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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die eine elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
aufweist, die Einlass- und/oder Auslassventile mittels einer elektromagnetischen
Kraft betätigt, die
durch eine Anlegung eines Magnetisierungsstroms daran erzeugt wird,
und ein Verfahren zum Steuern der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung.
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2. Beschreibung des verwandten
Sachstandes
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In
jüngerer
Zeit ist auf dem Gebiet einer Brennkraftmaschine, die in einem Automobil
oder dergleichen installiert ist, eine Entwicklung einer elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung, die
in der Lage ist, Zeitgebungen zum Öffnen und Schließen von
Einlass- und Auslassventilen beliebig zu ändern, zum Zwecke eines Verhinderns
mechanischer Verluste, die von der Betätigung der Einlass- und Auslassventile
in ihren Öffnungs-
und Schließrichtungen
herrühren,
eines Verringerns von Pumpverlusten der Einlassluft, eines Verbesserns
einer thermischen Nettoeffizienz usw. vorangetrieben worden.
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Als
ein Beispiel der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung ist eine Anordnung,
die ein Gleitelement, einen schließenden Elektromagneten, einen öffnenden
Elektromagneten und ein elastisches Element aufweist, vorgeschlagen
worden. Das Gleitelement weist ein magnetisches Material auf und
gleitet in Zusammenwirkung mit den Einlass- und Auslassventilen.
Der schließende
Elektromagnet erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die das Gleitelement
in seiner Schließrichtung
nach einer Anlegung eines Magnetisierungsstroms daran versetzt. Der öffnende
Elektromagnet erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die das Gleitelement
in seiner Öffnungsrichtung
nach einer Anlegung eines Magnetisierungsstroms daran versetzt.
Das elastische Element hält
das Gleitelement elastisch in einer neutralen Position zwischen
einem Öffnungsseiten-Versatzende und einem
Schließseiten-Versatzende.
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Weil
eine derartige Ventilbetätigungsanordnung
die Notwendigkeit beseitigt, Einlass- und Auslassventile in ihren Öffnungs-
und Schließrichtungen mittels
einer Drehkraft einer Motorausgangswelle (Kurbelwelle) zu betätigen, wie
in dem Fall einer herkömmlichen
Ventilanordnung, wird ein mechanischer Verlust, der von der Betätigung der
Einlass- und Auslassventile herrührt,
verringert.
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Überdies
kann die oben beschriebene elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
die Einlass- und Auslassventile unabhängig von Drehbewegungen der
Motorausgangswelle betätigen
und weist somit viele Vorteile einschließlich eines hohen Freiheitsgrades
beim Steuern von Zeitgebungen zum Öffnen und zum Schließen der
Einlass- und Auslassventile, von Öffnungen der Einlass- und Auslassventile
usw. auf.
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Andererseits
tritt in der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung, wie sie oben
beschrieben ist, wenn das Gleitelement und die Einlass- und Auslassventile
versetzt werden, eine Reibung in den Gleitabschnitten des Gleitelements
und der Einlass- und Auslassventile auf. Deswegen stellt die Notwendigkeit,
einen relativ großen
Betrag eines Magnetisierungsstroms an den öffnenden Elektromagneten und an
den schließenden
Elektromagneten zum Zwecke eines Versetzens des Gleitelements gegen
die Reibung anzulegen, ein Problem dar.
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Um
ein derartiges Problem anzugehen, ist eine elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung,
wie sie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-36829 offenbart ist,
vorgeschlagen worden. Die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung,
die in dieser Publikation offenbart ist, weist ein Wellenelement
zum Übertragen
einer elektromagnetischen Kraft auf einen Ventilkörper und
einen Halteabschnitt zum gleitenden Halten des Wellenelements auf.
Die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
weist eine Schmieröl-Zufuhranordnung auf,
die Schmieröl
zu dem Halteabschnitt zuführt.
Deswegen wird das Auftreten einer Reibung zwischen dem Wellenelement
und dem Halteabschnitt unterdrückt.
Somit sind präzise
Gleitbewegungen des Wellenelements sichergestellt, während ein
Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die Elektromagneten anzulegen
ist, verringert wird.
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Schmieröl, das einer
elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung
zugeführt
wird, wie sie oben beschrieben ist, weist ein Merkmal auf, wobei sich
seine Viskosität
in Abhängigkeit
von einer Temperatur des Schmieröls ändert. Beispielsweise
nimmt die Viskosität
des Schmieröls
proportional zu einem Abfall in einer Temperatur davon zu, wohingegen
die Viskosität
des Schmieröls
proportional zu einem Anstieg einer Temperatur davon abnimmt.
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Deswegen
nimmt in einer elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung, wie sie oben
beschrieben ist, ein Gleitwiderstand (Reibungswiderstand) eines
Wellenelements zu, wenn das Schmieröl auf einer niedrigen Temperatur
ist. Andererseits nimmt der Gleitwiderstand ab, wenn das Schmieröl auf einer
hohen Temperatur ist. Folglich ändert
sich die Betriebsgeschwindigkeit des Wellenelements in Abhängigkeit
von einer Temperatur des Schmieröls, und
deswegen kann sich die Betriebsgeschwindigkeit der Einlass- und
Auslassventile in Abhängigkeit von
einer Temperatur des Schmieröls ändern.
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Das
Dokument EP-A-1 076 163 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern eines
elektromagnetisch betätigten
Motorventils (3.4) in einen Anfangszustand vor einem Motorstart.
Die Vorrichtung ist ausgelegt zum Bestimmen einer Viskosität eines
Motorschmieröls
und zum Ausführen
entweder einer resonanten Initialisierung, in welcher das Motorventil oszilliert,
um von einer mittleren Öffnungsposition
in eine geschlossene oder eine vollständig geöffnete Position bewegt zu werden
und in dieser durch ein abwechselndes Betätigen zweier Elektromagneten eines
elektromagnetischen Betätigungselements
gehalten zu werden, oder einer Einzel-Initialisierung, in welcher
das Motorventil von einer mittleren Öffnungsposition in die geschlossene
oder vollständig
geschlossene Position bewegt wird und in dieser mit einen Hub gehalten
wird, indem einer der Elektromagneten einmal betätigt wird, in Abhängigkeit
von der bestimmten Viskosität
eines Motorschmieröls. Überdies
ist ein Verfahren zum Steuern des Motorventils auf den Anfangszustand
auch offenbart.
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Das
Dokument D 197 39 840 A offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines
elektromagnetisch betätigbaren
Einstellelements, insbesondere eines periodisch betriebenen Ventils,
wie auch eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens, wobei
ein Pfad- oder ein Positionssensor bereitgestellt ist, um die Position
des Einstellelements zu messen, und der Stromfluss durch die Elektromagneten
der Einrichtung derart eingestellt wird, dass sich das Einstellelement
entlang einer vorbestimmen charakteristischen Positions/Geschwindigkeits-Kurve
bewegt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine,
die eine verbesserte elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
aufweist, wie auch ein verbessertes Verfahren zum Steuern einer
elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung
bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
bereitzustellen, die Einlass- und/oder Auslassventile in Öffnungs-
und Schließrichtungen
mittels einer elektromagnetischen Kraft betätigt, während sie es ermöglicht, Änderungen
in den Öffnungs-
und Schließgeschwindigkeiten
der Einlass- und Auslassventile zu verringern, die von einer Temperatur
oder einer Viskosität
des Schmiermittels, das einem Gleitabschnitt der elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung
zugeführt
wird, herrühren.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Brennkraftmaschine gelöst, die
eine elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung gemäß der unabhängigen Patentansprüche 1, 5
und 10 aufweist. Überdies werden
diese Aufgaben durch ein Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung
nach Patentanspruch 9 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Eine
Brennkraftmaschine, die eine elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
gemäß der Erfindung
aufweist, weist eine Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung
und eine Steuereinrichtung auf, die einen Betrag eines Magnetisierungsstroms
einstellt, der der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung zugeführt wird.
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Die
elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
betätigt
die Einlass- und/oder Auslassventile in Öffnungs- und Schließrichtungen
mittels einer elektromagnetischen Kraft, die nach einer Anlegung eines
Magnetisierungsstroms daran erzeugt wird. Die Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung
bestimmt (d.h. sie erfasst oder schätzt) eine Temperatur eines
Schmiermittels, das einem Gleitabschnitt der elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung,
dem Einlassventil oder dem Auslassventil zugeführt wird. Die Steuereinrichtung
stellt einen Betrag eines Magnetisierungsstroms, der der elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung
zugeführt wird,
in Übereinstimmung
mit der Temperatur des Schmiermittels ein, die von der Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung
erfasst oder geschätzt worden
ist.
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In
einer Brennkraftmaschine, die eine so aufgebaute elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
aufweist, erfasst oder schätzt,
wenn ein Einlassventil oder ein Auslassventil in seinen Öffnungs- und
Schließrichtungen
betätigt
wird, eine Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung zuerst eine Temperatur
des Schmiermittels. Eine Steuereinrichtung stellt einen Betrag eines
Magnetisierungsstroms, der der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung
zuzuführen
ist, in Übereinstimmung mit
der Temperatur des Schmiermittels ein, die von der Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung
erfasst oder geschätzt
worden ist.
