DE102016121992B4

DE102016121992B4 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016121992B4
Application number: DE102016121992.4A
Authority: DE
Inventors: Noboru Takagi; Yoshinobu Uchiyama; Masaaki Kaneko
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: DE102016121992A1; JP2017096103A; CN106968742A; JP6352888B2; US20170138275A1; US10024245B2; CN106968742B

Abstract

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1), wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Ölpumpe (5), eine Kurbelwelle (13), eine Nockenwelle (14, 15) und einen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) hat, wobeidie Ölpumpe (5) konfiguriert ist, die Abgabemenge von Öl zu variieren undder variable Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) konfiguriert ist, eine Phase der Nockenwelle (14, 15) relativ zu der Kurbelwelle (13) unter Verwendung des von der Ölpumpe (5) zugeführten Öls zu variieren, sodass die Ventilzeitgebung variiert wird, unddie Steuervorrichtung eine elektronische Steuereinheit (100) aufweist, die konfiguriert ist, um:ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis einer Beschleunigerbetätigungsbetragsinformation zu berechnen;eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) auf der Basis einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) und des erforderlichen Motordrehmoments zu berechnen;eine vorhergesagte Abweichung zu berechnen, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und einer gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; unddie Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe (5) auf der Basis der vorhergesagten Abweichung zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine.
Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2015-45287 ( JP 2015 - 45287 A ) beschreibt eine Brennkraftmaschine, die in einem Fahrzeug angeordnet ist und mit einer Ölpumpe versehen ist, die ausgelegt ist, eine Ausstoßmenge von Öl zu verändern und variable Ventilzeitgebungsmechanismen hat, die durch das Öl betätigt werden, das von der Ölpumpe zugeführt wird.
In einer solchen Brennkraftmaschine muss die Leistung, die die Ölpumpe von einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine empfängt, auf dem notwendigen Minimum gehalten werden, um die Brennstoffeffizienz zu verbessern. Das bedeutet, eine Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe muss vermindert werden. Andererseits ist es erforderlich, ein hohes Ansprechverhalten des Betriebs der variablen Ventilzeitsteuermechanimen sicherzustellen, die betätigt werden, indem Hydraulik von der Ölpumpe als eine Leistungsquelle verwendet wird.
Angesichts dessen ist eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine in der JP 2015-45287 A konfiguriert, eine Verbrauchsflussrate während des Betriebs jedes variablen Ventilzeitgebungsmechanismus auf der Basis der Differenz zwischen einer Sollphase und einer tatsächlichen Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus zu berechnen und eine Ausstoßmenge von Öl von der Ölpumpe zu korrigieren, um die Abgabemenge auf der Basis der Verbrauchsflussrate zu erhöhen (einen Sollhydraulikdruck anzuheben). Somit wird das schnelle Ansprechverhalten des Betriebs der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen sichergestellt, während die Brennstoffeffizienz verbessert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die oben beschrieben ist, wird der Sollhydraulikdruck zu einem Zeitpunkt angehoben, zu dem der Betrieb jedes variablen Ventilzeitgebungsmechanismus startet, aber der Zeitpunkt an dem der Sollhydraulikdruck anzusteigen beginnt, kann verzögert sein. Im Ergebnis kann es schwierig sein, ein ausreichendes Ansprechverhalten sicherzustellen, unmittelbar nachdem der Betrieb jedes variablen Ventilzeitgebungsmechanismus gestartet ist.
Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei es die Steuervorrichtung und das Verfahren möglich machen, das Ansprechverhalten eines variablen Ventilzeitgebungsmechanimus zu verbessern, während die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat eine Ölpumpe, eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle und einen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus. Die Ölpumpe ist konfiguriert, eine Abgabemenge von Öl zu variieren. Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus ist konfiguriert, eine Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle zu variieren, indem er Öl verwendet, das von der Ölpumpe zugeführt wird, sodass eine Ventilzeitgebung variiert wird. Die Steuervorrichtung hat eine elektronische Steuereinheit. Die elektronische Steuereinheit ist konfiguriert: ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis einer Beschleunigerbetätigungsbetragsinformation zu berechnen; eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus auf der Basis einer Drehzahl der Brennkraftmaschine und des erforderlichen Motordrehmoments zu berechnen; eine vorhergesagte Abweichung zu berechnen, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und einer gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; und die Abgabegemenge von Öl von der Ölpumpe auf der Basis der vorhergesagten Abweichung zu steuern.
Mit der obigen Konfiguration kann eine Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) auf der Basis des erforderlichen Motordrehmoments berechnet werden und somit kann die vorhergesagte Abweichung berechnet werden, indem der zukünftige Lastfaktor verwendet wird. Die Abgabemenge von Öl wird auf der Basis der vorhergesagten Abweichung gesteuert. Somit wird der Betrieb des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus vorhergesagt und die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe kann angehoben werden, bevor der Betrieb des variablen Ventilzeitsteuermechanismus gestartet wird. Somit ist es möglich, das hohe Ansprechverhalten des Betriebs des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus unmittelbar nach dem Start von dessen Betrieb sicherzustellten. Somit ist es möglich, das Ansprechverhalten des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus sicherzustellen, während die Kraftstoffeffizienz erhöht wird.
In der Steuervorrichtung kann die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein, die Abgabemenge von Öl zu erhöhen, wenn die vorhergesagte Abweichung größer ist.
Mit der obigen Konfiguration kann die Abgabemenge erhöht werden, wenn die vorhergesagte Abweichung groß ist, während die Abgabemenge reduziert wird, wenn die vorhergesagte Abweichung klein ist. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass die Abgabemenge mehr als nötig ansteigt. Somit ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
In der Steuervorrichtung kann die elektronische Steuereinheit konfiguriert sein: eine gegenwärtige Sollphase auf der Basis der Drehzahl und eines Lastfaktors der Brennkraftmaschine zu berechnen; eine tatsächliche Abweichung zu berechnen, die eine Differenz zwischen der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen aktuellen Phase ist; und die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe auf der Basis des größeren von der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung zu steuern.
