine ECU 2 (siehe 1) gesteuert.
  • Wenn aufgrund der obigen Konfiguration der Öldruck-Umschaltmechanismus den Verbindungszustand auf den Trennzustand stellt, werden diese drei Kipphebel voneinander getrennt und können unabhängig voneinander eine Schwenkbewe gung durchführen. Im Ergebnis wird, wenn sich die Nockenwelle 10 dreht, der Niederdrehzahlkipphebel 12a durch den Niederdrehzahlnocken 11a aktiviert, wodurch das erste Einlassventil IV1 in Abhängigkeit von dem Nockenprofil des Niederdrehzahlnockens 11a mit einer Niederdrehzahlventilsteuerzeit geöffnet und geschlossen wird. Wie zum Beispiel mit einer in 5 gezeigten Ventilhubkurve VL dargestellt, beginnt sich das erste Einlassventil IV1 ein wenig vor einer OT-Stellung, in der der Einlasstakt beginnt, zu öffnen, und das Schließen des Ventils wird ein wenig nach einer UT-Stellung, aus der der Verdichtungstakt beginnt, beendet. Andererseits wird, wenn der Inaktivkipphebel durch den Inaktivnocken aktiviert wird, das zweite Einlassventil IV2 mit einer vom Nockenprofil des Inaktivnockens abhängigen Inaktiwentilsteuerzeit mit einem geringen Ventilhub geöffnet und geschlossen. Wie zum Beispiel in 5 gezeigt, wird es in einer Endstufe des Einlasstakts mit einem geringen Ventilhub geöffnet. In diesem Betriebsmodus der Einlassventile IV1, IV2 wird in dem Zylinder 4 ein Wirbel erzeugt, der von dem ersten Einlassventil IV1 zu dem zweiten Einlassventil IV2 fließt, was eine stabile Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs auch dann sicherstellt, wenn das Gemisch mager ist.
  • Wenn andererseits der Öldruck-Umschaltmechanismus den Zustand der Verbindung auf den Verbindungszustand setzt, werden der Niederdrehzahlkipphebel 12a und der Inaktivkipphebel mit dem Hochdrehzahlkipphebel (nicht gezeigt) verbunden, und die drei Hebel werden gemeinsam schwenkend bewegt. Im Ergebnis werden, gemäß der Drehung der Nockenwelle 10, der Niederdrehzahlkipphebel 12a und der Inaktivkipphebel durch den Hochdrehzahlnocken, der die höchste Nockennase hat, über den Hochdrehzahlnocken aktiviert, wodurch die ersten und zweiten Einlassventile IV1, IV2 beide mit der Hochdrehzahlventilsteuerzeit in Abhängigkeit vom Nockenprofil des Hochdrehzahlnockens geöffnet und geschlossen werden. In diesem Betriebsmodus werden die ersten und zweiten Einlassventile IV1, IV2 beide mit einem großen Ventilhub geöffnet und geschlossen, wodurch die Luftansaugmenge vergrößert wird, um eine größere Motorausgangsleistung zu erzeugen.
  • Ferner umfasst, obwohl nicht gezeigt, ein Ventilbetätigungsmechanismus vom Nockentyp zum Aktivieren der ersten und zweiten Auslassventile EV1, EV2 eine Auslassnockenwelle, einen mit der Auslassnockenwelle integral ausgebildeten Auslassnocken, einen Auslasskipphebel (nicht gezeigt) usw. Die Auslassventile EV1, EV2 werden mit einem Ventilhub und mit Öffnungs- und Schließzeiten in Abhängigkeit vom Nockenprofil des Auslassnockens geöffnet und geschlossen. Wie zum Beispiel in 5 gezeigt, beginnen sich die Auslassventile EV1, EV2 zu öffnen, wenn sich der Zylinder in einer Kurbelwinkelstellung kurz vor einer UT-Stellung befindet, aus der der Auspufftakt beginnt, und das Schließen der Ventile wird kurz nach der OT-Stellung, aus der der Einlasstakt beginnt, beendet.
  • Wie in 3 gezeigt, enthält das Ventilzeitsteuersystem 1 einen einem Solenoidaktuator 17, auf den später Bezug genommen wird, zugeordneten Kipphebel 15 (nachfolgend als der "der EMA-Kipphebel" bezeichnet), der dem Niederdrehzahlnocken 12a benachbart angeordnet ist und der an der Kipphebelwelle 14 schwenkbar gelagert ist, einen EMA-Öldruck-Umschaltmechanismus 16 zum Umschalten des Zustands der Verbindung des EMA-Kipphebels 15 mit dem Niederdrehzahlkipphebel 12a zwischen einem Verbindungszustand und einem Trennzustand, einen Solenoidaktuator (nachfolgend als "der EMA" bezeichnet) 17 als Aktuator, um einen Sperreingriff mit dem ersten Einlassventil IV1, das geöffnet worden ist, über den EMA-Kipphebel 15 und den Niederdrehzahlkipphebel 12a zu bewirken, um hierdurch das erste Einlassventil IV1 zu halten, die ECU 2 zum Steuern/Regeln der Funktionen des EMA-Öldruck-Umschaltmechanismus 16 und des EMA 17, einen hydraulischen Stoßminderungsmechanismus 18 zum Mindern eines Stoßes auf das erste Einlassventil IV1, der durch den Betrieb des EMA 17 hervorgerufen wird, sowie eine Totgangfeder 19 zum Halten des EMA-Kipphebels 15 in einer vorbestimmten Winkelstellung, wenn der EMA-Kipphebel 15 von dem Niederdrehzahlkipphebel 12a getrennt ist.
  • In dem durch den EMA-Öldruck-Umschaltmechanismus 16 gesetzten Trennzustand werden der EMA-Kipphebel 15 und der Niederdrehzahlkipphebel 12a voneinander getrennt und lassen sich unabhängig voneinander schwenkend bewegen, während durch denselben gesetzten Verbindungszustand diese miteinander verbunden gemeinsam schwenkend bewegt werden.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst der EMA 17 ein Gehäuse 20, einen Elektromagneten 23, der durch ein Joch 21 und eine in einem unteren Raum innerhalb des Gehäuses 20 aufgenommene Wicklung 22 gebildet ist, einen Anker 24, der über diesem aufgenommen ist, eine Stopperstange 25 (Stopper), die integral mit dem Anker 24 ausgebildet ist und sich durch den Elektromagneten 23 und das Gehäuse 20 in die Nähe des EMA-Kipphebels 15 nach unten erstreckt, sowie eine Nachfolgeschraubenfeder 26 zum Abwärtsvorspannen des Ankers 24 derart, dass der Anker 24 der Bewegung des EMA-Kipphebels 15 folgt.