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Beispielsweise
kann die Steuereinrichtung einen Betrag des Magnetisierungsstroms,
der der elektromagnetischen Ventilbetätigungsanordnung zugeführt wird,
proportional zu einer Abnahme in einer Temperatur des Schmiermittels,
die von der Schmiermitteltemperatur-Bestimmungseinrichtung erfasst oder
geschätzt
worden ist, erhöhen.
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In
diesem Fall nimmt der Betrag des Magnetisierungsstroms, der an die
elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
angelegt wird, proportional zu einer Abnahme in einer Temperatur
des Schmiermittels, d.h. proportional zu einer Zunahme in einer Viskosität des Schmiermittels
zu. Andererseits nimmt der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der
an die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung angelegt wird,
proportional zu einer Erhöhung
in einer Temperatur des Schmiermittels, d.h. proportional in einer
Abnahme einer Viskosität
des Schmiermittels ab.
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Folglich
erzeugt die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung eine relativ
große
elektromagnetische Kraft, wenn das Schmiermittel eine hohe Viskosität aufweist,
und erzeugt eine relativ kleine elektromagnetische Kraft, wenn das
Schmiermittel eine niedrige Viskosität aufweist. D.h., die Einlass-
und Auslassventile werden mit einer relativ großen elektromagnetischen Kraft
betätigt,
wenn das Schmiermittel eine hohe Viskosität aufweist, und werden mit
einer relativ kleinen elektromagnetischen Kraft betätigt, wenn
das Schmiermittel eine niedrige Viskosität aufweist.
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Somit
wird das Einlass- und/oder Auslassventil mit einer elektromagnetischen
Kraft betätigt, die
bestimmt wird, indem die Viskosität des Schmiermittels berücksichtigt wird.
Deswegen können Änderungen
in Öffnungs-
und Schließgeschwindigkeiten der
Einlass- und Auslassventile, die von einer Temperatur oder Viskosität des Schmiermittels
herrühren, verringert
werden.
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Wenn
das Schmiermittel auf einer niedrigen Temperatur ist, kann der Betrag
des Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung
der Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung
der Auslassseite anzulegen ist, erhöht werden, und die Zeitgebung für ein Anlegen
des Magnetisierungsstroms kann vorgerückt werden. Andererseits kann,
wenn das Schmiermittel auf einer hohen Temperatur ist, der Betrag
des Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung
der Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung der Auslassseite
anzulegen ist, verringert werden, und gleichzeitig kann die Zeitgebung
für eine
Anlegung des Magnetisierungsstroms verzögert werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben,
in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 einen Gesamtgrundriss
einer Brennkraftmaschine, die eine elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
aufweist, gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine Gesamtansicht des
internen Aufbaus der Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 den internen Aufbau einer
elektromagnetischen Einlassseite-Betätigungsanordnung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ein Blockdiagramm des
internen Aufbaus einer ECU, die in der ersten Ausführungsform der
Erfindung eingesetzt wird;
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5 ein Flussdiagramm einer
Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 den Betrag eines Magnetisierungsstroms
und eine Zeitgebung für
eine Anlegung des Magnetisierungsstroms in Übereinstimmung mit der Temperatur
des Schmieröls
in einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Nachstehend
wird eine Brennkraftmaschine, die eine elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung aufweist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
werden.
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Die 1 und 2 zeigen Gesamtaufbauten einer Brennkraftmaschine
und ihre Einlass- und Auslasssysteme gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Eine Brennkraftmaschine 1, die in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein wassergekühlter Viertakt-Benzinmotor,
der mit vier Zylindern 21 ausgerüstet ist.
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Die
Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 1b und
einen Zylinderkopf 1a auf. Die vier Zylinder 21 und
ein Kühlmitteldurchlauf
oder -Kanal 1c sind in dem Zylinderblock 1b gebildet.
Der Zylinderkopf 1a ist an einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 1b befestigt.
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Eine
Kurbelwelle 21 als eine Motorausgangswelle wird von dem
Zylinderblock 1b drehbar gehalten. Die Kurbelwelle 23 ist
mit einem Kolben 22 über
einen Verbindungsstab 19 verbunden. Ein Kolben 22 wird
gleitend in jeden der Zylinder 21 eingeführt.
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Die
Kurbelwelle 23 ist an deren einem Ende mit einem Zeitgebungsrotor 51a ausgestattet,
der eine Mehrzahl von Zähnen
entlang seinem Umfang aufweist. Ein elektromagnetischer Aufnehmer 51b ist an
dem Zylinderblock 1b in einer Position nahe bei dem Zeitgebungsrotor 51a angebracht.
Der Zeitgebungsrotor 51a und der elektromagnetische Aufnehmer 51b bilden
einen Kurbelpositionssensor 51 aus.
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Der
Zylinderblock 1b ist mit einem Kühlmittel-Temperatursensor 52 ausgestattet,
der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer Temperatur eines Kühlmittels
entspricht, das durch den Kühlmitteldurchlass 1c fließt.
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Eine
Brennkammer 24, die von einer oberen Fläche des Kolbens 22 und
einer Wandfläche
des Zylinderkopfes 1a umgeben ist, ist oberhalb des Kolbens 22 jedes
der Zylinder 23 gebildet. Eine Zündkerze 25 ist an
dem Zylinderkopf 1a auf eine derartige Weise angebracht,
dass sie der Brennkammer 24 jedes der Zylinder 21 gegenübersteht.
Eine Zündeinrichtung 25a zum
Anlegen eines Treiberstroms an die Zündkerze 25 ist damit
verbunden.
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Zwei Öffnungsenden
eines Einlassanschlusses 26 und zwei Öffnungsenden eines Auslassanschlusses 27 sind
in dem Zylinderkopf 1a in einem Bereich gebildet, der der
Brennkammer 24 jedes der Zylinder 21 gegenübersteht.
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Einlassventile 28 zum Öffnen und
Schließen der Öffnungsenden
des Einlassanschlusses 26 und Auslassventile 29 zu Öffnen und
Schließen
der Öffnungsenden
des Auslassanschlusses 27 sind in dem Zylinderkopf auf
eine hin- und herbewegende Weise bereitgestellt.
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Elektromagnetische
Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite, die in der Anzahl gleich den Einlassventilen 28 sind,
sind in dem Zylinderkopf 1a bereitgestellt. Unter Verwendung
einer elektromagnetischen Kraft, die nach einer Anlegung eines Magnetisierungsstroms
daran erzeugt wird, betätigen
die elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite die Einlassventile 28 auf eine hin- und herbewegende
Weise. Die Treiberschaltung 30a der Einlassseite ist elektrisch
mit jeder der elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite verbunden. Die Treiberschaltung 30a der Einlassseite
dient dazu, einen Magnetisierungsstrom an eine entsprechende der
elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite anzulegen.
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Elektromagnetische
Betätigungsanordnungen 31 der
Auslassseite, die in der Anzahl gleich den Auslassventilen 29 sind,
sind in dem Zylinderkopf 1a bereitgestellt. Unter Verwendung
einer elektromagnetischen Kraft, die nach einer Anlegung eines Magnetisierungsstroms
daran erzeugt wird, betätigen
die elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 31 der
Auslassseite die Auslassventile 29 auf eine hin- und herbewegende
Weise. Eine Treiberschaltung 31a der Auslassseite ist elektrisch
mit jeder der elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 31 der Auslassseite
verbunden. Die Treiberschaltung 31a der Auslassseite dient
dazu, einen Magnetisierungsstrom an eine entsprechende der elektromagnetischen
Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite anzulegen.
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Nachstehend
werden spezifische Aufbauten der elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite und der elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 31 der
Auslassseite beschrieben. Weil die elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite und die elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 31 der
Auslassseite strukturell identisch sind, wird sich die folgende Beschreibung
nur auf die elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite als ein Beispiel beziehen.
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3 ist eine Schnittansicht
des Aufbaus einer der elektromagnetischen Betätigungsanordnungen 30 der
Einlassseite. In 3 weist
der Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 einen
unteren Kopf 10 und einen oberen Kopf 11 auf.
Der untere Kopf 10 ist an einer oberen Fläche des
Zylinderblocks 1b befestigt. Der obere Kopf 11 ist
auf dem unterem Kopf 10 bereitgestellt.
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Zwei
Einlassanschlüsse 26 sind
in dem unteren Kopf 10 für jeden der Zylinder 21 gebildet.
Ein Ventilsitz 12, auf welchem ein Ventilkörper 28a eines entsprechenden
der Einlassventile 28 sitzt, ist in dem Öffnungsende
jedes der Einlassanschlüsse 26 auf der
Seite der Brennkammer 24 bereitgestellt.
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Ein
Durchloch, das im Querschnitt kreisförmig ist und das von einer
inneren Wandfläche
jedes der Einlassanschlüsse 26 zu
der oberen Fläche
des unteren Kopfs 10 verläuft, ist in dem unterem Kopf 10 gebildet.
Eine röhrenförmige Ventilführung 13 ist
in das Durchloch eingeführt.
Eine Ventilwelle 28b des Einlassventils 28 läuft durch
ein Innenloch in der Ventilführung 10 und
ist in der axialen Richtung gleitfähig.