Mit der obigen Konfiguration ist es möglich, eine hinreichende Abgabemenge sicherzustellen, bis die tatsächliche Phase auf die gegenwärtige Sollphase konvergiert (bis die tatsächliche Abweichung null wird), auch wenn die vorhergesagte Abweichung kleiner wird als die tatsächliche Abweichung.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat eine Ölpumpe, eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle und einen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus. Die Ölpumpe ist konfiguriert, eine Abgabemenge von Öl zu variieren. Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus ist konfiguriert, eine Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle zu variieren, indem das von der Ölpumpe zugeführte Öl verwendet wird, sodass eine Ventilzeitgebung variiert wird. Das Verfahren umfasst: Berechnen eines erforderlichen Motordrehmoments auf der Basis einer Beschleunigerbetätigungsbetragsinformation; Berechnen einer zukünftigen Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus auf der Basis einer Drehzahl der Brennkraftmaschine und des erforderlichen Motordrehmoments; Berechnen einer vorhergesagten Abweichung, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und einer gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; und Steuern der Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe auf der Basis der vorhergesagten Abweichung.
Mit der Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und dem Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine ist es möglich, das Ansprechverhalten des variablen Ventilzeitsteuermechanismus zu verbessern, während die Kraftstoffeffizienz erhöht wird.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:

1 eine schematische Konfigurationsansicht ist, die ein Beispiel eines Motors zeigt, der durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gesteuert wird;
2 ist eine Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Pumpenkapazität einer Ölpumpe des Motors maximal ist;
3 eine Schnittansicht ist, die den Zustand zeigt, in dem die Pumpenkapazität der Ölpumpe des Motors minimal ist;
4 eine schematische Konfigurationszeichnung ist, die schematisch variable Ventilzeitgebungsmechanismen des Motors zeigt;
5 ein Blockdiagramm ist, das die schematische Konfiguration der ECU zeigt, die zum Steuern des Motors konfiguriert ist;
6 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Betriebs des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel des Ablaufs der Steuerung der Ölpumpe zeigt, die durch die ECU ausgeführt wird; und
8 ein Ablaufdiagramm ist, das die Berechnung eines Sollhydraulikdrucks in Schritt S2 in 7 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird ein Beispiel eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Fall beschrieben, in dem die Erfindung auf eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100 angewendet wird, die konfiguriert ist, einen Motor 1 zu steuern, der in einem Fahrzeug eingebaut ist.
Die schematische Konfiguration des Motors 1 wird unter Bezugnahme auf 1 gemacht. In 1 ist der Umriss des Motors 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet.
Der Motor 1 (ein Beispiel einer Brennkraftmaschine) ist beispielsweise ein Vierzylinderreihenbenzinmotor. In dem Motor 1 sind vier Zylinder (nicht gezeigt) vorgesehen und ein Kolben 12 (lediglich ein Kolben ist in 1 gezeigt) ist in jedem Zylinder aufgenommen. Der Kolben 12 ist über eine Pleuelstange 12a mit einer Kurbelwelle 13 gekoppelt.
Ein Einlassanschluss jedes Zylinders ist mit einem Einlasskanal verbunden und ein Drosselventil (nicht gezeigt) usw. sind in dem Einlasskanal angeordnet. Das Drosselventil ist vorgesehen, die Einlassluftmenge einzustellen. Ein Auslassanschluss jedes Zylinders ist mit einem Auslasskanal verbunden und ein Dreiwegekatalysator (nicht gezeigt) usw. sind in dem Auslasskanal angeordnet.
Ferner ist eine Einlassnockenwelle 14, die zum Antrieb eines Einlassventils 12b jedes Zylinders konfiguriert ist, in einem oberen Abschnitt des Motors 1 angeordnet und eine Auslassnockenwelle 15, die zum Antrieb eines Auslassventils 12c jedes Zylinders konfiguriert ist, zudem in dem oberen Abschnitt des Motors 1 angeordnet. Die Nockenwellen 14, 15 sind jeweils mit variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 versehen, die konfiguriert sind, die Drehphasen der Nockenwellen 14, 15 relativ zu der Kurbelwelle 13 zu variieren.
Nockenwellenkettenräder 14b, 15b sind jeweils an den variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 angebracht. Ein Kurbelwellenkettenrad (nicht gezeigt) ist an der Kurbelwelle 13 befestigt. Eine Steuerkette 3 ist um das Kurbelwellenkettenrad und die Nockenwellenkettenräder 14b, 15b geschlungen.
Ein Kettenrad (nicht gezeigt), das zum Antrieb der Ölpumpe 5 konfiguriert ist, ist an der Kurbelwelle 13 befestigt. Ein Pumpenkettenrad 5b ist an der Eingangswelle 5a der Ölpumpe 5 befestigt. Eine Kette 4 ist über das Pumpenkettenrad 5b und das an der Kurbelwelle 13 befestigte Kettenrad geschlungen.
Mit einer solchen Konfiguration wird die Drehung der Kurbelwelle 13 über die Kette 4 usw. auf die Eingangswelle 5a übertragen, sodass die Ölpumpe 5 betrieben wird. In Folge des Betriebs der Ölpumpe 5 wird Motoröl (nachfolgend einfachheitshalber als Öl bezeichnet), das in einer Ölwanne 16, die an einem unteren Abschnitt des Motors 1 vorgesehen ist, über ein Ölsieb (nicht gezeigt) angesaugt und wird dann von der Ölpumpe zu einem Ausstoßölkanal 6a ausgestoßen.
Das von der Pumpe, wie oben beschrieben ausgestoßene Öl fließt über einen Ölfilter 6 in einen Hauptkanal 20 eines Ölversorgungssystems 2. Ölzweigkanäle 21 bis 23 sind mit dem Hauptkanal 20 verbunden. Das Öl wird Kurbelwellenlagern 13a von dem Zweigölkanal 21 zugeführt, der sich von dem Hauptkanal 20 abwärts erstreckt. Ferner wird das Öl den variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 usw. von dem Zweigölkanal 22 zugeführt, der sich von dem Hauptkanal 20 aufwärts erstreckt. Ferner wird das Öl den Nockenlagern 14a, 15a usw. von dem Zweigölkanal 23 zugeführt, der sich von dem Hauptkanal 20 aufwärts erstreckt.