  • Die Wicklung 22 des Elektromagneten 23 ist mit der ECU 2 über einen Erregungsschalter 27 (siehe 1) verbunden, und die ECU 2 steuert die Bewegung des EMA 17 durch die Steuerung der Erregung der Wicklung 22 durch von einer Stromquelle 28 zugeführte Energie. Ferner ist die ECU 2 in der Lage, diese Erregungssteuerung derart durchzuführen, dass sie zwischen Konstantspannungsregelung und Konstantstromregelung umgeschaltet werden kann. Ferner ist der Abstand zwischen dem Joch 21 und dem Anker 24 derart konfiguriert, dass dann, wenn das erste Einlassventil IV1 einen vorbestimmten Ventilhub VLL unmittelbar vor dem maximalen Ventilhub VLMAX erreicht (z. B. 0,3 mm kürzer als der maximale Ventilhub VLMAX), der Anker 24 auf dem Joch 21 aufsitzt. Ferner ist die Federkraft der Nachfolgeschraubenfeder 26, die den Anker 24 abwärts drückt, auf einen kleineren Wert eingestellt als jene der Totgangfeder, die den EMA-Kipphebel 15 aufwärts drückt.
  • Nun werden die Öffnungs- und Schließvorgänge des ersten Einlassventils IV1, das durch das Ventilzeitsteuersystem 1 gesteuert ist, in Bezug auf 5 beschrieben. Zuerst wird in dem Trennzustand, der durch den EMA-Öldruck-Schaltmechanismus 16 gesetzt ist, der Niederdrehzahlkipphebel 12a von dem EMA-Kipphebel 15 getrennt, so dass das erste Einlassventil IV1 nur durch den Ventilbetätigungsmechanismus 7 vom Nockentyp unabhängig vom Betrieb des EMA 17 betätigt wird. Im Ergebnis beginnt, in der Niederdrehzahlventilsteuerung, das erste Einlassventil IV1 kurz vor der OT-Stellung, aus der der Einlasstakt beginnt, sich zu öffnen, erreicht den maximalen Ventilhub VLMAX bei einem Kurbelwinkel von 90 Grad nach der OT-Stellung und wird kurz nach der UT-Stellung, aus der der Verdichtungstakt beginnt, vollständig geschlossen. Ferner wird in dem Trennzustand der EMA-Kipphebel 15 durch die Federkraft der Totgangfeder 19 nach oben gedrückt, die die Federkraft der Nachfolgeschraubenfeder 26 überwindet, wodurch der EMA-Kipphebel 15 in einer vorbestimmten Winkelstellung gehalten wird, in der er mit dem Niederdrehzahlkipphebel 12a verbunden werden kann.
  • Wenn andererseits die auf die ECU 2 gesetzten Betriebsbedingungen erfüllt sind, um die optimale Ventilschließzeit für diese Betriebsbedingungen zu erreichen, wird das Ventilzeitsteuersystem 1 betätigt. In diesem Fall verbindet der EMA-Öldruck-Schaltmechanismus 16 den EMA-Kipphebel 15 mit dem Niederdrehzahlkipphebel 12a. Wenn in diesem Zustand der Ventilöffnungs- und -schließbetrieb durch den Einlassnocken 11 beginnt, während der Bewegung des ersten Einlassventils IV1 in die Hub- oder Ventilöffnungsrichtung, wird der EMA-Kipphebel 15 durch den Einlassnocken 11 gegen die Vorspannkraft der Totgangfeder 19 nach unten betätigt, und dementsprechend werden der Anker 24 und die Stopperstange 25 durch die Federkraft der Nachfolgeschraubenfeder 26 angehoben (in der Figur nach unten bewegt), in einer Weise, die dem EMA-Kipphebel 15 folgt. Ferner beginnt, parallel hierzu, der elektrische Strom durch die Wicklung 22 des Elektromagneten 23 zu fließen, um hierdurch den Elektromagneten 23 zu erregen. Wenn dann das erste Einlassventil IV1 den vorbestimmten Ventilhub VLL unmittelbar vor dem maximalen Ventilhub VLMAX erreicht, sitzt der Anker 24 auf dem Joch 21 auf (CRK1 in 5).
  • Nachdem der Anker 24 aufgesessen ist, verlässt der EMA-Kipphebel 15 die Stopperstange 25, und das erste Einlassventil IV1 wird gemäß dem Nockenprofil des Niederdrehzahlnocken 11a angehoben. Bis das erste Einlassventil IV1 nach dem Erreichen des maximalen Ventilhubs wieder in Anlage an die Stopperstange 25 gebracht ist (CRK3 in 5), wird dann der Haltezustand des Ankers 24 durch die Anziehungskraft des Jochs 21 hergestellt (CRK2 in 5), so dass der Anker 24 den Sitzzustand auf dem Joch 21 durch die Anziehungskraft des Jochs 21 beibehält, die die Vorspannkraft der Ventilfeder 3c des ersten Einlassventils IV1 überwindet. Im Ergebnis wird das erste Einlassventil IV1 über den Niederdrehzahlkipp hebel 12a und den EMA-Kipphebel 15 in Sperr-(oder Fang)-Eingriff mit der Stopperstange 25 gebracht und auf einem vorbestimmten Ventilhub (nachfolgend als "Haltehub" bezeichnet) VLL in einem offenen Zustand gehalten.
  • Ferner wird danach der Ventilhub VL des ersten Einlassventils IV1 auf dem Haltehub VLL gehalten, bis die Erregung des Elektromagneten 23 gestoppt ist, wodurch der Niederdrehzahlnocken 11a den Niederdrehzahlkipphebel 12a verlässt, um sich frei zu drehen. Wenn dann die Erregung des Elektromagneten 23 gestoppt ist (CRK4), sinkt die auf den Anker 24 wirkende Anziehungskraft, so dass sie von der Federkraft der Ventilfeder 3c überwunden wird, so dass der Anker 24 das Joch 21 verlässt, wodurch das Halten des ersten Einlassventils IV1 durch den EMA 17 aufgehoben wird (CRK5). Dann wird das erste Einlassventil IV1 durch die Federkraft der Ventilfeder 3c zu der Ventilschließstellung entsprechend der Ventilhubkurve VLDLY1 bewegt. In einer Kurbelwinkelstellung (CRK6) kurz vor der Ventilschließstellung beginnt dann der hydraulische Stoßminderungsmechanismus 18 zu arbeiten, um die Verlagerungsgeschwindigkeit des ersten Einlassventils IV1 zu reduzieren, wodurch das erste Einlassventil IV1 schließlich die Ventilschließstellung mit reduziertem Stoß erreicht (CRK7).