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Ein
Kerneinpassloch 14, das im Querschnitt kreisförmig ist,
ist in dem oberen Kopf in einem Bereich bereitgestellt, der koaxial
zu der Ventilführung 13 ist.
Ein erster Kern 301 und ein zweiter Kern 302 sind
in das Kerneinpassloch 14 eingepasst. Ein unterer Abschnitt
des Kerneinpasslochs 14 ist im Durchmesser größer als
ein oberer Abschnitt des Kerneinpasslochs 14. Nachstehend
wird der untere Abschnitt des Kerneinpasslochs 14 als ein
Abschnitt 14b eines großen Durchmessers bezeichnet
werden, und der obere Abschnitt des Kerneinpasslochs 14 wird
als ein Abschnitt 14a eines kleinen Durchmessers bezeichnet
werden.
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Ein
erster Kern 301 und ein zweiter Kern 302 sind
axial in Reihe in den Abschnitt 14a des kleinen Durchmessers
mit einem vorbestimmten Freiraum 303 zwischen ihnen eingepasst.
Der erste Kern 301 und der zweite Kern 302 sind
ringförmige
Elemente, die aus einem weichmagnetischen Material hergestellt sind.
Ein Flansch 301a ist an einem oberen Ende des ersten Kerns 301 gebildet.
Der erste Kern 301 ist in das Kerneinpassloch 14 von
oben eingepasst. Der Flansch 301a grenzt an eine Kante
des Kerneinpasslochs 14 an, wodurch der erste Kern 301 positioniert
ist. Ein Flansch 302a ist an einem unteren Ende des zweiten
Kerns 302 gebildet. Der zweite Kern 302 ist in
das Kerneinpassloch 14 von unten eingepasst. Der Flansch 302a grenzt
an eine Kante des Kerneinpasslochs 14 an, wodurch der zweite Kern 302 positioniert
ist. Deswegen wird ein vorbestimmter Freiraum 303 zwischen
dem ersten Kern 301 und dem zweiten Kern 302 aufrechterhalten.
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Eine
obere Platte 318, die aus einem ringförmigen Element aufgebaut ist,
das einen Außendurchmesser
größer als
ein Durchmesser des Flansches 301a aufweist, ist oberhalb
eines oberen Abschnitts des ersten Kerns 301 angeordnet.
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Eine
röhrenförmige obere
Kappe 305 ist oberhalb des oberen Abschnitts der oberen
Platte 302 angeordnet. Ein Flansch 305a, der einen
Außendurchmesser
im Wesentlichen gleich einem Durchmesser der oberen Platte 318 aufweist,
ist an einem unteren Ende der oberen Klappe 305 gebildet.
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Die
obere Kappe 305 und die obere Platte 318 sind
an einer oberen Fläche
des oberen Kopfs 311 mit Bolzen 304 befestigt.
Die Bolzen 304 dringen in den oberen Kopf 11 über die
obere Platte 318 von einer oberen Fläche des Flansches 305a der
oberen Kappe 305 ein.
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In
diesem Fall grenzt das untere Ende der oberen Klappe 305,
die den Flansch 305a einschließt, an eine obere Fläche der
oberen Platte 318 an. Die obere Platte 318 ist
an dem oberen Kopf 11 befestigt, wobei eine untere Fläche der
oberen Platte 318 an einen Umfangsabschnitt einer oberen
Fläche des
ersten Kerns 301 angrenzt. Folglich ist der erste Kern 301 an
dem oberen Kopf 11 befestigt.
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Eine
untere Platte 307, die aus einem ringförmigen Element hergestellt
ist, das einen Außendurchmesser
im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Abschnitts 14b des
großen
Durchmessers des Kerneinpasslochs 14 aufweist, ist unterhalb eines
unteren Abschnitts des zweiten Kerns 302 bereitgestellt.
Die untere Platte 307 ist an einer abwärtsgerichteten gestuften Fläche in einem
gestuften Abschnitt 14a des kleinen Durchmessers und dem
Abschnitt 10b des großen
Durchmessers durch Bolzen 306 befestigt, die in den oberen
Kopf 11 von unterhalb einer unteren Fläche der unteren Platte 314 eindringen.
In diesem Fall ist die untere Platte 307 befestigt, während sie
an einen Umfangsabschnitt einer unteren Fläche des zweiten Kerns 302 angrenzt. Folglich
ist der zweite Kern 302 an dem oberen Kopf 11 befestigt.
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Eine
erste elektromagnetische Spule 308 wird durch eine Nut
gehalten, die in einer Fläche
des ersten Kerns 308 auf der Seite des Freiraums 303 gebildet
ist. Eine zweite elektromagnetische Spule 309 wird durch
eine Nut gehalten, die in einer Fläche des zweiten Kerns 302 auf
der Seite des Freiraums 303 gebildet ist. Die erste elektromagnetische
Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 sind
an derartigen Stellen angeordnet, dass sie einander über den
Freiraum 303 gegenüberstehen.
Die erste elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische
Spule 309 sind elektrisch mit der Treiberschaltung 30a der
Einlassseite verbunden.
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Der
erste Kern 301 und die erste elektromagnetische Spule 308 arbeiten
als ein Elektromagnet. Der zweite Kern 302 und die zweite
elektromagnetische Spule 309 arbeiten auch als ein Elektromagnet.
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Ein
Anker 311, der aus einem kreisförmigen weichmagnetischen Material
hergestellt ist, das einen Außendurchmesser
kleiner als ein Innendurchmesser des Freiraums 303 aufweist,
ist in dem Freiraum 303 angeordnet. Eine Ankerwelle 310 ist
an einem hohlen zentralen Abschnitt des Ankers 311 befestigt
und kann sich vertikal entlang einer axialen Mittellinie des Ankers 311 erstrecken.
Die Ankerwelle 310 ist aus einem säulenförmigen nicht-magnetischen Material
hergestellt, das einen Außendurchmesser
kleiner als ein Durchmesser der hohlen Abschnitte des ersten Kerns 301 und
des zweiten Kerns 302 aufweist.
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Ein
oberes Ende der Ankerwelle 310 ist auf eine derartige Weise
gebildet, die Innenseite der oberen Kappe 305 über den
hohlen Abschnitt des ersten Kerns 301 zu erreichen. Ein
unteres Ende der Ankerwelle 310 ist auf eine derartige
Weise gebildet, die Innenseite des Abschnitts 14b des großen Durchmessers über den
hohlen Abschnitt des zweiten Kerns 302 zu erreichen.
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In Übereinstimmung
damit ist eine ringförmige
obere Buchse (Lagerabschnitt) 319, die einen Innendurchmesser
im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser
der Ankerwelle 310 aufweist, an einem oberen Ende des hohlen
Abschnitts des ersten Kerns 301 bereitgestellt. Auch ist
eine ringförmige untere
Buchse (Lagerabschnitt) 320, die einen Innendurchmesser
im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser
der Ankerwelle 310 aufweist, an einem unteren Ende des
hohlen Abschnitts des zweiten Kerns 302 bereitgestellt.
Die Ankerwelle 310 wird durch die obere Buchse 319 und
die untere Buchse 320 axial gleitfähig gehalten.
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Ein
oberes Rückhalteelement 312 in
der Form einer kreisförmigen
Platte ist mit dem oberen Ende der Ankerwelle 310 verbunden,
die in die obere Kappe 305 verläuft. Ein Einstellbolzen 313 ist
in eine obere Öffnung
der oberen Kappe 305 geschraubt. Eine obere Feder 314 ist
zwischen dem oberen Rückhalteelement 312 und
dem Einstellbolzen 313 angeordnet. Ein Federsitz 315,
der einen Außendurchmesser
im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser der oberen Kappe 305 aufweist,
ist zwischen einer Anstoßfläche des
Einstellbolzens 313 und einer Anstoßfläche der oberen Feder 314 angeordnet.
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Ein
oberes Ende der Ventilwelle 28b des Einlassventils 28 stößt an das
untere Ende der Ankerwelle 310, die sich in den Abschnitt 14b des
großen Durchmessers
erstreckt. Ein unteres Rückhalteelement 28c in
der Form einer kreisförmigen
Scheibe ist mit einem äußeren Umfang
des oberen Endes der Ventilwelle 28b verbunden. Eine untere
Feder 316 ist zwischen einer unteren Fläche des unteren Rückhalteelements 28c und
der oberen Fläche
des unteren Kopfs 10 angeordnet.
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In
der so aufgebauten elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite wirkt, wenn kein Magnetisierungsstrom an die erste
elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische
Spule 309 von der Treiberschaltung 30a der Einlassseite
angelegt wird, eine Druckkraft von der oberen Feder 314 abwärts auf
die Ankerwelle 310 (d.h. in einer Richtung, in welcher
das Einlassventil 28 geöffnet
wird), und eine Druckkraft wirkt aufwärts von der unteren Feder 316 auf
das Einlassventil 28 (d.h. in einer Richtung, in welcher
das Einlassventil 28 geschlossen wird). Folglich werden
die Ankerwelle 310 und das Einlassventil 28 in
einem sogenannten neutralen Zustand gehalten, in welchem sie aneinander
anstoßen
und elastisch an vorbestimmten Positionen gehalten werden.