Als Nächstes wird die Ölpumpe unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
Die Ölpumpe 5 ist beispielsweise eine Innenzahnradpumpe. Die Ölpumpe 5 hat einen Antriebsrotor 51 und einen angetriebenen Rotor 52. Der Antriebsrotor 51 ist ein Außenzahnrad, das konfiguriert ist, durch die Eingangswelle 5a gedreht zu werden. Der angetriebene Rotor 52 ist ein Innenzahnrad, das konfiguriert ist, gedreht zu werden, während es mit dem Antriebsrotor 51 kämmt. Der Außenumfang des angetriebenen Rotors 52 ist durch einen Einstellring 53 gehalten. Der Antriebsrotor 51, der angetriebene Rotor 52 und der Einstellring 53 sind in einem Gehäuseabschnitt 50a des Gehäuses 50 untergebracht. Die Drehrichtung der Eingangswelle 5a ist die Gegenuhrzeigerrichtung in 2.
Die Mitte des angetriebenen Rotors 52 ist gegenüber der Mitte des Antriebsrotors 51 um einen vorbestimmten Betrag versetzt. Der Antriebsrotor 51 und der angetriebene Rotor 52 kämmen miteinander auf der Seite, auf die die Mitte des angetriebenen Rotors 52 gegenüber der Mitte des Antriebsrotors 51 versetzt ist. Ferner wird eine Vielzahl von Arbeitskammern R in einem Raum zwischen dem Antriebsrotor 51 und dem angetriebenen Rotor 52 gebildet, sodass die Arbeitskammern R nebeneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind. Das Volumen jeder der Arbeitskammern R wächst oder schrumpft während die Arbeitskammern R sich in Umfangsrichtung in Übereinstimmung mit der Drehung des Antriebsrotors 51 und des angetriebenen Rotors 52 bewegen.
Das Öl wird von einem Ansauganschluss 50b in einem Bereich angesaugt, in welchem das Volumen der Arbeitskammer R zunimmt, während das Öl an einen Ausstoßanschluss 50c, während es mit Druck beaufschlagt wird, in einen Bereich geliefert wird, in welchem das Volumen der Arbeitskammer R schrumpft. Der Ansauganschluss 50b ist mit dem Ölsieb durch einen Ölkanal (nicht gezeigt) verbunden. Andererseits ist der Ausstoßanschluss 50c mit dem Ausstoßölkanal 6a durch einen Ölkanal 50d innerhalb des Gehäuses 50 verbunden.
In der Ölpumpe 5 drehen der Antriebsrotor 51 und der angetriebene Rotor 52 während sie miteinander kämmen, weil die Eingangswelle 5a in Folge einer Drehkraft der Kurbelwelle 13 dreht. Somit wird das Öl von dem Ansauganschluss 50b in die Arbeitskammern R eingesaugt, die zwischen dem Antriebsrotor 51 und dem angetriebenen Rotor 52 gebildet sind und wird dann aus dem Ausstoßanschluss 50c ausgestoßen.
Die Ölpumpe 5 hat einen Mechanismus variabler Kapazität, der konfiguriert ist, die Ausstoßmenge je Umdrehung der Eingangswelle 5a zu variieren, d.h. die Pumpenkapazität. In dem Mechanismus variabler Kapazität wird die Pumpenkapazität variiert, wenn der Einstellring 53 in Folge eines Hydraulikdrucks in einem Steuerraum TC, der in dem Gehäuseabschnitt 50a des Gehäuses 50 ausgebildet ist, dreht. 2 zeigt den Zustand, in dem die Pumpenkapazität maximal ist. 3 zeigt den Zustand, in welchem die Pumpenkapazität minimal ist.
Der Einstellring 53 hat einen Körperabschnitt 53a und einen Armabschnitt 53b. Der Körperabschnitt 53a hat eine Ringform und ist konfiguriert, den angetriebenen Rotor 52 zu halten. Der Armabschnitt 53b erstreckt sich von dem Körperabschnitt 53a auswärts. Der Armabschnitt 53b ist durch eine Schraubenfeder 54 vorgespannt und ein Hydraulikdruck in dem Steuerraum TC wirkt auf den Armabschnitt 53b. Insbesondere ist der Einstellring 53 durch die Schraubenfeder 54 in einer Richtung vorgespannt, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Eingangswelle 5a ist (in einer solchen Richtung, dass das Volumen des Steuerraums TC schrumpft). Wenn der Hydraulikdruck in dem Steuerraum TC zunimmt, wird der Einstellring 53 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 54 in der Richtung der Eingangswelle 5a gedreht (in einer solchen Richtung, dass das Volumen des Steuerraums TC zunimmt).
Der Steuerraum TC ist über einen Steuerölkanal 61 mit einem Ölsteuerventil (OCV) 60 verbunden. Der Hydraulikdruck wird durch das OCV 60 gesteuert. Das OCV 60 hat einen Spulenkörper 63, der in einer Hülse 62 angeordnet ist, und einen elektromagnetischen Antrieb (nicht gezeigt), der konfiguriert ist, den Spulenkörper 63 zu bewegen. Die Hülse 62 hat einen Steueranschluss 62a, einen Versorgungsanschluss 62b und einen Ausstoßanschluss 62c. Der Steueranschluss 62a ist mit dem Steuerraum TC durch den Steuerölkanal 61 verbunden. Der Versorgungsanschluss 62b ist mit einem Versorgungsölkanal 6b verbunden, der von dem Ausstoßölkanal 6a abzweigt.
Das OCV 60 ist konfiguriert, in Folge der Bewegung des Spulenkörpers 63 zwischen dem Zustand, in dem der Steueranschluss 62a mit dem Ausstoßanschluss 62c verbunden ist, sodass das Öl von dem Steueranschluss 61 ausgestoßen wird, und dem Zustand, in welchem der Steueranschluss 62a mit dem Versorgungsanschluss 62b verbunden ist, sodass das Öl von der Ölpumpe 5 an den Steuerölkanal 61 geliefert wird, umzuschalten.
In der Ölpumpe 5 werden, wenn der Einstellring 53 in Folge der Einstellung des Hydraulikdrucks in dem Steuerraum TC durch das OCV 60 gedreht wird, die Positionen des Antriebsrotors 51 und des angetriebenen Rotors 52 relativ zu dem Ansauganschluss 50b und dem Ausstoßanschluss 50c variiert, sodass die Pumpenkapazität variiert wird.