  • Angemerkt werden sollte, dass die oben angesprochene dargestellte Ventilhubkurve VLDLY1 einen Fall darstellt, worin die Erregung des Elektromagneten 23 spätestmöglich gestoppt wird, und die in 5 gezeigte Ventilhubkurve VLDLY2 einen Fall betrifft, in der die Erregung frühestmöglich gestoppt wird. Insbesondere betrifft die schraffierte Fläche, die von den Ventilhubkurven VLDLY1, VLDLY2 umschlossen ist, einen Ventilschließzeitbereich, auf den das Schließen des ersten Einlassventils IV1 durch das Ventilzeitsteuersystem 1 verzögert werden kann (nachfolgend als "variabler VT-Bereich" bezeichnet). Wie oben beschrieben, macht es der Betrieb des EMA 17 nicht nur möglich, das erste Einlassventil IV1 später zu schließen als dann, wenn das erste Einlassventil IV1 durch den Einlassnocken 11 betätigt wird, sondern auch, die Schließzeit des ersten Einlassventils IV1 nach Wunsch zu steuern, indem die Ausschaltzeit des Elektromagneten 23 gesteuert wird.
  • Der hydraulische Stoßminderungsmechanismus 18 reduziert den auf das erste Einlassventil IV1 einwirkenden Stoß, wenn er beim Lösen des Haltens desselben durch den EMA 17 geschlossen wird. Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst der hydraulische Stoßminderungsmechanismus 18 ein Gehäuse 18a, das darin eine Ölkammer 18b definiert, einen Kolben 18c, der horizontal in die Ölkammer 18b verschiebbar eingesetzt ist, wobei ein Ende aus dem Gehäuse 18a vorsteht, eine Ventilkammer 18d, die in der Ölkammer 18b vorgesehen ist und an einer von dem Kolben 18c entfernten Seiten mit einem Durchgang 18e ausgebildet ist, eine Kugel 18f, die in der Ventilkammer 18d aufgenommen ist, zum Öffnen und Schließen des Durchgangs 18e, sowie eine Schraubenfeder 18g, die zwischen der Kugel 18f und dem Kolben 18c angeordnet ist, um den Kolben 18c auswärts vorzuspannen. Der Kolben 18c stützt sich an einem nach oben verlängerten Abschnitt des EMA-Kipphebels 15 an einer entgegengesetzten Seite zu einem Abschnitt des EMA-Kipphebels, an dem sich die Stopperstange 25 des EMA 17 abstützt, ab.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist der hydraulische Stoßminderungsmechanismus 18 in einem in 3 gezeigten Zustand, wenn das Einlassventil IV1 geschlossen ist, das heißt, da der EMA-Kipphebel 15 in der Figur in der Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt worden ist, ist der Kolben 18c nach links positioniert, wodurch die Schraubenfeder 18g zusammengedrückt ist und die Kugel 18f den Durchgang 18e schließt. Wenn aus diesem Zustand heraus das Einlassventil IV1 in der Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, wird der EMA-Kipphebel 15 in der Uhrzeigerrichtung verschwenkt, wodurch der Kolben 18c nach rechts gleitet. Wenn der Kolben 18c nach rechts gleitet, öffnet die Kugel 18f den Durchgang 18e, um zu erlauben, dass sich die Ventilkammer 18d mit Öl füllt und die Schraubenfeder 18g sich ausdehnt. Wenn dann das erste Einlassventil IV1, nachdem das Halten desselben durch die EMA 17 aufgehoben ist, in der Ventilschließrichtung bewegt wird, wird der EMA-Kipphebel 15 durch die Spannkraft der Schraubenfeder 18g und den Öldruck abgebremst, wodurch der Stoß des ersten Einlassventils IV1 reduziert wird.
  • Andererseits ist ein Kurbelwinkelsensor 30 (Betriebzustands-Erfassungsmittel, Drehzahlerfassungsmittel) um die Kurbelwelle herum angeordnet. Der Kurbelwin kelsensor 30 erzeugt ein CYL-Signal, ein OT-Signal und ein CRK-Signal als Pulssignale an jeweiligen vorbestimmten Kurbelwinkelstellungen, um dieselben der ECU 2 zuzuführen. Das CYL-Signal (d. h. ein Puls davon) wird an einer vorbestimmten Kurbelwinkelstellung eines bestimmten Zylinders erzeugt. Das OT-Signal (d. h. ein Puls davon) zeigt an, dass der Kolben (nicht gezeigt) jedes Zylinders 4 in einer vorbestimmten Kurbelwinkelstellung in der Nähe einer OT-(oberen Totpunkt)-Stellung ist, aus der der Einlasstakt beginnt, und in dem Fall des Vier-Zylinder-Motors der vorliegenden Ausführung wird immer dann ein Puls des OT-Signals ausgegeben, wenn sich die Kurbelwelle um 180 Grad dreht. Ferner wird das CRK-Signal (d. h. ein Puls davon) mit einem kürzeren Zyklus als jenem des OT-Signals erzeugt, d. h. immer dann, wenn sich die Kurbelwelle um z. B. 30 Grad dreht.
  • Die ECU 2 berechnet eine Ventilstufe vlvStage der Kurbelwinkelstellung in Bezug auf eine Referenzkurbelwinkelstellung auf zylinderweiser Basis anhand dieser CYL-, OT- und CRK-Signale. Insbesondere wird eine Ventilstufe vlvStage, bei dem der CRK-Signalimpuls an der OT-Stellung am Ende des Verdichtungstakts erzeugt wird, auf die #0-Stufe gesetzt, und dann wird, wennimmer der CRK-Signalimpuls erzeugt wird (alle 30 Grad des Kurbelwellenwinkels), die Ventilstufe vlvStage sequentiell zur #1-Stufe, #2-Stufe, ..., #23-Stufe verschoben. Ferner berechnet die ECU 2 die Drehzahl des Motors 3 (nachfolgend als "die Motordrehzahl" bezeichnet) Ne auf der Basis des CRK-Signals.
  • Ferner erhält die ECU 2 ein Erfassungssignal VLVONOFF, das den Öffnungs-/Schließzustand des ersten Einlassventils IV1 anzeigt, von einem Ventilsteuerzeitsensor 31. In der vorliegenden Erfindung wird dieser Ventilsteuerzeitsensor 31 durch einen Näherungsschalter gebildet, der ein AUS-Signal abgibt, das den geschlossenen Zustand des ersten Einlassventils IV1 anzeigt, wenn sich das Ventil IV1 innerhalb 1 mm der vollständig geschlossenen Stellung befindet, und ein EIN-Signal, das den offenen Zustand desselben anzeigt, wenn der Ventilhub desselben größer ist als in dem obigen Zustand. Daher wird "Schließen" des ersten Einlassventils IV1 definiert durch einen Zeitpunkt, an dem sein Ventilhub gleich 1 mm von der vollständig geschlossenen Stellung wird (nachfolgend als "1-mm-Hub" bezeichnet).
  • Die ECU 2 erhält ferner ein Erfassungssignal, das eine Spannung VB (nachfolgend als "Stromversorgungsspannung" bezeichnet) der Stromquelle 28 (Antriebsquelle) des EMA 17 anzeigt, von einem Spannungssensor 32 (Antriebsquellenzustands-Erfassungsmittel, Stromversorgungsspannungs-Erfassungsmittel), ein Erfassungssignal, das eine Akzeleratoröffnung ACC anzeigt, die ein Tretbetrag eines Gaspedals (nicht gezeigt) ist, von einem Akzeleratoröffnungssensor 43, und jeweilige Erfassungssignale, die eine Öltemperatur Toil und einen Öldruck Poil von Hydrauliköl in dem hydraulischen Stoßminderungsmechanismus 18 angibt, von einem Öltemperatursensor 34 bzw. einem Öldrucksensor 35.