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Druckkräfte der
oberen Feder 314 und der unteren Feder 316 sind
derart eingestellt, dass eine neutrale Position des Ankers 311 eine
zentrale Position zwischen dem ersten Kern 301 und dem
zweiten Kern 302 in dem Freiraum 303 wird. Wenn
die neutrale Position des Ankers 311 von der zuvor erwähnten zentralen
Position aufgrund der Anfangstoleranz, eines Alterns, etc. der Komponentenelemente
abgewichen ist, kann eine Einstellung durch den Einstellbolzen 313 derart
ausgeführt
werden, dass die neutrale Position des Ankers 311 mit der
zentralen Position zusammenfällt.
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Axiale
Längen
der Ankerwelle 310 und der Ventilwelle 28b sind
derart eingestellt, dass der Ventilkörper 28a an einer
zentralen Position zwischen einem Versatzende der Öffnungsseite
und einem Versatzende der Schließseite (nachstehend als eine halbgeöffnete Position
bezeichnet) ist, wenn der Anker 312 an der zentralen Position
in dem Freiraum 303 ist. Überdies sind axiale Längen der
Ankerwelle 310 und der Ventilwelle 28b derart eingestellt,
dass der Ventilsitz 28a auf dem Ventilsitz 12 sitzt,
wenn der Anker 311 in eine Angrenzung an den ersten Kern 301 anstößt.
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In
der oben beschriebenen elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite wird, wenn ein Magnetisierungsstrom an die erste elektromagnetische
Spule 308 von der Treiberschaltung 30a der Einlassseite
angelegt wird, eine elektromagnetische Kraft, die in eine derartige
Richtung wirkt, dass sie den Anker 311 zu dem ersten Kern 301 hin
versetzt, zwischen der Seite des ersten Kerns 301 (der
ersten elektromagnetischen Spule 308) und dem Anker 311 erzeugt.
Deswegen wird der Anker 311 zu seiner Schließseite gegen
eine Druckkraft der oberen Feder 314 versetzt und gelangt
in ein Anstoßen
an den ersten Kern 301.
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Wenn
der Anker 311 an den ersten Kern 301 anstößt, zieht
sich das Einlassventil 28 zurück, während es eine Druckkraft von
der unteren Feder 316 aufnimmt, und nimmt einen Zustand,
in welchem der Ventilkörper 28a des
Einlassventils 28 auf dem Ventilsitz 12 sitzt,
d.h. einen vollständig
geschlossenen Zustand ein.
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In
der oben geschrieben elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite wird, wenn ein Magnetisierungsstrom an die zweite elektromagnetische
Spule 309 von der Treiberschaltung 30a der Einlassseite
angelegt wird, eine elektromagnetische Kraft, die in eine derartige
Richtung wirkt, dass sie den Anker 311 zu dem zweiten Kern 302 hin
versetzt, zwischen der Seite des zweiten Kerns 302 (der
zweiten elektromagnetischen Spule 309) und dem Anker 311 erzeugt.
Deswegen wird der Anker 311 zu seiner Öffnungsseite gegen eine Druckkraft
der unteren Feder 316 versetzt und gelangt in ein Anstoßen an den
zweiten Kern 302.
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Wenn
der Anker 311 an den zweiten Kern 302 anstößt, drückt die
Ankerwelle 310 die Ventilwelle 28b in ihre Öffnungsrichtung
gegen eine Druckkraft der unteren Feder 316. Das Einlassventil 28 wird
in seinem vollständig
geöffneten
Zustand durch die Druckkraft gehalten.
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In
der oben beschriebenen elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite stoppt in dem Fall, wo das Einlassventil 28,
das in seinem vollständig
geschlossenen Zustand ist, geöffnet
wird, die Treiberschaltung 30a der Einlassseite zuerst
ein Anlegen eines Magnetisierungsstroms an die erste elektromagnetische
Spule 308.
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In
diesem Augenblick endet die elektromagnetische Kraft, die in dem
Elektromagneten erzeugt wird, der aus dem ersten Kern 301 und
der ersten elektromagnetischen Spule 308 besteht, und die
den Anker 311 anzieht. Deswegen werden der Anker 311 und
das Einlassventil 28 in ihre Öffnungsrichtungen versetzt,
während
sie eine Druckkraft der oberen Feder 314 aufnehmen.
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Unmittelbar
nachdem der Anker 311 in eine Position nahe dem zweiten
Kern 302 versetzt worden ist, während er eine Druckkraft der
oberen Feder 314 aufnimmt, legt die Treiberschaltung 30a der
Einlassseite einen Magnetisierungsstrom an die zweite elektromagnetische
Spule 309 an. Somit wird eine elektromagnetische Kraft,
die den Anker 311 an den zweiten Kern 302 anzieht,
zwischen dem zweiten Kern 302, der zweiten elektromagnetischen
Spule 309 und dem Anker 311 erzeugt. Wegen dieser
elektromagnetischen Kraft wird der Anker 311 in eine derartige Position
versetzt (Versatzende der Öffnungsseite), dass
der Anker 311 an den zweiten Kern 302 anstößt. Folglich
nimmt das Einlassventil 28 seinen vollständig geöffneten
Zustand ein.
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Andererseits
stoppt in der oben beschrieben elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der Einlassseite
in dem Fall, wo das Einlassventil 28, das in seinem vollständig geöffneten
Zustand ist, geschlossen wird, die Treiberschaltung 30a der
Einlassseite zuerst ein Anlegen eines Magnetisierungsstroms an die
zweite elektromagnetische Spule 309.
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In
diesem Augenblick endet die elektromagnetische Kraft, die in dem
Elektromagneten erzeugt wird, der aus dem zweiten Kern 302 und
der zweiten elektromagnetischen Spule 309 besteht, und
die den Anker 311 anzieht. Deswegen werden der Anker 311 und
das Einlassventil 28 in ihre Schließrichtungen versetzt, während sie
eine Druckkraft der unteren Feder 316 aufnehmen.
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Unmittelbar
nachdem der Anker 311 in eine Position nahe des ersten
Kerns 301 versetzt worden ist, während er eine Druckkraft der
unteren Feder 316 aufnimmt, legt die Treiberschaltung 30a der
Einlassseite einen Magnetisierungsstrom an die erste elektromagnetische
Spule 308 an. Somit wird eine elektromagnetische Kraft,
die den Anker 311 an den ersten Kern 301 anzieht,
zwischen dem ersten Kern 301, der ersten elektromagnetischen
Spule 308 und dem Anker 311 erzeugt. Wegen dieser
elektromagnetischen Kraft wird der Anker 311 in eine derartige
Position versetzt (Versatzende der Schließseite), dass der Anker 311 an
den ersten Kern 301 anstößt. Folglich sitzt der Ventilkörper 28a des
Einlassventils 28 auf dem Ventilsitz 12.
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Auf
diese Weise legt die Treiberschaltung 30a der Einlassseite
einen Magnetisierungsstrom abwechselnd an die erste elektromagnetische
Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 zu vorbestimmten
Zeitgebungen an. Somit arbeitet der Anker 311 auf eine
hin- und herbewegende Weise zwischen dem Versatzende der Schließseite und dem
Versatzende der Öffnungsseite.
In Übereinstimmung
mit dieser Hin- und Herbewegung wird die Ventilwelle 28b auf
eine hin- und herbewegende Weise betätigt und gleichzeitig wird
der Ventilkörper 28a in seinen Öffnungs-
und Schließrichtungen
betätigt.
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Dementsprechend ändert die
Treiberschaltung 30a der Einlassseite Zeitgebungen für eine Anlegung
eines Magnetisierungsstroms an die erste elektromagnetische Spule 308 und
die zweite elektromagnetische Spule 309, wodurch Zeitgebungen für ein Öffnen und
ein Schließen
des Einlassventils 28 beliebig gesteuert werden können.
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Die
oben beschriebene elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite ist mit einer Schmieranordnung versehen, die einen
Gleitwiderstand zwischen der Ankerwelle 310 und der oberen
Buchse 319 und einen Gleitwiderstand zwischen der Ankerwelle 310 und
der unteren Buchse 320 verringert.
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Die
oben beschriebene Schmieranordnung weist eine ringförmige Aussparung 318a der
oberen Seite, eine ringförmige
Aussparung 307a der unteren Seite, einen Ölkanal 401 der
oberen Seite, einen Ölkanal 402 der
unteren Seite, einen Verbindungskanal 403 und einen Rückgabekanal 404 auf.
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Die
ringförmige
Aussparung 318a der oberen Seite ist in der unteren Fläche der
oberen Platte 318 in einem Bereich bereitgestellt, der
einer oberen Fläche
der oberen Buchse 319 gegenübersteht. Die ringförmige Aussparung 307a der
unteren Seite ist in einer oberen Fläche der unteren Platte 307 in
einem Bereich bereitgestellt, die der unteren Buchse 320 gegenübersteht.