Als Nächstes werden die variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 unter Bezugnahme auf 4 erläutert, die in dem Motor 1 vorgesehen sind. Die variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 sind konfiguriert, die Ventilzeiten (Ventilöffnungszeiten) des Einlassventils 12b und des Auslassventils 12c (sh. 1) zu variieren, indem hydraulisch die Phasen der Nockenwellen 14, 15 (sh. 1) relativ zu der Kurbelwelle 13 (sh. 1) jeweils variiert werden.
Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite hat einen Flügelrotor 71 und ein Gehäuse 72, in welchem der Flügelrotor 71 untergebracht ist. Der Flügelrotor 71 ist mit der Nockenwelle 14 gekoppelt und das Gehäuse 72 ist mit dem Nockenwellenkettenrad 14b (sh. 1) gekoppelt. Der Flügelrotor 71 und das Gehäuse 72 sind koaxial angeordnet und so vorgesehen, dass sie relativ zueinander drehbar sind. Voreilkammern 73a und Nacheilkammern 73b, die voneinander durch Flügel des Flügelrotors 71 getrennt sind, sind in dem Gehäuse 72 ausgebildet.
Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite ist mit einem Ölsteuerventil (OCV) 74 versehen, das konfiguriert ist, die Position des Flügelrotors 71 relativ zu dem Gehäuse 72 einzustellen. Das OCV 74 hat einen Spulenkörper 76, der konfiguriert ist, sich in einer Hülse 75 zu bewegen, eine Schraubenfeder 77, die konfiguriert ist, den Spulenkörper 76 vorzuspannen, und eine elektromagnetische Antriebseinheit 78, die konfiguriert ist, den Spulenkörper 76 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 77 zu bewegen.
Die Hülse 75 hat einen Voreilanschluss 75a, der mit den Voreilkammern 73a verbunden ist, einen Nacheilanschluss 75b, der mit den Nacheilkammern 73b verbunden ist, einen Versorgungsanschluss 75c, der mit der Ölpumpe 5 durch den Hauptkanal 20 verbunden ist und Ausstoßanschlüsse 75d, 75e. Der Spulenkörper 76 ist konfiguriert, den Verbindungszustand jedes Anschlusses auf der Basis des Spulenkörpers 76 in der Hülse 75 zu variieren.
In dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70, wenn der Voreilanschluss 75a mit dem Versorgungsanschluss 75c verbunden ist und der Nacheilanschluss 75b mit dem Ausstoßanschluss 75e verbunden ist, wird das Öl von der Ölpumpe 5 den Voreilkammern 73a durch den Hauptkanal 20 zugeführt und das Öl in den Nacheilkammern 73b wird in die Ölwanne 16 abgelassen. Somit wird der Flügelrotor 71 zur Voreilseite relativ zu dem Gehäuse 72 gedreht (in Drehrichtung des Flügelrotors 71 gedreht). Dies bedeutet, dass die Drehphase der Einlassnockenwelle 14 relativ zu der Kurbelwelle 13 voreilt, sodass die Ventilzeitgebung des Einlassventils 12b voreilt.
Wenn andererseits der Nacheilanschluss 75b mit dem Versorgungsanschluss 75c verbunden ist und der Voreilanschluss 75a mit dem Ausstoßanschluss 75d verbunden ist, wird Öl von der Ölpumpe 5 in die Nacheilkammern 73b durch den Hauptkanal 20 zugeführt und das Öl in den Voreilkammern 73a wird in die Ölwanne 16 abgelassen. Somit wird der Flügelrotor 71 relativ zu dem Gehäuse 72 zur Nacheilseite gedreht (in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Flügelrotors 71 gedreht). Dies bedeutet, dass die Drehphase der Einlassnockenwelle 14 relativ zu der Kurbelwelle 13 nacheilt, sodass die Ventilzeitgebung des Einlassventils 12b nacheilt.
Wenn der Voreilanschluss 75a und der Nacheilanschluss 75b durch den Spulenkörper 76 verschlossen sind, sind Zufuhr und Ablassen von Öl zu und von den Voreilkammern 73a und den Nacheilkammern 73b gestoppt, sodass die Position des Flügelrotors 71 relativ zu dem Gehäuse 72 unverändert aufrechterhalten wird.
Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite hat einen Flügelrotor 81, ein Gehäuse 82, in dem der Flügelrotor 81 aufgenommen ist und Voreilkammern 83a und Nacheilkammern 83b, die in dem Gehäuse 82 ausgebildet sind, und ein Ölsteuerventil (OCV) 84, das konfiguriert ist, die Position des Flügelrotors 81 relativ zu dem Gehäuse 82 einzustellen. Weil der variable Zeitgebungsmechanismus 80 im Wesentlichen die gleiche Konfiguration hat wie der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70, wird eine überlappende Beschreibung weggelassen.
Als Nächstes wird die elektronische Steuereinheit (ECU) 100, die konfiguriert ist, den Motor 1 zu steuern, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die ECU 100 hat eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 101, einen Nurlesespeicher (ROM) 102, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 103, einen Ersatz-RAM 104, eine Eingabeschnittstelle 105, eine Ausgabeschnittstelle 106 und eine Sammelleitung 107, die diese Einheiten miteinander verbindet. In der ECU 100 sind verschiedene Steuerungen implementiert, wenn die CPU 101 Programme ausführt, die in dem ROM 102 gespeichert sind.
Die CPU 101 führt Berechnungsprozesse auf der Basis verschiedener Steuerprogramme, Kennfelder usw. aus, die in dem ROM 102 gespeichert sind. Die verschiedenen Steuerprogramme, die Kennfelder auf die Bezug genommen wird, wenn die verschiedenen Steuerprogramme ausgeführt werden, usw. sind in dem ROM 102 gespeichert. Das RAM 103 ist ein Speicher, der vorrübergehend Berechnungsergebnisse, die durch die CPU 101 erhalten sind, Erfassungsergebnisse, die durch verschiedene Sensoren erhalten sind, usw. vorübergehend speichert. Der Ersatz-RAM 104 ist ein nichtflüchtiger Speicher, der Daten usw. speichert, die zu speichern sind, wenn eine Zündung ausgeschaltet wird.