  • Die ECU 2 fungiert in der vorliegenden Ausführung als Reaktionsverzögerungs-Vorhersagemittel, Ausgabezeit-Setzmittel, Haltezeit-Steuermittel, Betriebszustands-Erfassungsmittel und Drehzahl-Erfassungsmittel und wird durch einen Mikrocomputer implementiert, der aus einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer I/O-Schnittstelle (von denen keine gezeigt ist) besteht. Die Signale der vorgenannten Sensoren 30 bis 35 werden in die CPU eingegeben, nachdem die I/O-Schnittstelle eine A/D-Wandlung und Wellenformung daran ausgeführt hat. Auf der Basis dieser Eingangssignale bestimmt die CPU, gemäß aus dem ROM gelesenen Steuerprogrammen, Betriebszustände des Motors 3 und setzt eine Sollventilschließzeit VLCMD des ersten Einlassventils IV1, die für die Betriebszustände des Motors optimal ist, gemäß z. B. der Motordrehzahl Ne und der Akzeleratoröffnung ACC. Ferner führt die CPU eine Erregungssteuerung des EMA 17 derart aus, dass die Sollventilschließzeit VLCMD erhalten werden kann.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung einer Erregungsstartzeit für den EMA 17. In diesem Prozess wird zuerst in einem Schritt S1 ein in 7 gezeigtes Kennfeld gemäß der Motordrehzahl NE und der Stromversorgungsspannung VB abgesucht, um hierdurch eine Erregungsstartversatzzeit tStart (Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert, Ausgabestartversatzzeitdauer) zu bestimmen. Wie in 13 gezeigt, entspricht diese Erregungsstartversatzzeit tStart einer Zeitdauer, über die die Erregungsstartzeit (Zeit t2) von einer Erre gungsstartreferenzstufe onStageref (z. B. #15-Stufe) (Zeit t3) als vorbestimmte Referenzkurbelwinkelstellung zurückgeht, und daher wird, wenn der Wert der Versatzzeit tStart größer wird, die Erregungsstartzeit früher. Ferner entspricht die Erregungsstartreferenzstufe onStageref der Kurbelwinkelstellung, in der das erste Einlassventil IV1 den maximalen Ventilhub VLMAX erreicht (sieht 13).
  • Im Kennfeld von 7 werden m × n tStart-Werte in einer Weise gesetzt, die den Werten der Motordrehzahl Ne und der Stromversorgungsspannung VB zugeordnet sind, so dass, wenn der Ne-Wert größer wird und der VB-Wert kleiner wird, die Erregungsstartversatzzeit tStart auf einen größeren Wert gesetzt wird. Dies hat den folgenden Grund: Wenn die Motordrehzahl Ne höher wird, wird auch die Drehzahl des Einlassnockens 11 höher, und dementsprechend wird die Geschwindigkeitsänderung in einem Spalt zwischen dem Anker 24, der sich synchron mit dem Betrieb des Einlassnockens 11 bewegt, und dem Joch 21 höher. Um im Hinblick darauf zu verhindern, dass der Magnetfluss des Elektromagneten und die Anziehungskraft hierdurch beim Anstieg hinter die richtige Anstiegszeit verzögert werden, wird die Erregung des Elektromagneten 23 früher gestartet, indem die Erregungsstartversatzzeit tStart auf einen größeren Wert gesetzt wird. Daher kann durch Verwendung des wie oben beschrieben konfigurierten Kennfelds die Erregungsstartversatzzeitdauer tStart auf den optimalen Wert gesetzt werden, der von der Motordrehzahl Ne und der Stromversorgungsspannung VB abhängig ist, wodurch der Stromverbrauch minimiert werden kann und sich geeignet verhindern lässt, dass der Anker 24 nicht mehr in der Lage ist, den Einlassnocken 11 aufgrund des verzögerten Anstiegs der Anziehungskraft des Elektromagneten 23 zu halten (nachfolgend wird dieser Fehlerzustand als "Synchronisationsverlust" bezeichnet), wodurch der Vorgang des Haltens des ersten Einlassventils IV1 durch den EMA 17 stabil sichergestellt werden kann.
  • Wieder in Bezug auf 6 werden in Schritt S2 unter Verwendung der in Schritt S1 berechneten Erregungsversatzzeit tStart und auf der Basis der Erregungsstartreferenzstufe onStageref und einer Wiederholdauer der Ventilstufe eine Erregungsstartstufe onStage und eine Erregungsstartzeitdauer onTime (Ausgangszeit) bestimmt, wonach der gegenwärtige Prozess endet. Wie in 13 gezeigt, repräsentiert diese Erregungsstartstufe onStage eine Ventilstufe vlvStage, bei der die Erregung des EMA 17 gestartet werden soll, und die Erregungsstartzeitdauer onTime repräsentiert eine Zeitdauer nach dem Übergang der Erregungsstartstufe onStage zu dem tatsächlichen Start der Erregung.
  • 8 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Prozesses zur Bestimmung einer Totzeit und einer Erregungsbeendigungszeitdauer. Die Totzeit Tinv ist eine Zeitdauer, die erforderlich ist, bevor das erste Einlassventil IV1 nach Beendigung der Erregung tatsächlich geschlossen ist (der 1-mm-Hub erreicht ist). Wie in 13 gezeigt, wird das Erregen zu einem Zeitpunkt (Zeit t6) beendet, die der Sollventilschließzeit VLCMD (Zeit t7) um die Totzeit Tinv vorangeht.
  • In diesem Prozess wird zuerst eine in 9 gezeigte Tabelle gemäß der Versorgungsspannung VB abgesucht, um eine Basiszeitdauer Tinvv der Totzeit Tinv zu bestimmen (Schritt S11). In dieser Tabelle sind sechs vorbestimmte Werte Tinvv1 bis Tinvv6 in einer Weise gesetzt, die sechs Gitterpunkten VB1 bis VB6 der Stromversorgungsspannung VB zugeordnet sind, so dass, wenn die Stromversorgungsspannung VB niedriger ist, die Basiszeitdauer Tinvv auf einen größeren Wert gesetzt wird. Wenn nämlich die Stromversorgungsspannung VB niedriger ist, sind der Abfall des Magnetflusses und die Anziehungskraft verzögert, so dass das Schließen des ersten Einlassventils IV1 verzögert wird.