Der Ölkanal 401 der
oberen Seite führt
Schmieröl,
das aus einer Ölpumpe
(nicht gezeigt) ausgegeben wird, in die Aussparung 318a der oberen
Seite ein. Der Ölkanal 402 der
unteren Seite führt
Schmieröl,
das von der Ölpumpe
ausgegeben wird, in die Aussparung 307a der unteren Seite
ein. Der Verbindungskanal 403 führt in die Aussparung 307a der
unteren Seite einen Überschuss
von Schmieröl
ein, das der Aussparung 318a der oberen Seite zugeführt worden
ist. Der Rückgabekanal 404 gibt
Schmieröl
zu einer Ölwanne
(nicht gezeigt) zurück,
das in den Abschnitt 14b des großen Durchmessers von der Aussparung 307a der
unteren Seite über
einen Freiraum zwischen der Ankerwelle 310 und der unteren
Platte 307 usw. abgefallen ist.
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In
dem in 3 gezeigten Beispiel
ist der Ölkanal 401 der
oberen Seite auf eine derartige Weise gebildet, sich von der Ölpumpe zu
der Aussparung 318a der oberen Seite über den oberen Kopf 11,
den Flansch 301a des ersten Kerns 301 und die
Innenseite der oberen Platte 318 zu erstrecken. Der Ölkanal 402 der
unteren Seite ist auf eine derartige Weise gebildet, sich von der Ölpumpe zu
der Aussparung 307a der unteren Seite über den oberen Kopf 11,
den zweiten Kern 302 und die Innenseite der unteren Platte 307 zu
erstrecken. Der Verbindungskanal 403 ist auf eine derartige
Weise gebildet, sich von der Aussparung 318a der oberen
Seite zu der Aussparung 307a der unteren Seite über die
obere Platte 318, den Flansch 301a des ersten
Kerns 301, den oberen Kopf 11, den Flansch 302a des
zweiten Kerns 302 und die Innenseite der unteren Platte 307 zu
erstrecken. Überdies
ist der Rückgabekanal 404 auf eine
derartige Weise gebildet, sich von dem Abschnitt 14b des
großen
Durchmessers zu der Ölwanne über die
Innenseite des unteren Kopfs 10 zu erstrecken.
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Natürlich sind
die Aufbauten des Ölkanals 401 der
oberen Seite, des Ölkanals 402 der
unteren Seite, des Verbindungskanals 403 und des Rückgabekanals 404,
wie sie oben beschrieben sind, nicht auf jene beschränkt, die
in 3 gezeigt sind.
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In
der so aufgebauten Schmieranordnung wird Schmieröl, das von der Ölpumpe ausgegeben wird,
der Aussparung 318a der oberen Seite über den Ölkanal 401 der oberen
Seite zugeführt.
Das Schmieröl,
das der Aussparung 318a der oberen Seite zugeführt worden
ist, tritt in einen Freiraum zwischen einer unteren Umfangsfläche der
Ankerwelle 310 und einer inneren Umfangsfläche der
oberen Buchse 319 aufgrund der Hin- und Herbewegungen der
Ankerwelle 310 ein. Das Schmieröl verringert eine Reibung,
die zwischen der äußeren Umfangsfläche der
Ankerwelle 310 und der inneren Umfangsfläche der
oberen Bürste 319 auftritt.
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In
der oben beschriebenen Schmieranordnung wird Schmieröl, das von
der Ölpumpe
ausgegeben wird, der Aussparung 307a der unteren Seite über den Ölkanal 402 zugeführt. Ein Überschuss
von Schmieröl,
das der Aussparung 318a der oberen Seite zugeführt worden
ist, wird zu der Aussparung 307a der unteren Seite über den
Verbindungskanal 403 von der Aussparung 318a der
oberen Seite zugeführt.
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Das
Schmieröl,
das der Aussparung 307a der unteren Seite zugeführt worden
ist, tritt in einen Freiraum zwischen der äußeren Umfangsfläche der Ankerwelle 310 und
der inneren Umfangsfläche
der unteren Buchse 320 aufgrund der Hin- und Herbewegungen
der Ankerwelle 310 ein. Das Schmieröl verringert eine Reibung,
die zwischen der äußeren Umfangsfläche der
Ankerwelle 310 und der inneren Umfangsfläche der
unteren Buchse 320 auftritt.
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Ein Überschuss
an Schmieröl,
das der Aussparung 307a der unteren Seite zugeführt worden
ist, tritt in den Abschnitt 14b des großen Durchmessers über den
Freiraum zwischen der Ankerwelle 310 und der unteren Platte 307 usw.
ein, und fällt
dann auf die obere Fläche
des unteren Kopfs 10 ab. Das Schmieröl, das auf die obere Fläche des
unteren Kopfs 10 abgefallen ist, fließt in den Rückgabekanal 404 und
wird an die Ölwanne
zurückgegeben.
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Eine
derartige Schmieranordnung verringert einen Gleitwiderstand der
Ankerwelle 310. Deswegen kann sich die Ankerwelle 310 auf
eine hin- und herbewegende Weise durch eine relativ kleine elektromagnetische
Kraft bewegen. Folglich kann der Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der an die erste elektromagnetische Spule 308 und an die
zweite elektromagnetische Spule 309 anzulegen ist, verringert
werden.
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Überdies
ist die oben beschriebene elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite mit einem Ventilhubsensor 317 ausgestattet, der
einen Versatz des Einlassventils 28 erfasst. Der Ventilhubsensor 317 umfasst
ein Ziel bzw. Target 317a in der Form einer kreisförmigen Platte
und einen Spaltsensor 317b. Das Target 317a in
der Form einer kreisförmigen
Platte ist an einer oberen Fläche des
oberen Rückhalteelements 312 angebracht.
Der Spaltsensor 317b ist an dem Einstellbolzen 313 in
einem Bereich angebracht, der dem oberen Rückhalteelement 312 gegenübersteht.
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Das
Target 317a wird zusammen mit dem Anker 311 der
elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite versetzt. Der Spaltsensor 317b gibt ein elektrisches
Signal, das einem Abstand zwischen dem Spaltsensor 317b und
dem Target 317a entspricht, zu einer später beschriebenen elektronischen
Steuereinheit (ECU) 20 aus.
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Hierbei
speichert die ECU 20 im Voraus einen Ausgangssignalwert,
der von dem Spaltsensor 317b erzeugt wird, wenn der Anker 311 in
seinem neutralen Zustand ist.
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Durch
ein Berechnen eines Unterschieds zwischen dem Ausgangssignalwert
und einem gegenwärtigen
Ausgangssignalwert des Spaltsensors 317b können Versatzhübe des Ankers 311 und
des Einlassventils 28 spezifisch bestimmt werden.
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Bezugnehmend
wiederum auf die 1 und 2 ist ein Einlassverteiler 33,
der vier Zweigrohre umfasst, mit dem Zylinderkopf 1a der
Brennkraftmaschine 1 verbunden. Jedes der Zweigrohre des
Einlassverteilers 33 ist in Verbindung mit dem Einlassanschluss 26 eines
entsprechenden der Zylinder 21.
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Der
Zylinderkopf 1a ist mit Kraftstoffeinspritzventilen 32 an
Positionen nahe bei den Bereichen zur Verbindung mit dem Einlassverteiler 33 ausgestattet, so
dass ein Einspritzloch jedes der Kraftstoffeinspritzventile 32 zu
der Innenseite des Einlassanschlusses 26 hin gerichtet
ist.
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Der
Einlassverteiler 33 ist mit einem Druckausgleichsbehälter 34 zum
Unterdrücken
einer Pulsierung von Einlassluft verbunden. Der Druckausgleichsbehälter 34 ist
mit einem Einlassrohr 35 verbunden. Das Einlassrohr 35 ist
mit einem Luftreinigerkasten 36 zum Entfernen von Schmutz,
Staub usw. aus der Einlassluft verbunden.
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Ein
Luftströmungsmesser 44,
der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer Luftmasse entspricht, die
durch das Einlassrohr 35 strömt (Einlassluftmasse), ist
an dem Einlassrohr 35 angebracht. Ein Drosselventil 39,
das die Menge an Einlassluft, die durch die Einlassleitung 35 strömt, ist
in dem Einlassrohr 35 in einem Bereich stromabwärts des
Luftströmungsmessers 44 bereitgestellt.
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Ein
Drosselbetdätigungselement 40 und
ein Drosselpositionssensor 41 sind an dem Drosselventil 39 angebracht.
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Das
Drosselbetätigungselement 40 ist
aus einem Schrittmotor oder dergleichen aufgebaut und betätigt das
Drosselventil 39 in seinen Öffnungs- und Schließrichtungen
in Übereinstimmung
mit einer Größe einer
angelegten Spannung. Der Drosselpositionssensor 41 gibt
ein elektrisches Signal aus, das einem Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 entspricht.
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Ein
Beschleunigungshebel (nicht gezeigt) ist an dem Drosselventil 39 angebracht.
Dieser Beschleunigungshebel ist unabhängig von dem Drosselventil 39 drehbar
und dreht sich in Zusammenwirkung mit einem Gaspedal 40.
Ein Beschleunigungspositionssensor 43, der ein elektrisches
Signal ausgibt, das einem Betrag einer Drehung des Beschleunigungshebels
entspricht, ist an dem Beschleunigungshebel angebracht.