Einrichtungen die mit der Eingabeschnittstelle 105 verbunden sind, beinhalten einen Kühlmitteltemperatursensor 110, der konfiguriert ist, eine Kühlmitteltemperatur des Motors 1 zu erfassen, ein Luftflussmesser 111, der konfiguriert ist, eine Einlassluftmenge zu messen, einen Einlasslufttemperatursensor 112, der konfiguriert ist, eine Einlasslufttemperatur zu messen, einen O₂ Sensor 113, der konfiguriert ist, eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu erfassen, einen Beschleunigerpositionssensor 114, der konfiguriert ist, einen Beschleunigerbetätigungsbetrag zu erfassen, einen Drosselpositionssensor 115, der konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad (Drosselöffnungsgrad) des Drosselventils zu erfassen, einen Kurbelpositionssensor 116, der konfiguriert ist, eine Drehposition der Kurbelwelle 13 zu erfassen, einen Nockenwellenpositionssensor 117a, der konfiguriert ist, eine Drehposition der Einlassnockenwelle 14 zu erfassen, einen Nockenpositionssensor 117b, der konfiguriert ist, eine Drehphase der Auslassnockenwelle 15 zu erfassen, einen Hydraulikdrucksensor 118, der konfiguriert ist, einen Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 zu erfassen, und einen Öltemperatursensor 119, der konfiguriert ist, eine Öltemperatur in dem Hauptkanal 20 zu erfassen. Der Beschleunigerbetätigungsbetrag ist ein Beispiel einer „Beschleunigerbetätigerbetragsinformation“ .
Vorrichtungen, die mit der Ausgabeschnittstelle 106 verbunden sind, umfassen einen Injektor 7, der eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, einen Zünder 8, der konfiguriert ist, eine Hochspannung für die Funkenentladung einer Zündkerze zuzuführen, ein Drosselmotor 9, der konfiguriert ist, das Drosselventil anzutreiben, das OCV 60 der Ölpumpe 5, das OCV 74 des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite und das OCV 84 des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite. Die ECU 100 ist konfiguriert, den Betriebszustand des Motors 1 zu steuern, indem beispielsweise die Einlassluftmenge, die Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt auf der Basis von beispielsweise Erfassungsergebnissen, die durch die verschiedenen Sensoren erhalten sind, gesteuert werden.
Ferner ist die ECU 100 konfiguriert, die Ventilzeitgebung (Ventilöffnungszeit) jedes der Einlassventile 12b und der Auslassventile 12c auf der Basis von beispielsweise dem Betriebszustand des Motors 1 zu variieren. Beispielsweise setzt die ECU 100 Sollphasen der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 auf der Basis der Drehzahl pro Zeiteinheit (nachfolgend einfach als Drehzahl bezeichnet) und einem Lastfaktor des Motors 1, und steuert das OCV 74 und das OCV 84 so, dass die Abweichungen zwischen den Sollphasen und den tatsächlichen Phasen eliminiert werden. Beispielsweise wird die Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 von einem ersten Kennfeld abgeleitet, in welchem die Drehzahl und der Lastfaktor des Motors 1 als Parameter verwendet werden, und die Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 wird von einem zweiten Kennfeld abgeleitet, in welchem die Drehzahl und der Lastfaktor des Motors 1 als Parameter verwendet sind. Das erste Kennfeld und das zweite Kennfeld sind voneinander verschiedene Kennfelder. Ferner wird die aktuelle Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Basis der Erfassungsergebnisse berechnet, die durch den Kurbelpositionssensor 116 und den Nockenpositionssensor 117a erhalten sind und die aktuelle Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 wird auf der Basis der Erfassungsergebnisse berechnet, die durch den Kurbelpositionssensor 116 und den Nockenpositionssensor 117b erhalten sind.
Die Drehzahl des Motors wird auf der Basis des Erfassungsergebnisses berechnet, das durch den Kurbelpositionssensor 116 erhalten ist. Der Lastfaktor ist das Verhältnis der Einlassluftmenge in dem gegenwärtigen Betriebszustand zu der maximalen Luftmenge, die in den Motor 1 eingelassen wird. Der Lastfaktor wird beispielsweise auf der Basis der Einlassluftmenge, die durch den Luftflussmesser 111 gemessen ist und der Drehzahl des Motors 1 berechnet.
Ferner ist die ECU 100 konfiguriert, die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe 5 auf der Basis von beispielsweise den Betriebszustand des Motors 1 zu steuern. Insbesondere setzt die ECU 100 einen Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 und steuert die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe 5 so, dass die Abweichung zwischen dem Sollhydraulikdruck und dem tatsächlichen Hydraulikdruck eliminiert wird. Die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe 5 wird gesteuert, wenn die Pumpenkapazität durch das OCV 60 variiert wird. Ferner wird der Sollhydraulikdruck auf der Basis des Hydraulikdrucks gesetzt, der beispielsweise von jedem der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 erforderlich ist, die hydraulisch betätigt sind, und der tatsächliche hydraulische Druck wird durch den Hydraulikdrucksensor 118 erfasst.
Es ist möglich, die Kraftstoffeffizienz des Motors 1 zu verbessern, indem die Ausstoßmenge von Öl von der Ölpumpe 5 (die Leistung die die Ölpumpe 5 von dem Motor 1 empfängt) auf dem notwendigen Minimum gehalten wird. Um das Ansprechverhalten bei den Betätigungen der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80, die unter Verwendung des Hydraulikdrucks als Leistungsquelle arbeiten, ist es vorzuziehen, einen bestimmten Grad von hydraulischem Druck (ein Hydraulikdruck der höher ist als der zur Zeit des Nichtbetriebs) zu erreichen, bevor der Start der Betriebe davon beginnt. Angesichts dessen ist die ECU 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels konfiguriert, die Betätigungen der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 vorherzusagen und den Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 anzuheben, bevor die Betätigungen der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 beginnen.
Die variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 sind konfiguriert, auf der Basis des Lastfaktors (Einlassluftmenge) zu arbeiten. Weil die Einlassluftmengenänderung der Veränderung des Beschleunigerbetätigungsbetrags nachläuft (nach einer Zeitverzögerung), können die Betätigungen der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 vorhergesagt werden, indem die Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags vorhergesagt (eine Voraussage treffen) wird. Es ist anzumerken, dass das Anheben des Sollhydraulikdrucks bedeutet, dass der Sollhydraulikdruck höher wird als in dem Fall in welchem die Betätigung der variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen 70, 80 nicht vorhergesagt sind und die variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 nicht betätigt werden.