  • Als Nächstes wird, gemäß der mit dem Öltemperatursensor 34 erfassten Öltemperatur Toil des hydraulischen Stroßminderungsmechanismus 18 eine in 10 gezeigte Tabelle abgesucht, um einen Öltemperatur-abhängigen Korrekturwert Tinvtoil zu bestimmen (Schritt S12). In dieser Tabelle wird in Bezug auf eine vorbestimmte Referenzöltemperatur Toilref (z. B. 50°C) der Korrekturwert Tinvtoil auf einen Wert von 0 gesetzt, wenn die Öltemperatur Toil gleich oder höher als die vorbestimmte Referenzöltemperatur Toilref ist, wohingegen dann, wenn die Öltemperatur Toil niedriger ist als die vorbestimmte Referenzöltemperatur Toilref, der Korrekturwert Tinvtoil auf einen größeren positiven Wert gesetzt wird, wenn der Toil-Wert niedriger wird. Wenn nämlich die Öltemperatur Toil niedriger wird, wird die Viskosität des Hydrauliköls höher, so dass der Betrieb des Kolbens 18c des hydraulischen Stoßminderungsmechanismus 18 langsam wird, wodurch das Schließen des ersten Einlassventils IV1 verzögert wird.
  • Als Nächstes wird, gemäß dem vom Öldrucksensor 35 erfassten Öldruck Poil des hydraulischen Stoßminderungsmechanismus 18, eine in 11 gezeigte Tabelle abgesucht, um einen Öldruck-abhängigen Korrekturwert Tinvpoil zu bestimmen (Schritt S13). In dieser Tabelle wird in Bezug auf einen vorbestimmten Referenzöldruck Poilref (z. B. 0,10 MPa) der Korrekturwert Tinvpoil auf einen Wert von 0 gesetzt, wenn der Öldruck Poil gleich dem vorbestimmten Referenzöldruck Poilref ist. Wenn ferner der Öldruck Poil höher als der vorbestimmte Referenzöldruck Poilref ist, wird der Korrekturwert Tinvpoil auf einen größeren positiven Wert gesetzt, wenn der Poil-Wert höher wird, wohingegen dann, wenn der Öldruck Poil niedriger als der vorbestimmte Referenzöldruck Poilref ist, der Korrekturwert Tinvpoil auf einen größeren negativen Wert gesetzt wird (einen negativen Wert, dessen Absolutwert größer ist), wenn der Poil-Wert niedriger wird. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Öldruck-abhängige Korrekturwert Tinvpoil entsprechend dem (Oldruckwiderstand des hydraulischen Stoßminderungsmechanismus 18 richtig eingestellt wird.
  • Als Nächstes werden der Öltemperatur-abhängige Korrektuwert Tinvtoil und der Öldruck-abhängige Korrekturwert Tinvpoil, die in den Schritten S12, S13 berechnet sind, zu der in Schritt S11 berechneten Basiszeitdauer Tinvv addiert, um eine berechnete Totzeit Tinvm (= Tinvv + Tinvtoil + Tinvpoil) zu berechnen (Schritt S14). Als Nächstes wird die Differenz Tinvc (= Tinvact – Tinvm) zwischen einer Totzeit, die wie nachfolgend beschrieben tatsächlich gemessen ist (nachfolgend als "die tatsächliche Totzeit" bezeichnet) Tinvact, und der berechneten Totzeit Tinvm (= Tinvact – Tinvm) berechnet (Schritt S15).
  • Als Nächstes wird auf der Basis der Differenz Tinvc ein Lernwert Tinvs berechnet (Schritt S16). Der Lernwert Tinvs wird berechnet, um ein mögliches Absinken der Steuergenauigkeit der Ventilschließzeit des ersten Einlassventils IV1 zu kompensieren, was durch eine Abweichung der tatsächlichen Totzeit von der berechneten Totzeit Tinvm aufgrund einer Schwankung zwischen einzelnen Produkten, eines Montagefehlers, Alterung etc. der EMA 17 hervorgerufen werden kann, selbst wenn die berechnete Totzeit Tinvm aus den bekannten Parametern, wie sie oben beschrieben sind, bestimmt wird. Insbesondere wird der Lernwert Tinvs durch eine Mittelwertberechnung berechnet, worin ein Mittelwertbildungskoeffizient auf die Differenz Tinvc angewendet wird, um hierdurch die Stabilität der Berechnung sicherzustellen.
  • Als Nächstes wird der so berechnete Lernwert Tinvs zu der berechneten Totzeit Tinvm addiert, um eine End-Totzeit Tinv (= Tinvm + Tinvs) zu berechnen (Schritt S17).
  • Dann werden auf der Basis der Sollventilschließzeit VLCMD und der Wiederholdauer der Ventilstufe eine Sollerregungsbeendigungsstufe cmdStage und eine Sollerregungsbeendigungszeitdauer cmdTime entsprechend dem früheren Parameter der Sollventilsteuerzeit VLCMD bestimmt (Schritt S18). Die Sollerregungsbeendigungsstufe cmdStage stellt eine Ventilstufe vlvStage dar, an der das Schließen des ersten Einlassventils IV1 abgeschlossen sein sollte, und die Sollerregungsbeendigungszeitdauer cmdTime stellt eine Zeitdauer dar, die erforderlich ist, bevor das Schließen des ersten Einlassventils IV1 nach dem Übergang zu der Sollerregungsbeendigungsstufe cmdStage abgeschlossen ist (siehe 13).
  • Als Nächstes werden, auf der Basis der so berechneten Sollerregungsbeendigungsstufe cmdStage und der Sollerregungsbeendigungszeitdauer cmdTime, die in Schritt S17 bestimmte Totzeit Tinv und die Wiederholdauer der Ventilstufe, der Erregungsbeendigungsstufe offStage und der Erregungsbeendigungszeitdauer offTime berechnet (Schritt S19), wonach der Prozess endet. Wie in 13 gezeigt, stellt die Erregungsbeendigungsstufe offStage eine Ventilstufe vlvsStage dar, bei der die Erregung beendet werden soll, und die Erregungsbeendigungszeitdauer offTime stellt eine Zeitdauer seit dem Übergang zu der Erregungsbeendigungsstufe offStage bis zur tatsächlichen Beendigung der Erregung dar.
  • 12 zeigt einen Erregungssteuerprozess zum Steuern/Regeln der Erregung des Elektromagneten 23 des EMA 17. Nachfolgend wird der Erregungssteuerpro zess in Bezug auf ein in 13 gezeigtes Zeitdiagramm beschrieben, welches ein Beispiel von Funktionen des Ventilzeitsteuersystems darstellt.