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Andererseits
ist ein Auspuffverteiler 45, der derart gebildet ist, dass
vier Zweigrohre in ein gemeinsames Rohr unmittelbar stromabwärts der Brennkraftmaschine 1 zusammenlaufen,
mit dem Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Jedes
der Zweigrohre des Auspuffverteilers 45 ist in Verbindung
mit dem Abgasanschluss 27 eines entsprechenden der Zylinder 21.
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Der
Auspuffverteiler 45 ist mit einem Auspuffrohr 47 über einen
Abgas-Reinigungskatalysator 46 verbunden. Das Auspuffrohr 47 ist
bei einer Position stromabwärts
davon mit einem Schalldämpfer (nicht
gezeigt) verbunden. Ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor 48 ist
an dem Auspuffverteiler 45 angebracht. Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor 48 gibt
ein elektrisches Signal aus, das einem Luft-Kraftstoffverhältnis von
Abgas entspricht, das durch den Auspuffverteiler 45 strömt (d.h.
einem Abgas, das in den Abgas-Reinigungskatalysator 46 strömt).
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Beispielsweise
ist der Abgas-Reinigungskatalysator 46 ein Drei-Wege-Katalysator,
ein NOx-Katalysator vom Absorptions-Reduktions-Typ,
ein NOx-Katalysator vom selektiven Reduktions-Typ
oder ein Katalysator, der durch ein geeignetes Kombinieren der zuvor
erwähnten
verschiedenen Katalysatoren erhalten wird.
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Der
Drei-Wege-Katalysator reinigt Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid
(CO) und Stickoxide (NOx), die in dem Abgas
enthalten sind, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases, das in den Abgas-reinigenden
Katalysator 46 strömt,
ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoffverhältnis nahe dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoffverhältnis
ist. Der NOx-Katalysator vom Absorptions-Reduktions-Typ
absorbiert Stickoxide (NOx), die in dem
Abgas enthalten sind, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des
Abgases, das in den Abgas-reinigenden Katalysator 46 strömt, mager
ist, und entlädt,
reduziert und reinigt die absorbierten Stickoxide (NOx),
wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis
des Abgases, das in den Abgas-reinigenden Katalysator 46 strömt, stöchiometrisch
oder angereichert ist. Der NOx-Katalysator vom selektiven
Reduktionstyp reduziert und reinigt Stickoxyde (NOx)
in dem Abgas, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis des
Abgases, das in den Abgas-reinigenden
Katalysator 46 strömt,
einen Zustand eines überschüssigen Sauerstoffs
anzeigt, wobei ein vorbestimmtes Reduktionsmittel vorhanden ist.
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Die
so aufgebaute Brennkraftmaschine 1 wird mit der ECU 20 zum
Steuern eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1 kombiniert.
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Wie
in 4 gezeigt, sind verschiedene Sensoren
einschließlich
des Drosselpositionssensors 41, des Beschleunigungspositionssensors 43, des
Luftströmungsmessers 44,
des Luft-Kraftstoffverhältnissensors 48,
des Kurbelpositionssensor 41, des Kühlmitteltemperatursensors 52,
des Ventilhubsensors 317 usw. mit der ECU 20 über elektrische Drähte verbunden.
Ein Ausgangssignal der Sensoren wird in die ECU 20 eingegeben.
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Die
Zündeinrichtung 25a,
die Treiberschaltung 30a der Einlassseite, die Treiberschaltung 31a der
Auslassseite, das Kraftstoffeinspritzventil 33, das Drosselbetätigungselement 40 usw.
sind mit der ECU 20 über
elektrische Drähte
verbunden. Unter Verwendung von Ausgangssignalwerten der Sensoren kann
die ECU 20 die Zündeinrichtung 25a,
die Treiberschaltung 30a der Einlassseite, die Treiberschaltung 31a der
Auslassseite, das Kraftstoffeinspritzventil 32 und das
Drosselbetätigungselement 40 steuern.
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Die
ECU 20 weist eine CPU 401, ein ROM 402,
ein RAM 403, ein Sicherungs-RAM 404, einen Eingangsanschluss 405,
einen Ausgangsanschluss 406 und einen A/D-Wandler (A/D) 407 auf.
Die CPU 401, das ROM 402, das RAM 403,
das Sicherungs-RAM 404, der Eingangsanschluss 405 und
der Ausgangsanschluss 406 sind durch einen bidirektionalen
Bus 400 verbunden. Der A/D-Wandler (A/D) 407 ist
mit dem Eingangsanschluss 405 verbunden.
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Der
A/D 407 ist mit Sensoren (dem Drosselpositionssensor 41,
dem Beschleunigungspositionssensor 43, dem Luftströmungsmesser 44,
dem Luft-Kraftstoffverhältnissensor 48,
dem Kühlmitteltemperatursensor 52,
dem Ventilhubsensor 317 usw.), die analoge Signale über elektrische
Drähte ausgeben,
verbunden. Der A/D 407 führt eine Analog-zu-Digitalwandlung
der Ausgangssignale von den oben erwähnten Sensoren durch und sendet
sie dann zu dem Eingangsanschluss 405.
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Der
Eingangsanschluss 405 ist auch mit Sensoren verbunden,
die digitale Signale ausgeben, wie etwa dem Kurbelpositionssensor 51.
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Ausgangssignale
von den Sensoren werden in den Eingangsanschluss 405 entweder
direkt oder über
den A/D 407 eingegeben. Der Eingangsanschluss 405 sendet
die Ausgangssignale, die darin von den Sensoren eingegeben worden
sind, zu der CPU 401 und dem RAM 403 über den
bidirektionalen Bus 400.
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Der
Ausgangsanschluss 406 ist mit der Zündeinrichtung 25a,
der Treiberschaltung 30a der Einlassseite, der Treiberschaltung 31a der
Auslassseite, den Kraftstoffeinspritzventilen 32, dem Drosselbetätigungselement 40 usw. über elektrische Drähte verbunden.
Ein Steuersignal, das aus der CPU 401 ausgegeben wird,
wird in den Ausgangsanschluss 406 über den bidirektionalen Bus 400 eingegeben.
Der Ausgangsanschluss 406 sendet das Steuersignal zu der
Zündeinrichtung 25a,
der Treiberschaltung 30a der Einlassseite, der Treiberschaltung 31a der
Auslassseite, den Kraftstoffeinspritzventilen 32 oder dem
Drosselbetätigungselement 40.
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Das
ROM 402 speichert eine Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine
zusätzlich zu
Anwendungsprogrammen wie etwa einer Kraftstoffeinspritzbetrag-Steuerroutine,
einer Kraftstoffeinspritz-Zeitgebungsroutine, einer Einlassventil-Öffnungs-
und -Schließzeitgebungs-Steuerroutine, einer Auslassventil-Öffnungs-
und -Schließzeitgebungs-Steuerroutine,
einer Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine,
einer Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine, einer
Zündzeitgebungs-Steuerroutine,
einer Drosselöffnungs-Steuerroutine
usw.
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Die
Kraftstoffmengen-Steuerroutine bestimmt eine Kraftstoffeinspritzmenge.
Die Kraftstoffeinspritz-Zeitgebungs-Steuerroutine
bestimmt eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung. Die Einlassventil-Öffnungs- und -Schließzeitgebungs-Steuerroutine
bestimmt Zeitgebungen zum Öffnen
und zum Schließen des
Einlassventils 28. Die Auslassventil-Öffnungs- und -Schließzeitgebungs-Steuerroutine
bestimmt Zeitgebungen zum Öffnen
und zum Schließen
des Auslassventils 29. Die Einlassseiten-Magnetisierungsstrom-Steuerroutine
bestimmt einen Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite anzulegen ist. Die Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine
bestimmt einen Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite anzulegen ist. Die Zündzeitgebungs-Steuerroutine bestimmt
eine Zündzeitgebung
der Zündkerze 25 jedes
der Zylinder 21. Die Drosselöffnungs-Steuerroutine bestimmt eine Öffnung des
Drosselventils 39. Eine Energieverbrauchsverringerungs-Steuerroutine
verringert einen Energieverbrauch der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite zu einer vorbestimmten Zeitgebung. Die Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine
korrigiert Beträge
eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite in Übereinstimmung
mit einer Temperatur des Schmieröls
anzulegen ist.
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Das
ROM 402 speichert verschiedene Steuerabbildungen zusätzlich zu
den oben beschriebenen Anwendungsprogrammen. Beispielsweise schließen die
oben beschriebenen Steuerabbildungen eine Kraftstoffeinspritzmengen-Steuerabbildung, eine
Kraftstoffeinspritzzeitgebungs-Steuerabbildung, eine Einlassventil-Öffnungs-
und -Schließzeitgebungs-Steuerabbildung,
eine Auslassventil-Öffnungs-
und -Schließzeitgebungs-Steuerabbildung, eine
Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung,
eine Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung, eine
Zündzeitgebungs-Steuerabbildung,
eine Drosselöffnungs-Steuerabbildung
usw. ein.