Insbesondere berechnet die ECU 100 ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags und berechnet eine Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) zum Erreichen des erforderlichen Motordrehmoments. Das erforderliche Motordrehmoment ist ein Motordrehmoment, das von einem Fahrer angefordert wird. Die ECU 100 sagt eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Basis der Drehzahl und des zukünftigen Lastfaktors des Motors 1 voraus (Vorhersage), und berechnet eine vorhergesagte Abweichung, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist. Das bedeutet, dass die ECU 100 die zukünftige Sollphase auf der Basis der Drehzahl des Motors 1 und des erforderlichen Motordrehmoments berechnet.
Ferner berechnet die ECU 100 eine gegenwärtige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Basis der Drehzahl und des gegenwärtigen Lastfaktors des Motors 1 und berechnet eine tatsächliche Abweichung, die eine Differenz zwischen der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist. Der gegenwärtige Lastfaktor wird berechnet, indem die Einlassluftmenge verwendet wird, die durch den Luftflussmesser 111 gemessen ist.
Gleichermaßen sagt die ECU 100 eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Basis der Drehzahl und des zukünftigen Lastfaktors des Motors 1 voraus (Vorhersage) und berechnet eine vorhergesagte Abweichung, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist. Ferner berechnet die ECU 100 eine gegenwärtige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Basis der Drehzahl und des gegenwärtigen Lastfaktors des Motors 1 und berechnet eine tatsächliche Abweichung, die eine Differenz zwischen der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist.
Die ECU 100 ist konfiguriert, die größte Abweichung aus der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite und der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite auszuwählen und den Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 auf der Basis der gewählten Abweichung festzulegen. Die ECU 100 ist konfiguriert, den Sollhydraulikdruck auf einen höheren Wert festzulegen, wenn die gewählte Abweichung größer ist.
Als nächstes wird ein Beispiel des Falls unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, in welchem der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite arbeitet. In diesem Betriebsbeispiel arbeitet der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite nicht und folglich unterbleibt die Beschreibung des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite hier.
Zunächst steigt in Antwort auf eine Betätigung eines Beschleunigerpedals (nicht gezeigt) zur Zeit t0 der Beschleunigerbetätigungsbetrag an und der Drosselöffnungsgrad nimmt mit einer Zunahme des Beschleunigerbetätigungsbetrags zu. Der Lastfaktor (Einlassluftmenge) steigt einer Zunahme des Drosselöffnungsgrads folgend (nach einer Zeitverzögerung) an.
Dann berechnet die ECU 100 eine gegenwärtige Sollphase auf der Basis der Drehzahl und des gegenwärtigen Lastfaktors des Motors 1 und berechnet eine tatsächliche Abweichung auf der Basis der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase. In diesem Beispiel steigt die gegenwärtige Sollphase von einer Zeit t2 zu der der Lastfaktor einen vorgeschriebenen Wert Th übersteigt an. Folglich ist die tatsächliche Abweichung während einer Zeitspanne von der Zeit t0 bis zu der Zeit t2 gleich null.
Ferner berechnet die ECU 100 ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags und berechnet eine Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) zum Erreichen des erforderlichen Motordrehmoments.
Das erforderliche Motordrehmoment ist ein Motordrehmoment, das durch den Fahrer angefordert wird. Die ECU 100 berechnet eine zukünftige Sollphase auf der Basis der Drehzahl und des zukünftigen Lastfaktors des Motors 1 und berechnet eine vorhergesagte Abweichung auf der Basis der zukünftigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase. In diesem Beispiel steigt die zukünftige Sollphase von der Zeit t0 in Übereinstimmung mit einer Variation (Zunahme) des Beschleunigerbetätigungsbetrags, sodass eine vorhergesagte Abweichung von der Zeit t0 erzeugt wird.
Dann wählt die ECU 100 das größere von der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung und legt den Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 auf der Basis der gewählten Abweichung fest. Somit wird der Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 größer als ein Basiswert von der Zeit t0 und der Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 steigt von der Zeit t1 an. Dies bedeutet, dass der Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 in Voraus vor der Zeit t2 angehoben werden kann, zu der die tatsächliche Abweichung erzeugt wird und der Betrieb des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 gestartet wird. Es ist anzumerken, dass der Basiswert des Sollhydraulikdrucks beispielsweise der Sollhydraulikdruck ist, wenn die vorhergesagte Abweichung und die tatsächliche Abweichung null sind.
Dann wird zu einer Zeit t2 die tatsächliche Abweichung in Antwort auf das Ansteigen der gegenwärtigen Sollphase erzeugt, sodass der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 betätigt wird, um die tatsächliche Abweichung zu eliminieren. Dies bedeutet, dass der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 zur Voreilseite betrieben wird, sodass die tatsächliche Phase der gegenwärtigen Sollphase folgt.
Wenn die tatsächliche Phase zur Zeit t3 zu der gegenwärtigen Sollphase konvergiert, endet der Betrieb des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70. Zu dieser Zeit werden die vorhergesagte Abweichung und die tatsächliche Abweichung null und der Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 kehrt auf den Basiswert zurück. Somit kehrt der Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 auf seinen Ursprungswert zurück.
Als nächstes wird der Steuerungsablauf der Ölpumpe 5, der durch die ECU 100 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Der nachfolgende Steuerungsablauf wird in vorgeschriebenen Zeitintervallen wiederholt durch die ECU 100 ausgeführt.
Zunächst wird ein Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 in Schritt S1 erhalten. Dieser Hydraulikdruck ist ein tatsächlicher Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20, der durch den Hydraulikdrucksensor 118 erfasst wird.
Als nächstes wird ein Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 in Schritt S2 berechnet. Die Berechnung des Sollhydraulikdrucks wird später in Detail beschrieben.
Als nächstes wird in Schritt S3 eine Ausstoßmenge, die von der Ölpumpe 5 gefordert wird, berechnet, indem eine Regelung auf der Basis des Sollhydraulikdrucks und des tatsächlichen Hydraulikdrucks ausgeführt wird.