  • In dem gegenwärtigen Prozess wird bestimmt, ob die Ventilstufe vlvStage die in Schritt S2 in 6 bestimmte Erregungsstartstufe onStage erreicht oder nicht (Schritt S21). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA), wird ein Erregungsstarttimer time1 (Ausgabestarttimer) vom Hochzähltyp gestartet (Schritt S22). Als Nächstes wird bestimmt, ob der Wert des Erregungsstarttimers timer1 gleich der Erregungsstartzeitdauer onTime wird oder nicht (Schritt S23). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA), d. h. wenn die Erregungsstartzeitdauer onTime nach dem Übergang zur Erregungsstartstufe onStage (Zeit t2) abgelaufen ist, wird der Erregungsschalter 27 eingeschaltet, um das Erregen des EMA 17 durch Konstantspannungsregelung zu starten, wodurch dem EMA 17 ein Übererregungsstrom zugeführt wird (Schritt S24). Somit wird die Konstantspannungsregelung zu Beginn der Erregung des EMA 17 ausgeführt, um einen Übererregungsstrom zuzuführen, wodurch dem EMA 17 eine Störungsbeständigkeit verliehen wird. Dies macht es möglich, dass der EMA 17 das erste Einlassventil IV1 richtig hält.
  • Als Nächstes wird bestimmt, ob die Ventilstufe vlvStage die Erregungsstartreferenzstufe onStageref erreicht hat oder nicht (Schritt S25), und wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA) (Zeit t3), wird ein Erregungsschaltverzögerungstimer timer2 gestartet (Schritt S26). Dann wird bestimmt, ob der Wert des Erregungsverzögerungstimers timer2 gleich einer vorbestimmten Zeitdauer #TDLY ist oder nicht (z. B. 1 Milllisekunde) (Schritt S27). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA), d. h. wenn die vorbestimmte Zeitdauer #TDLY nach dem Übergang zur Erregungsstartreferenzstufe onStageref abgelaufen ist (Zeit t4), wird die Erregung des EMA 17 von der Konstantspannungsregelung zu der Konstantstromregelung umgeschaltet, um hierdurch einen kleineren und festen Betrag des Haltestroms dem EMA 17 zuzuführen (Schritt S28).
  • Nach dem Übergang zu der Erregungsstartreferenzstufe onStageref, d. h. dann, wenn der Vorgang des Anziehens des Ankers 24 an den Elektromagneten 23, so dass er daran gehalten wird, abgeschlossen ist, wird der Abstand zwischen den beiden 23, 24 konstant, und selbst wenn daher die Regelung auf die Konstantstromregelung um einen kleineren Betrag des Haltestroms umgeschaltet wird, ist es möglich, den Anker 24 weiterhin positiv zu halten und gleichzeitig den Energieverbrauch zum Halten zu reduzieren. Ferner ist es nach dem Übergang zu der Erregungsstartreferenzstufe onStageref durch Fortsetzen der Konstantspannungsregelung, bis die vorbestimmte Zeitdauer #TDLY abgelaufen ist, möglich, den Anker 24 positiv anzuziehen und zu halten.
  • Als Nächstes wird bestimmt, ob die in Schritt S19 in 8 berechnet Erregungsbeendigungsstufe offStage erreicht ist (Schritt S29). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (Zeit t5), wird ein Erregungsbeendigungstimer timer3 gestartet (Schritt S30). Als Nächstes wird bestimmt, ob der Wert des Erregungsbeendigungstimers timer3 gleich der Erregungsbeendigungszeitdauer offTime ist oder nicht (Schritt S31). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA), d. h. wenn die Erregungsbeendigungszeitdauer offTime abgelaufen ist (Zeit t6), nach dem Übergang zu der Erregungsbeendigungsstufe offStage, wird der Erregungsschalter 27 ausgeschaltet, um hierdurch die Erregung des EMA 17 zu beenden, und gleichzeitig wird ein Totzeitmesstimer timer4 gestartet (Schritt S32).
  • Als Nächstes wird aus dem Ergebnis der Erfassung durch den Ventilsteuerzeitsensor 31 bestimmt, ob das erste Einlassventil IV1 tatsächlich geschlossen worden ist (der 1-mm-Hub erreicht worden ist) oder nicht (Schritt S33). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA) (Zeit t7), wird der Wert des Totzeitmesstimers timer4 zu dieser Zeit auf die tatsächliche Totzeit Tinvact gesetzt (Schritt S34). Wie zuvor beschrieben, wird die tatsächliche Totzeit Tinvact zur Berechnung des Lernwerts Tinvs der Totzeit Tinv verwendet.
  • Als Nächstes wird bestimmt, ob die Ventilstufe vlvStage eine Erregungszwangsbeendigungsstufe offStageref (z. B. #0-Stufe) erreicht hat oder nicht (Schritt S35). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv wird (JA), unabhängig vom Ergebnis der Erfassung durch den Ventilsteuerzeitsensor 31, wird der Erregungsschalter 27 ausgeschaltet, wodurch die Erregung des EMA 17 zwangsweise beendet wird (Schritt S36), wonach der gegenwärtige Prozess endet.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß dem Ventilzeitsteuersystem 1 der vorliegenden Erfindung, wenn die Motordrehzahl Ne höher ist und die Stromversorgungsspannung VB niedriger, die Erregungsstartversatzzeitdauer tStart auf einen größeren Wert gesetzt, um hierdurch das Erregen des EMA 17 früher zu starten. Dies macht es möglich, den Betrieb des EMA 17 in geeigneter Zeitgebung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 3 und der Stromversorgungsspannung der Stromquelle 28 zu starten, und daher kann auch unter Hochdrehzahlbedingungen des Motors 3 und Niederspannungsbedingungen der Stromquelle 28 der EMA 17 effizient ohne Verzögerung betrieben werden, wodurch das erste Einlassventil IV1 richtig gehalten werden kann.
  • Ferner zählt der Erregungsstarttimer timer1 die Erregungsstartzeitdauer onTime, die zu einem Zeitpunkt endet, der der Erregungsstartreferenzstufe onStageref um die Erregungsstartversatzzeitdauer tStart vorausgeht, um hierdurch die Erregung zu starten, wenn die Zeitdauer onTime hochgezählt ist. Dies macht es möglich, die Erregung des EMA 17 in einer geeigneten Zeitgebung mit Genauigkeit in einer Weise zu starten, die mit der Drehung des Einlassnockens 11 synchron gemacht ist, und gleichzeitig den Haltevorgang richtig abzuschließen, bis die Erregungsstartreferenzstufe onStageref erreicht ist. Ferner wird, wenn die Erregung des EMA 17 gestartet wird, die Konstantspannungsregelung ausgeführt, um einen Übererregungsstrom zuzuführen, was es möglich macht, das erste Einlassventil IV1 richtiger zu halten. Nachdem das erste Einlassventil IV1 gehalten ist, wird die Steuerung zur Konstantstromregelung um einen kleineren Haltestrom umgeschaltet, was es möglich macht, das erste Einlassventil IV1 positiv zu halten, während der Energieverbrauch reduziert wird.
  • Ferner wird die Totzeit Tinv auf der Basis der Stromversorgungsspannung VB, der Öltemperatur Toil und des Öldrucks Poil berechnet, und die Erregung wird am Ende der Erregungsbeendigungszeitdauer offTime gestoppt, d. h. zu einem Zeitpunkt, der der Sollventilschließsteuerzeit TVLCMD um die Totzeit Tinv vorausgeht, was es möglich macht, das erste Einlassventil IV1 in der Sollventilschließ zeit VLCMD akkurat zu schließen.