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Die
Kraftstoffeinspritzmengen-Steuerabbildung zeigt eine Beziehung zwischen
einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und einer
Kraftstoffeinspritzmenge. Die Kraftstoffeinspritz-Zeitgebungssteuerabbildung
zeigt eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung. Die Einlassventil-Öffnungs- und -Schließzeitgebungs-Steuerabbildung
zeigt eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
Zeitgebungen zum Öffnen
und Schließen
der Einlassventile 28. Die Auslassventil-Öffnungs- und -Schließzeitgebungs-Steuerabbildung
zeigt eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
Zeitgebungen zum Öffnen
und Schließen
der Auslassventile 29. Die Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung
zeigt eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
einem Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite anzulegen ist. Die Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung zeigt
eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
einem Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite anzulegen ist. Die Zündzeitgebungs- Steuerabbildung zeigt
eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
einer Zündzeitgebung
jeder Zündkerze 25. Die
Drosselöffnungs-Steuerabbildung zeigt
eine Beziehung zwischen einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
einem Öffnungsbetrag
des Drosselventils 39.
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Das
RAM 403 speichert Ausgangssignale von den Sensoren, Berechnungsergebnisse
der CPU 401 usw.. Beispielsweise umfassen die Berechnungsergebnisse
eine Motorgeschwindigkeit, die auf der Grundlage eines Ausgangssignals
von dem Kurbelpositionssensor 51 berechnet wird, usw. Verschiedene
Daten, die in dem RAM 403 gespeichert sind, werden in die
jüngsten
Daten jedes Mal wiedereingeschrieben, wenn der Kurbelpositionssensor 51 ein
Signal ausgibt.
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Das
Sicherungs-RAM 404 ist ein nicht-flüchtiger Speicher, der Daten
auch dann aufrechterhält, wenn
die Brennkraftmaschine 1 abgeschaltet worden ist. Das Sicherungs-RAM 404 speichert
Lernwerte, die verschiedene Arten einer Steuerung, eine Information
zum Lokalisieren defekter Abschnitte usw. betreffen.
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Die
CPU 401 arbeitet in Übereinstimmung mit
einem Anwendungsprogramm, das in dem ROM 402 gespeichert
ist. Die CPU 401 führt
eine Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerung
zusätzlich zu
bekannten Arten einer Steuerung, wie einer Kraftstoffeinspritzsteuerung,
einer Zündungssteuerung, einer
Einlassventil-Öffnungs-
und -Schließsteuerung, einer
Auslassventil-Öffnungs-
und -Schließsteuerung,
einer Drosselsteuerung usw, durch.
-
Nachstehend
wird eine Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerung für die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite beschrieben.
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Bei
einem Bestimmen von Beträgen
eines Magnetisierungsstroms in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der Auslassseite
führt die
CPU 401 die Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine
und die Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine durch,
die in dem ROM 402 im Voraus gespeichert werden.
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Nachstehend
wird ein Beispiel der Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine und
der Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine beschrieben.
Die CPU 401 liest Daten, die in dem RAM 403 gespeichert
sind (z.B. Ausgangssignale von den Sensoren, eine Motorgeschwindigkeit,
etc.) aus und bestimmt einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine
auf der Grundlage der Daten. Die CPU 401 greift dann auf
die Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung
und auf die Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung
in dem ROM 402 zu und berechnet einen Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 entspricht.
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Die
CPU 401 steuert die Treiberschaltung 30a der Einlassseite
und die Treiberschaltung 31a der Auslassseite derart, dass
der zuvor erwähnte
Betrag eines Magnetisierungsstroms an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, und führt dann eine Rückkopplungssteuerung
bzw. Regelung des Betrags des Magnetisierungsstroms auf der Grundlage
eines Ausgangssignalwerts des Ventilhubsensors 317 aus.
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Wie
in der vorangehenden Beschreibung der 3 beschrieben,
sind die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite mit Anordnungen zum Zuführen von Schmieröl in Bereiche,
wie einen Bereich, wo die Ankerwelle 310 in Kontakt mit
der oberen Buchse 319 ist, und einen Bereich, wo die Ankerwelle 310 in
Kontakt mit der unteren Buchse 320 ist, versehen. Deswegen
wird eine Erzeugung einer Reibung in den Gleitbereichen, wie oben
beschrieben, unterdrückt. Folglich
können
die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite das Einlassventil 28 und das Auslassventil 29 in
ihren Öffnungs-
und Schließrichtungen
mit einem relativ kleinen Betrag eines Magnetisierungsstroms betätigen.
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Schmieröl weist
eine Eigenschaft auf, bei der sich seine Viskosität in Übereinstimmung
mit einer Temperatur davon ändert.
Beispielsweise nimmt die Viskosität des Schmieröls zu, wenn
die Temperatur davon abfällt,
und die Viskosität
des Schmieröls nimmt
ab, wenn die Temperatur davon ansteigt.
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Deswegen
nimmt in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite ein Gleitwiderstand der Ankerwelle 310 zu,
wenn das Schmieröl
auf einer niedrigen Temperatur ist. Andererseits nimmt der Gleitwiderstand
der Ankerwelle 310 ab, wenn das Schmieröl auf einer hohen Temperatur
ist. Wenn der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, ungeachtet einer Temperatur des Schmieröls konstant
ist, nimmt die Betriebsgeschwindigkeit der Ankerwelle 310 proportional
zu einem Abfall in der Temperatur der Schmieröls ab, und nimmt proportional
zu einem Anstieg in der Temperatur des Schmieröls zu. Das heißt, wenn der
Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 30 der Einlassseite
und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt ist, ungeachtet einer Temperatur des Schmieröls konstant
ist, ändern
sich Öffnungs-
und Schließbetriebsgeschwindigkeiten
des Einlassventils 28 und des Auslassventils 29 in
Abhängigkeit
von einer Temperatur des Schmieröls.
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Deswegen
legt in der Brennkraftmaschine, die die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung aufweist, die CPU 401 einen Magnetisierungsstrom an
die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite von der Treiberschaltung 30a der Einlassseite
bzw. der Treiberschaltung 31a der Auslassseite an. Die
CPU 401 führt
dann eine Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerung durch, um
so den Betrag eines Magnetisierungsstroms auf der Grundlage einer
Temperatur des Schmieröls
zu korrigieren.
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Bei
einem Durchführen
einer Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerung
führt die
CPU 401 die Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine
wie in 5 gezeigt durch.
Die Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine
ist im Voraus in dem ROM 402 der ECU 20 gespeichert.
Die Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine wird
wiederholt von der CPU 401 in Intervallen einer vorbestimmten
Periode (z.B. jedes Mal, wenn der Kurbelpositionssensor 51 ein
Impulssignal ausgibt) ausgeführt.
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In
der Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerroutine liest die
CPU 401 von dem RAM 403 zuerst in S501 einen Betrag
eines Magnetisierungsstroms, der von der Magnetisierungsstrombetrag-Steuerroutine
getrennt bestimmt ist, aus. Es sei hier darauf hingewiesen, dass
der Betrag eines Magnetisierungsstroms auf der Grundlage der Einlassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung und
der Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung
oder durch eine Regelung auf der Grundlage eines Ausgangssignals
von dem Ventilhubsensor 317 bestimmt wird.
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Nachstehend
werden der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der auf der Grundlage
der Einlassseiten Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung und
der Auslassseiten-Magnetisierungsstrombetrag-Steuerabbildung bestimmt worden ist,
und der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der durch eine Regelung
auf der Grundlage eines Ausgangssignals von dem Ventilhubsensor 317 bestimmt
worden ist, als Referenz-Magnetisierungsstrombeträge bezeichnet.
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In
S502 erfasst oder schätzt
(d.h. bestimmt) die CPU 401 eine Temperatur des Schmieröls in der elektromagnetischen
Betätigungsanordnung 30 der Einlassseite
und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite.
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Die
folgenden Verfahren sind Beispiele von Verfahren zum Erfassen einer
Temperatur des Schmieröls
in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite. Ein Öltemperatursensor
zum Erfassen einer Temperatur des Schmieröls, das durch den Ölkanal 401 der
oberen Seite oder den Ölkanal 402 der
unteren Seite von zumindest einer der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite strömt,
kann an zumindest eine der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und der elektromagnetischen Betätigungsanordnung der Auslassseite
angebracht werden. In dem Fall, wo das oben beschriebene Schmieröl auch als
ein Schmieröl
für die
Brennkraftmaschine 1 verwendet wird, kann ein Ausgangssignal
von einem Öltemperatursensor
(nicht gezeigt), der an der Brennkraftmaschine 1 angebracht
ist, benutzt werden.
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Andererseits
kann beispielsweise als ein Verfahren zum Abschätzen einer Temperatur des Schmieröls in der
elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite ein Verfahren zum Abschätzen unter Verwendung einer
Temperatur eines Kühlmittels
der Brennkraftmaschine 1 (ein Ausgangssignalwert des Kühlmitteltemperatursensors 52)
als ein Parameter verwendet werden.
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In
S503 berechnet die CPU 401 einen Korrekturbetrag für den Referenz-Magnetisierungsstromsbetrag
unter Verwendung, als ein Parameter, der Temperatur des Schmieröls, die
in S502 erfasst oder abgeschätzt
worden ist. Die CPU 401 berechnet dann einen Korrekturbetrag
für den
Referenz-Magnetisierungsstrombetrag derart, dass der Betrag eines
Magnetisierungsstroms, der in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite verwendet wird, proportional zu einem Abfall in einer
Temperatur des Schmieröls
zunimmt und proportional zu einem Anstieg in einer Temperatur des
Schmieröls
abfällt.