Dann wird in Schritt S4 das OCV 60 gesteuert, sodass die Ölpumpe 5 die erforderliche Ausstoßmenge von Öl abgibt. Dies bedeutet, dass ein Tastsignal berechnet wird, mit dem eine Pumpenkapazität erreicht wird, bei der die erforderliche Ausstoßmenge von Öl abgegeben wird und wird dem OCV 60 zugeführt. Dann kehrt der Prozess zurück.
Als nächstes wird die Berechnung des Sollhydraulikdrucks in Schritt S2 unter Bezugnahme auf 8 im Einzelnen beschrieben.
Zunächst wird in Schritt S11 eine vorhergesagte Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite berechnet. Genauer gesagt, ein erforderliches Motordrehmoment wird auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags berechnet und eine Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) zum Erreichen des erforderlichen Motordrehmoments wird berechnet. Eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 wird auf der Basis der Drehzahl und des zukünftigen Lastfaktors des Motors 1 berechnet und die vorhergesagte Abweichung wird auf der Basis der zukünftigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase berechnet. Die tatsächliche Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 wird auf der Basis der Erfassungsergebnisse berechnet, die durch den Kurbelpositionssensor 116 und den Nockenpositionssensor 117a erhalten sind.
Dann wird in Schritt S12 eine vorhergesagte Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite berechnet. Insbesondere wird ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags berechnet und eine Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) zum Erreichen des erforderlichen Motordrehmoments wird berechnet. Eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 wird auf der Basis der Drehzahl und des zukünftigen Lastfaktors des Motors 1 berechnet und die vorhergesagte Abweichung wird auf der Basis der zukünftigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase berechnet. Die tatsächliche Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 wird auf der Basis der Erfassungsergebnisse berechnet, die durch den Kurbelpositionssensor 116 und den Nockenpositionssensor 117b erhalten sind.
Dann wird in Schritt S13 eine tatsächliche Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite berechnet. Insbesondere wird eine gegenwärtige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Basis der Drehzahl und des gegenwärtigen Lastfaktors des Motors 1 berechnet und eine tatsächliche Abweichung wird auf der Basis der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase berechnet.
Dann wird in Schritt S14 eine tatsächliche Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite berechnet. Insbesondere wird eine gegenwärtige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Basis der Drehzahl und des gegenwärtigen Lastfaktors des Motors 1 berechnet und die aktuelle Abweichung wird auf der Basis der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase berechnet.
Dann wird in Schritt S15 die größte Abweichung unter vier Abweichungen ausgewählt, d.h. die vorhergesagte Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite, die tatsächliche Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite, die vorhergesagte Abweichung in dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite und die tatsächliche Abweichung in dem variablen Zeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite.
Dann wird in Schritt S16 der Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 auf der Basis der ausgewählten Abweichung berechnet. Der Sollhydraulikdruck wird auf einen höheren Wert gesetzt, wenn der Wert der Abweichung größer ist. Es ist anzumerken, dass eine Zunahme des Sollhydraulikdrucks bedeutet, dass der Sollhydraulikdruck höher gemacht wird als der Basiswert, der der Sollhydraulikdruck ist, wenn die Abweichung null ist. Dann endet der Prozess.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Solleinlassluftmenge (zukünftiger Lastfaktor) auf der Basis des erforderlichen Motordrehmoments berechnet, die vorhergesagte Abweichung wird unter Verwendung des zukünftigen Lastfaktors berechnet und der Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 wird auf der Basis der vorhergesagten Abweichung festgelegt, wie oben beschrieben ist. Die Ausstoßmenge von Öl von der Ölpumpe 5 ist derart gesteuert, dass der tatsächliche Hydraulikdruck in dem Hauptkanal 20 der Sollhydraulikdruck wird. Mit dieser Konfiguration wird der Betrieb der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 unter Verwendung der zukünftigen Lastfaktoren, die auf der Basis des erforderlichen Motordrehmoments berechnet sind, vorhergesagt und der Sollhydraulikdruck des Hauptkanals 20 wird angehoben, bevor der Betrieb der variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 begonnen wird, sodass es möglich ist, die zu den OCV 74 und OCV 84 zuzuführenden Hydraulikdrücke zu gegebener Zeit anzuheben, unmittelbar bevor der Betrieb der variablen Zeitgebungsmechanismen 70, 80 begonnen wird. Somit ist es möglich, das hohe Ansprechverhalten des Betriebs der variablen Zeitgebungsmechanismen 70, 80 von unmittelbar nach dem Start von deren Betrieb sicherzustellen. Somit ist es möglich, das Ansprechverhalten der variablen Zeitgebungsmechanismen 70, 80 zu verbessern, während die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
Ferner wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Sollhydraulikdruck auf einen höheren Wert gesetzt, wenn die Abweichung größer ist. Somit kann der Betrag der Zunahme des Hydraulikdrucks klein sein, wenn die Abweichung klein ist, während der Betrag der Zunahme des Hydraulikdrucks groß gemacht werden kann, wenn die Abweichung groß ist. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass der Hydraulikdruck stärker als erforderlich ansteigt. Somit ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen.
Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die größte Abweichung unter den vorhergesagten Abweichungen und den tatsächlichen Abweichungen in den variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 ausgewählt und der Sollhydraulikdruck wird auf der Basis der ausgewählten Abweichung festgelegt. Im Ergebnis kann der Sollhydraulikdruck sichergestellt werden, bis die tatsächliche Phase zu der gegenwärtigen Sollphase konvergiert (bis die tatsächliche Abweichung null wird), auch wenn die vorhergesagte Abweichung kleiner wird als die tatsächliche Abweichung beispielsweise in einem Fall, in dem ein plötzliches Niederdrücken und Loslassen des Beschleunigerpedals wiederholt werden, oder in einem Fall, in welchem eine Nachfolgeverzögerung in den variablen Ventilzeitgebungsmechanismen 70, 80 auftritt.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel soll in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht als beschränkend verstanden werden. Der technische Bereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und ist nicht lediglich durch das vorhergehende Ausführungsbeispiel vorgegeben. Ferner sind alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, folglich als davon umfasst anzusehen.