  • Obwohl im oben beschriebenen Prozess von 8 der Lernwert Tinvs auf der Basis der tatsächlichen Totzeit Tinvact und der berechneten Totzeit Tinvm berechnet wird, ist dies nicht einschränkend, sondern stattdessen kann der Lernwert Tinvs auf der Basis der Differenz zwischen der gemessenen Ventilschließsteuerzeit VLACT, in der das erste Einlassventil IV1 tatsächlich geschlossen wird (nachfolgend als "Istventilschließsteuerzeit" bezeichnet) und der Sollventilschließsteuerzeit VLCMD berechnet. 14 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Prozesses zum Messen der Istventilschließsteuerzeit des ersten Einlassventils IV1.
  • In diesem Prozess wird zuerst bestimmt, ob sich die Ventilstufe vlvStage geändert hat (verschoben hat) oder nicht (Schritt S41). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird ein Ventilschließzeitmesstimer timerVLV gestartet (Schritt S42). Somit wird der Ventilschließzeitmesstimer timerVLV immer dann rückgesetzt, wenn sich die Ventilstufe vlvStage ändert. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S41 negativ ist (NEIN), wird aus einem Ergebnis der Erfassung des Ventilsteuerzeitsensors 31 bestimmt, ob das erste Einlassventil IV1 geschlossen worden ist oder nicht (Schritt S43). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird der Prozess sofort beendet.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S43 positiv ist (JA), d. h. wenn das erste Einlassventil IV1 geschlossen ist (Zeit t7 in 13), wird die Istventilschließsteuerzeit VLACT auf der Basis der Ventilstufe vlvStage zu dieser Zeit, dem Wert des Ventilschließzeitmesstimers timerVLV und der Wiederholdauer der Ventilstufe bestimmt (Schritt S44), wonach der gegenwärtige Prozess endet. Die so bestimmte Istventilschließsteuerzeit VLACT stellt eine Steuerzeit dar, in der das erste Einlassventil IV1 tatsächlich geschlossen ist, und daher kann aus der Differenz zwischen dieser Steuerzeit und der Sollventilschließsteuerzeit VLCMD der Lernwert der Totzeit richtig berechnet werden.
  • 15 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Fehlererfassungsprozesses zum Erfassen eines Fehlers des Ventilzeitsteuersystems 1 oder eines Fehlers einer diesem zugeordneten Vorrichtung. Nachfolgend wird dieser Fehlererfassungsprozess in Bezug auf ein in 16 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben, welches ein Beispiel von Operationen darstellt, die in dem Prozess ausgeführt werden.
  • Zuerst wird in diesem Prozess bestimmt, ob die Ventilstufe vlvStage die Erregungsstartreferenzstufe onStageref ist oder nicht (Stufe S51). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird aus einem Ergebnis der Erfassung durch den Ventilsteuerzeitsensor 31 bestimmt, ob das erste Einlassventil IV1 offen ist oder nicht (Schritt S52). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird der Prozess sofort beendet. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S52 negativ ist (NEIN), wird in Schritt S53 bestimmt, dass der Ventilsteuerzeitsensor 31 fehlerhaft ist, da trotz der Tatsache, dass die Ventilstufe vlvStage die Erregungsstartreferenzstufe onStageref ist und daher das erste Einlassventil IV1 durch den Ventilbetätigungsmechanismus 7 vom Nockentyp notwendigerweise geöffnet werden soll, das Ergebnis der Erfassung durch den Sensor 31 dem entgegensteht (Zustand, der in 16 mit der Ein-Punkt-Kettenlinie A angegeben ist).
  • Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S51 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, ob die Ventilstufe vlvStage die Erregungszwangsbeendigungsstufe offStageref ist oder nicht (Schritt S54). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird bestimmt, ob das Einlassventil IV1 geschlossen worden ist oder nicht (Schritt S55). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird der gegenwärtige Prozess sofort beendet. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S54 negativ ist (NEIN), wird in einem Schritt S56 bestimmt, dass das Ventilzeitsteuersystem 1 fehlerhaft offen feststeht, da trotz der Tatsache, dass die Ventilstufe vlvStage die Erregungszwangsbeendigungsstufe offStageref ist und daher das erste Einlassventil IV1 durch das Ventilzeitsteuersystem 1 notwendigerweise geschlossen sein soll, es tatsächlich offen ist (Zustand, der mit der Ein-Punkt-Kettenlinie B in 16 angegeben ist).
  • Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S54 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, ob das Einlassventil IV1 geschlossen worden ist oder nicht (Schritt S57). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird der gegenwärtige Prozess sofort beendet. Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt S57 positiv ist (JA), wird bestimmt, ob der EMA 17 erregt ist oder nicht (Schritt S58). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (Ja), wird in Schritt S59 bestimmt, dass das Ventilzeitsteuersystem 1 in einem Fehler des Synchronisationsverlusts ist, da trotz der Tatsache, dass das erste Einlassventil IV1 aufgrund der Erregung des EMA 17 offen sein sollte, es tatsächlich geschlossen ist (Zustand, der in 16 mit der Ein-Punkt-Kettenlinie C angegeben ist).
  • Wenn ferner die Antwort auf die Frage von Schritt S58 negativ ist (NEIN), d. h. wenn der EMA 17 nicht erregt wird, wird bestimmt, ob die in Schritt S17 in 8 berechnete Totzeit Tinv kleiner ist als eine vorbestimmte Zeitdauer #Tinvref (z. b. 5 bis 8 Millisekunden) oder nicht (Schritt S60). Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), wird der gegenwärtige Prozess beendet, wohingegen dann, wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S60 positiv ist (JA), gewertet wird, dass die Totzeit Tinv abnormal kurz ist, und daher die Gefahr besteht, dass das erste Einlassventil IV1 bereits geschlossen worden ist, wenn die Erregung des EMA 17 beendet ist, so dass der Prozess zu Schritt S59 weitergeht, um auch zu bestimmen, dass das Ventilzeitsteuersystem 1 einem Synchronisationsverlustfehler unterliegt.
  • Wie zuvor beschrieben, ist es gemäß dem Fehlererfassungsprozess aus der Beziehung zwischen der Ventilstufe vlvStage und dem Ergebnis der Erfassung des Ventilsteuerzeitsensors 31 möglich, einen Fehler des Ventilzeitsteuersystems 1 und einen solchen des Ventilsteuerzeitsensors 31 zu erfassen.