Es ist möglich,
vorausgehend eine Beziehung zwischen einer Temperatur des Schmieröls und einem
Korrekturbetrag über
Experimente zu erhalten, die Beziehung in der Form einer Abbildung
auszudrücken
und sie in dem ROM 402 zu speichern. Wenn Schmieröl auf einer
Temperatur ist, die höher
als eine vorbestimmte Temperatur ist, kann der Betrag eines Magnetisierungsstroms
kleiner als der Referenz-Magnetisierungsstrombetrag
gemacht werden.
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Außerdem kann,
wenn ein Schmiermittel auf einer Temperatur ist, die niedriger als
eine vorbestimmte Temperatur ist, der Betrag eines Magnetisierungsstroms
größer als
der Referenz-Magnetisierungsstrombetrag gemacht werden. Die vorbestimmte
Temperatur, um den Betrag eines Magnetisierungsstrom kleiner als
den Referenz-Magnetisierungsstrombetrag zu machen, und die vorbestimmte Temperatur,
um den Betrag eines Magnetisierungsstroms größer als den Referenz-Magnetisierungsstrombetrag
zu machen, können
einander gleich oder unterschiedlich von einander sein.
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In
S504 addiert die CPU 401 den Korrekturbetrag, der in S503
berechnet worden ist, zu dem Referenz-Magnetisierungsstrombetrag, der in S501 ausgelesen
worden ist, und berechnet einen Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der tatsächlich
an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der Einlassseite
und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite anzulegen ist.
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In
S505 steuert die CPU 401 die Treiberschaltung 30a der
Einlassseite und die Treiberschaltung 31a der Auslassseite
derart, dass der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der in S504
berechnet ist, an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite bzw. an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird.
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In
diesem Fall entspricht der Betrag eines angelegten Magnetisierungsstroms
einer Temperatur des Schmieröls.
Beispielsweise nimmt der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der
an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, proportional zu einem Abfall in einer
Temperatur des Schmieröls zu.
Andererseits nimmt der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an
die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, proportional zu einem Anstieg in einer
Temperatur des Schmieröls
ab.
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Das
heißt,
gemäß der oben
beschriebenen Magnetisierungsstrombetrag-Korrektursteuerung nimmt
der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, proportional zu einem Anstieg in einer
Viskosität
des Schmieröls
zu. Andererseits nimmt der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der
an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, proportional zu einem Abfall in einer
Viskosität
des Schmieröls
ab.
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Folglich
werden in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der Auslassseite,
wenn das Schmieröl
eine hohe Viskosität
aufweist, der Anker 311 und die Ankerwelle 310 durch
eine relativ große
elektromagnetische Kraft betätigt.
Andererseits werden, wenn das Schmieröl eine niedrige Viskosität aufweist,
der Anker 311 und die Ankerwelle 310 durch eine
relativ kleine elektromagnetische Kraft betätigt.
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Somit
können
gemäß der Brennkraftmaschine,
die die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung der Erfindung
aufweist, wenn das Schmieröl in
der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und in der elektromagnetischen Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite eine hohe Viskosität
aufweist, der Anker 311 und die Ankerwelle 310 sanft
gegen die Viskosität
des Schmieröls
versetzt werden. Wenn das Schmieröl eine niedrige Viskosität aufweist,
steigen Versatzgeschwindigkeiten des Ankers 311 und der
Ankerwelle 310 nicht übermäßig an.
Deswegen können Änderungen
in den Öffnungs-
und -Schließbetriebsgeschwindigkeiten
der Einlass- und Auslassventile 28, 29, die von
einer Temperatur oder einer Viskosität des Schmieröls herrühren, verringert
werden.
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Diese
Ausführungsform
veranschaulichte ein Beispiel, in welchem nur der Betrag eines Magnetisierungsstroms
der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30,
der Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite angelegt wird, entsprechend einer Temperatur des Schmieröls korrigiert
wird. Jedoch kann der Betrag eines Magnetisierungsstroms und die
Zeitgebung für
eine Anlegung des Magnetisierungsstroms entsprechend einer Temperatur
des Schmieröls
korrigiert werden.
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Beispielsweise
wird, wie in 6 gezeigt (zweite
Ausführungsform
der Erfindung), wenn das Schmieröl
auf einer niedrigen Temperatur ist, der Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der Auslassseite
anzulegen ist, erhöht, und
die Zeitgebung für
eine Anlegung eines Magnetisierungsstroms wird vorgerückt. Andererseits
wird, wenn das Schmieröl
auf einer hohen Temperatur ist, der Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der Einlassseite
und an die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite anzulegen ist, verringert, und gleichzeitig kann die
Zeitgebung für eine
Anlegung eines Magnetisierungsstroms verzögert werden.
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In
der oben beschriebenen Brennkraftmaschine, die die elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung aufweist, wird der Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der an die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung angelegt wird,
entsprechend einer Temperatur des Schmiermittels eingestellt. Deswegen
kann der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
anzulegen ist, erhöht
werden, wenn das Schmiermittel auf einer niedrigen Temperatur (mit
einer hohen Viskosität)
ist, wohingegen dann, wenn der Betrag eines Magnetisierungsstroms,
der an die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung anzulegen
ist, verringert werden kann, wenn das Schmiermittel auf einer hohen
Temperatur (mit einer niedrigen Viskosität) ist.
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Folglich
kann die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung die Einlass-
und Auslassventile mit einer relativ großen magnetischen Kraft betätigen, wenn
das Schmiermittel eine hohe Viskosität aufweist, und kann die Einlass-
und Auslassventile mit einer relativ kleinen elektromagnetischen
Kraft betätigen,
wenn das Schmiermittel eine niedrige Viskosität aufweist.
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Die
elektromagnetische Betätigungsanordnung 30 der
Einlassseite und die elektromagnetische Betätigungsanordnung 31 der
Auslassseite der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechen der elektromagnetischen
Ventilbetätigungsanordnung der
Erfindung. Die ECU 20 der oben beschriebenen Ausführungsform
entspricht einer Steuereinrichtung und einer Strombetrag-Einstelleinrichtung
der Erfindung.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird der Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
angelegt wird, entsprechend einer Temperatur des Schmiermittels
(in der oben beschriebenen Ausführungsform
ist das Schmieröl
ein Beispiel eines Schmiermittels) eingestellt. Jedoch kann der
Betrag eines Magnetisierungsstroms, der an die elektromagnetische
Ventilbetätigungsanordnung
angelegt wird, natürlich
entsprechend einer Viskosität
des Schmiermittels eingestellt werden.
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Somit
können
gemäß der Brennkraftmaschine,
die die elektromagnetische Ventilbetätigungsanordnung der Erfindung
aufweist, die Einlass- und Auslassventile mit einer elektromagnetischen
Kraft betätigt
werden, die einer Viskosität
des Schmiermittels entspricht, und Änderungen in Öffnungs-
und Schließbetriebsgeschwindigkeiten
der Einlass- und Auslassventile, die aus einer Temperatur oder Viskosität des Schmiermittels
herrühren,
können
verringert werden.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform wird
die Vorrichtung durch die Steuereinrichtung (z.B. die ECU 20)
gesteuert, die als ein programmierter Mehrzweckcomputer implementiert
ist. Es wird von Durchschnittsfachleuten erkannt werden, dass die Steuereinrichtung
unter Verwendung einer einzigen integrierten Schaltung für einen
speziellen Zweck (z.B. einer ASIC) implementiert werden kann, die
einen Haupt- oder zentralen Prozessorabschnitt für eine Gesamt-Systemebenensteuerung
und getrennte Abschnitte aufweist, die einem Durchführen verschiedener
unterschiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderen
Prozesse unter einer Steuerung des zentralen Prozessorabschnitts
zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung kann eine Mehrzahl von getrennt
zugeordneten oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen
oder Einrichtungen (z.B. fest verdrahteten elektronischen oder logischen
Schaltungen, wie Schaltungen mit diskreten Elementen, oder programmierbaren
logischen Einrichtungen wie etwa PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen)
umfassen. Die Steuereinrichtung kann unter Verwendung eines geeignet programmierten
Mehrzweckcomputers, z.B. eines Microprozessors, eines Microcontrollers
oder einer anderen Prozessoreinrichtung (CPU oder MPU) entweder
allein oder in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren (z.B.
integrierten Schaltungs-) Daten- und Signalverarbeitungseinrichtungen
implementiert werden. Allgemein kann jedwede Einrichtung oder Anordnung
von Einrichtungen, auf welchen ein endlicher Zustandsautomat, der
zum Implementieren der hierin beschriebenen Prozeduren befähigt ist,
als die Steuereinrichtung verwendet werden. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur
kann für
eine maximale Daten/Signal-Verarbeitungsfähigkeit und -Geschwindigkeit
verwendet werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben
worden ist, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten
Ausführungsformen
oder Aufbauten beschränkt
ist. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene
Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abdeckt. Zusätzlich sind,
während
die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen
und Konfigurationen gezeigt sind, die beispielhaft sind, andere
Kombinationen und Konfigurationen, die mehr Elemente, weniger Elemente oder
nur ein einziges Element umfassen auch innerhalb des Bereichs der
angehängten
Ansprüche.