Beispielsweise sind in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Einlassseite und der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 80 auf der Auslassseite vorgesehen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und ein variabler Ventilzeitgebungsmechanismus kann lediglich auf einer von der Einlassseite und der Auslassseite vorgesehen sein.
Ferner ist in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die tatsächliche Phase des Ventilzeitgebungsmechanismus 70 auf der Basis der Erfassungsergebnisse berechnet, die durch den Kurbelpositionssensor 116 und den Nockenpositionssensor 117a erhalten sind. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und ein geschätzter Wert kann als die tatsächliche Phase verwendet werden. Beispielsweise kann ein geglätteter Wert, der durch Ausführen eines Glättungsvorgangs auf die Sollphase erhalten ist, als eine tatsächliche Phase verwendet werden. Das gleiche gilt für die tatsächliche Phase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80.
Ferner ist in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Ventilzeitgebung variabel. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und ein Hubbetrag kann zusätzlich zu der Ventilzeitgebung variabel sein.
Ferner ist in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Motor 1 ein Vierzylinderreihenbenzinmotor. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und der Motor 1 kann jeder Motor sein, in dem die Einlassluftmenge durch ein Drosselventil eingestellt werden kann. Die Anzahl der Zylinder des Motors ist nicht auf irgendeine besondere Anzahl beschränkt und jeder Typ von Motor (V-Motor oder Boxermotor) kann verwendet werden.
Ferner wird in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Ölpumpe 5 verwendet, deren Kapazität auf der Basis des Hydraulikdrucks in dem Steuerraum TC variiert. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und jede Pumpe, wie eine elektrische Ölpumpe, kann verwendet werden, solange die Ausstoßmenge variiert werden kann.
Ferner ist in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die größte Abweichung unter der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung auf der Einlassseite und der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung auf der Auslassseite gewählt und der Sollhydraulikdruck wird auf der Basis der gewählten Abweichung berechnet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und der Sollhydraulikdruck, der den entsprechenden Abweichungen entspricht, kann berechnet werden und der größte Sollhydraulikdruck kann aus den Sollhydraulikdrücken ausgewählt werden.
Ferner wird in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Sollhydraulikdruck berechnet, nachdem der tatsächliche Hydraulikdruck erhalten ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und der tatsächliche Hydraulikdruck kann erhalten werden, nachdem der Sollhydraulikdruck berechnet ist. Dies bedeutet, dass die Ablaufdiagramme in 7 und 8 illustrativ sind und die Erfindung nicht auf die in 7 und 8 gezeigten Prozeduren beschränkt ist.
Ferner wird in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 von dem ersten Kennfeld abgeleitet und die Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 wird von dem zweiten Kennfeld abgeleitet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und eines von dem ersten Kennfeld und dem zweiten Kennfeld muss nicht vorgesehen sein, wenn es ein drittes Kennfeld gibt, um eine Sollüberlappungszeitspanne abzuleiten, die die Drehzahl und den Lastfaktor des Motors 1 als Parameter verwendet. Wenn beispielsweise kein zweites Kennfeld vorliegt, kann die Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 80 von einer Sollphase (ein Kennfeldwert des ersten Kennfelds) des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus 70 und einer Sollüberlappungszeitspanne (ein Kennfeldwert des dritten Kennfelds) berechnet werden.
Die Erfindung kann auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine angewendet werden, welche konfiguriert ist, eine Brennkraftmaschine mit einer Ölpumpe zu steuern, die konfiguriert ist, eine Abgabemenge von Öl zu verändern und mit einem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus, der konfiguriert ist, durch das von der Ölpumpe zugeführte Öl betätigt zu werden.

Claims

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1), wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Ölpumpe (5), eine Kurbelwelle (13), eine Nockenwelle (14, 15) und einen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) hat, wobei die Ölpumpe (5) konfiguriert ist, die Abgabemenge von Öl zu variieren und der variable Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) konfiguriert ist, eine Phase der Nockenwelle (14, 15) relativ zu der Kurbelwelle (13) unter Verwendung des von der Ölpumpe (5) zugeführten Öls zu variieren, sodass die Ventilzeitgebung variiert wird, und die Steuervorrichtung eine elektronische Steuereinheit (100) aufweist, die konfiguriert ist, um: ein erforderliches Motordrehmoment auf der Basis einer Beschleunigerbetätigungsbetragsinformation zu berechnen; eine zukünftige Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) auf der Basis einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) und des erforderlichen Motordrehmoments zu berechnen; eine vorhergesagte Abweichung zu berechnen, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und einer gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; und die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe (5) auf der Basis der vorhergesagten Abweichung zu steuern.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (100) konfiguriert ist, die Abgabemenge von Öl zu vergrößern, wenn die vorhergesagte Abweichung größer ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Steuereinheit (100) konfiguriert ist, um: eine gegenwärtige Sollphase auf der Basis der Drehzahl und eines Lastfaktors der Brennkraftmaschine (1) zu berechnen; eine tatsächliche Abweichung zu berechnen, die eine Differenz zwischen der gegenwärtigen Sollphase und der gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; und die Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe (5) auf der Basis des größeren von der vorhergesagten Abweichung und der tatsächlichen Abweichung zu steuern.
Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1), wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Ölpumpe (5), eine Kurbelwelle (13), eine Nockenwelle (14, 15) und einen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) aufweist, wobei die Ölpumpe (5) konfiguriert ist, eine Abgabemenge von Öl zu variieren, und der variable Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) konfiguriert ist, eine Phase der Nockenwelle (14, 15) relativ zu der Kurbelwelle (13) unter Verwendung von der Ölpumpe (5) zugeführten Öls zu variieren, sodass eine Ventilzeitgebung variiert wird, wobei das Verfahren aufweist: Berechnen eines erforderlichen Motordrehmoments auf der Basis einer Beschleunigerbetätigungsbetragsinformation; Berechnen einer zukünftigen Sollphase des variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (70, 80) auf der Basis einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) und des erforderlichen Motordrehmoments; Berechnen einer vorhergesagten Abweichung, die eine Differenz zwischen der zukünftigen Sollphase und einer gegenwärtigen tatsächlichen Phase ist; und Steuern der Abgabemenge von Öl von der Ölpumpe (5) auf der Basis der vorhergesagten Abweichung.