  • Angemerkt werden sollte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt ist, sondern in verschiedenen Formen verkörpert sein kann. Obwohl zum Beispiel in der obigen Ausführung die Referenzkurbelwinkelstellung, die in Bezug auf die Erregung des EMA gestartet wird, auf die Erregungsstartreferenzstufe onStageref (#15-Stufe) gesetzt ist, d. h. eine Kurbelwinkelstellung entsprechend dem maximalen Ventilhub VLMAX des ersten Ein lassventils IV1 (Punkt X in 13), ist dies nicht einschränkend, sondern dieselbe kann auf eine Kurbelwinkelstellung an einer früheren Seite oder einer späteren Seite des Aufsitzens des Ankers 24 auf dem Joch 21 gesetzt werden (Punkt XA oder XB in 13). Wenn die Referenzkurbelwinkelstellung auf den früheren Punkt XA gesetzt wird, kann die Erregung entsprechend früher gestartet werden, so dass eine längere Erregungszeitdauer sichergestellt werden kann, was es möglich macht, das erste Einlassventil IV1 noch positiver zu halten, wohingegen dann, wenn sie auf den späteren Punkt XB gesetzt wird, die Erregung so weit wie möglich verzögert wird, was es möglich macht, den Energieverbrauch so weit wie möglich einzusparen.
  • Obwohl ferner in der obigen Ausführung der Solenoidaktuator als Aktuator zum Halten des Ventils verwendet wird, ist dies nicht einschränkend, sondern es kann jeder andere geeignete Aktuator verwendet werden, wie etwa ein hydraulischer Aktuator oder ein Luftaktuator. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Ansprechverzögerung des Aktuators unter Berücksichtigung der Anstiegscharakteristik des Typs des Aktuators vorhergesagt wird. Insbesondere ist es bevorzugt, dass eine Ausgabestartversatzzeitdauer, um die der Start der Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator verschoben ist, entsprechend der Erregungsstartversatzzeitdauer tStart der Ausführung, im Falle des hydraulischen Aktuators in Abhängigkeit von der Öltemperatur gesetzt wird, so dass sie auf einen größeren Wert gesetzt wird, wenn die Öltemperatur Toil niedriger ist, und im Falle des Luftaktuators in Abhängigkeit von der Atmosphärendichte (Temperatur oder Atmosphärendruck) derart, dass sie auf einen größeren Wert gesetzt wird, wenn die Atmosphärendichte geringer wird.
  • Es wird ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor angegeben, das in der Lage ist, ein zuverlässiges Halten eines Ventils durch einen Aktuator sicherzustellen und durch effizienten Betrieb des Aktuators eine Energieersparnis zu erreichen. Das Ventilzeitsteuersystem steuert/regelt die Ventilschließzeit eines Ventils, das durch einen an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken geöffnet wird, indem es das Ventil vorübergehend hält. Eine Ansprechverzögerung des Aktuators wird als Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert vorhergesagt. Eine Aus gabezeit, in der ein Treibersignal zum Antrieb des Aktuators ausgegeben wird, wird gemäß dem vorhergesagten Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert gesetzt. Eine Haltezeit, in der das Ventil durch den Aktuator gehalten wird, wird durch Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator auf der Basis der gesetzten Ausgabezeit gesteuert/geregelt.

Claims (6)

  1. Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor (3) zum Steuern/Regeln der Ventilschließsteuerzeit eines Ventils (IV1), das durch einen an einer Nockenwelle (10) vorgesehenen Nocken (11) geöffnet wird, indem das Ventil (IV1) vorübergehend gehalten wird, wobei das Ventilzeitsteuersystem umfasst: einen Aktuator (17) zum Halten des Ventils; ein Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel zum Vorhersagen einer Ansprechverzögerung des Aktuators (17) durch einen Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert (tSTART); ein Ausgabezeit-Setzmittel zum Setzen der Ausgabezeit, in der ein Treibersignal zum Betreiben des Aktuators (17) ausgegeben wird, gemäß dem vorhergesagten Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert; und ein Haltezeit-Steuermittel zum Steuern/Regeln der Haltezeit, in der das Ventil (IV1) durch den Aktuator (17) gehalten wird, durch Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator (17), auf der Basis der gesetzten Ausgabezeit; gekennzeichnet durch ein Betriebszustands-Erfassungsmittel (30, 33) zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors (3), und worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel die Ansprechverzögerung des Aktuators (17) gemäß dem erfassten Betriebszustand des Motors (3) vorhersagt.
  2. Ventilzeitsteuersystem nach Anspruch 1, worin das Betriebszustands-Erfassungsmittel ein Drehzahl-Erfassungsmittel (30) zum Erfassen einer Drehzahl des Motors (3) als Betriebszustand des Motors enthält; worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel den Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert (tSTART) auf einen größeren Wert setzt, wenn die erfasste Drehzahl des Motors (3) höher ist.
  3. Ventilzeitsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, das ferner ein Antriebsquellenzustands-Erfassungsmittel (32) zum Erfassen eines Zustands einer Antriebsquelle (38) des Aktuators (17) umfasst, worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel die Ansprechverzögerung des Aktuators (17) gemäß dem erfassten Zustand der Antriebsquelle (38) vorhersagt.
  4. Ventilzeitsteuersystem nach Anspruch 3, worin der Aktuator (17) durch einen Solenoidaktuator gebildet ist, worin das Antriebsquellenzustands-Erfassungsmittel (32) ein Stromversorgungsspannungs-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Spannung der Stromquelle (38) des Solenoidaktuators als Zustand der Antriebsquelle (38) enthält; und worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel den Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert (tSTART) auf einen größeren Wert setzt, wenn die erfasste Spannung der Stromquelle (38) niedriger ist.
  5. Ventilzeitsteuersystem nach Anspruch 4, worin der Solenoidaktuator (17) einen Anker (24) enthält, der bewegt wird, um der Bewegung des Ventils (IV1) zu folgen, wenn das Ventil durch den Nocken (11) in einer Ventilöffnungsrichtung angehoben wird, und einen Elektromagneten (23), der, wenn der Anker (24) ihm nahe ist, durch elektrische Energie, die als Treibersignal von der Stromquelle (38) zugeführt wird, erregt wird, um hierdurch den Anker (24) daran anzuziehen, um das Ventil (IV1) zu halten, und worin das Haltezeit-Steuermittel die dem Elektromagneten (23) zugeführte elektrische Energie durch eine konstante Spannung, bevor das Ventil (IV1) gehalten wird, und durch einen konstanten Strom, nachdem das Ventil gehalten ist, steuert/regelt.
  6. Ventilzeitsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Ansprechverzögerungs-Vorhersagemittel eine Ausgabestartversatzzeitdauer (tSTART), um die ein Start der Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator (17) verschoben ist, als Ansprechverzögerungs-Vorhersagewert (tSTART) berechnet, und worin das Ausgabezeitsetzmittel einen Ausgabestarttimer enthält, der eine Zeit hochzählt, die von einer Referenzzeit entsprechend einer vorbestimmten Referenzkurbelwinkelstellung um die Ausgabestartversatzzeitdauer (tSTART) zurückgeht, um hierdurch zu bewirken, dass die Ausgabe des Treibersignals an den Aktuator (17) zu der Zeit beginnt.
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