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Dokumentenidentifikation DE102006000022A1 03.08.2006
Titel Ventilsteuervorrichtung zur Geräuschreduktion
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP;
Nippon Soken, Inc., Nishio, Aichi, JP
Erfinder Takemoto, Eiji, Kariya, Aichi, JP;
Katsuno, Masato, Kariya, Aichi, JP;
Fujita, Tatsuya, Kariya, Aichi, JP;
Nanba, Kunio, Kariya, Aichi, JP;
Nakayama, Yoshinori, Nishio, Aichi, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Anmeldedatum 24.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006000022
Offenlegungstag 03.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.08.2006
IPC-Hauptklasse F02D 9/00(2006.01)A, F, I, 20060124, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Ventilsteuervorrichtung (1) korrigiert eine Veränderungsrate eines Öffnungsgrads eines Ventils (3) in Übereinstimmung mit einer Motordrehdrehzahl, wenn ein Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen ausgeführt wird. Die Ventilsteuervorrichtung (1) korrigiert eine Neigung zwischen einem positiven maximalen Öffnungsgrad und einem negativen maximalen Öffnungsgrad des Ventils (3) in Übereinstimmung mit der Motordrehdrehzahl, wenn der Betrieb zur Beseitung von Ablagerungen ausgeführt wird. Somit wird, wenn die Motordrehdrehzahl niedrig ist und ein Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, hörbarer wird, die Veränderungsrate des Öffnungsgrads des Ventils (3) reduziert. Als Ergebnis wird das Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, reduziert und wird eine Belästigung für Fahrzeuginsassen reduziert.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Ventils, wie zum Beispiel eines Drosselventils oder eines Abgasrückführungsventils (EGR-Ventils), das in einem Fluiddurchtritt eingebaut ist, zum Ausführen einer Luftzufuhr oder einer Gasausströmung bei einem Motor.

Eine Steuervorrichtung eines Ventils, wie zum Beispiel eines Drosselventils oder eines Abgasrückführungsventils (EGR-Ventils), das in einem Fluiddurchtritt eingebaut ist, zum Ausführen einer Luftzufuhr oder einer Gasausströmung bei einem Motor führt einen Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen bei dem Ventil aus, um eine Fehlfunktion aufgrund der Ablagerungen wie zum Beispiel Ölnebel oder Ruß zu verhindern, die an einer Wand des Fluiddurchtritts anhaften.

Der Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen bei dem Ventil ist durch Antreiben des Ventils über eine vollständig geschlossene Position des Ventils ausgeführt, wenn ein Einfluss des Betriebs des Ventils durch einen Betriebszustand des Motors sehr klein ist, zum Beispiel, wenn der Motor abgestellt ist. Das Ventil wird nicht nur von der vollständig geschlossenen Position in eine Ventilöffnungsrichtung angetrieben, sondern auch von der vollständig geschlossenen Position in eine Ventilschließrichtung angetrieben, die entgegengesetzt zu der Ventilöffnungsrichtung ist. Somit wird die Ablagerung an der Fluiddurchtrittswand abgeschabt und beseitigt (z.B. wie in JP-A-2001-173464 oder JP-A-2003-314377 beschrieben ist).

Wenn das Ventil nahe der vollständig geschlossenen Position angetrieben wird, reiben das Ventil und die Fluiddurchtrittswand aneinander oder ein übermäßiges Moment wird auf einen Getriebeabschnitt eines Motors aufgebracht, der das Ventil antreibt. Als Ergebnis wird ein Geräusch verursacht. Während einer geeigneten Dauer für den Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen sind die Motordrehzahl und das Motormoment niedrig und auch das Motorgeräusch ist niedrig. Daher erreicht das Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung der Ablagerungen einhergeht, die Fahrzeuginsassen und die Belästigung für die Fahrzeuginsassen nimmt zu.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung eines Ventils, das in einem Fluiddurchtritt angeordnet ist, zum Ausführen einer Luftzufuhr oder einer Gasausströmung bei einem Motor vorzusehen, wobei die Steuervorrichtung eine Belästigung aufgrund eines Geräusches reduziert, das durch den Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen verursacht wird.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat eine Ventilsteuervorrichtung ein Ventil, ein Stellglied und eine Steuereinrichtung. Das Ventil ist in einem Fluiddurchtritt zum Leiten eines Fluids angeordnet, das zu einem Motor zugeführt oder von einem Motor abgegeben wird, und reguliert eine Durchflussrate des Fluids. Das Stellglied treibt das Ventil an. Die Steuereinrichtung treibt das Ventil an und steuert das Ventil durch einen Steuerbetrieb des Stellglieds. Die Steuereinrichtung treibt das Ventil über eine vollständig geschlossene Position des Ventils an, um eine Ablagerung zu beseitigen, die an einer Wand des Fluiddurchtritts anhaftet, wenn ein vorbestimmter Betriebszustand des Motors herrscht. Die Steuereinrichtung treibt das Ventil auf der Grundlage von einem Antriebsmuster an, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird. Das Antriebsmuster wird in Übereinstimmung mit einer Motorzustandsgröße verändert, die einen Zustand des Motors wiedergibt.

Somit wird das Antriebsmuster wie zum Beispiel eine Antriebsgeschwindigkeit oder ein Antriebsbereich des Ventils in Übereinstimmung mit der Motorzustandsgröße wie zum Beispiel einer Motordrehzahl verändert, die sich auf einen Motorschall auswirkt. Die Antriebsgeschwindigkeit des Ventils wird reduziert, um ein Geräusch zu reduzieren, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, wenn die Motordrehzahl niedrig ist und der Motorschall niedrig ist. Die Antriebsgeschwindigkeit des Ventils nimmt zu, um eine Dauer zur Beseitigung von Ablagerungen zu verkürzen, wenn der Motorschall hoch ist und das Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, hörbar geringer ist. Als Ergebnis kann die Belästigung aufgrund eines Geräusches, das mit dem Betrieb zur Beseitigung der Ablagerungen einhergeht, reduziert werden.

Die Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele, sowie die Verfahren des Betriebs und die Funktion der zugehörigen Teile sind aus einem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, der angefügten Ansprüche und den Zeichnungen gewürdigt, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:

1A ist eine Seitenansicht, die eine Ventilsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

1B ist eine Vorderansicht, die die Ventilsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

2 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Veränderungsrate eines Öffnungsgrads und eines Geräusches gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

3 ist ein Diagramm, das Verhältnisse zwischen einer Motordrehzahl, einem Motormoment und einer Korrekturmethode der Veränderungsrate des Öffnungsgrads gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

4 ist ein Zeitschaubild, das einen Steuermodus, die Motordrehzahl, ein Reinigungsöffnungsgradmuster und einen tatsächlichen Öffnungsgrad gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

5 ist ein Zeitschaubild, das einen Steuermodus, eine Motordrehzahl, ein Reinigungsöffnungsgradmuster und einen tatsächlichen Öffnungsgrad gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

6 ist ein Zeitschaubild, das einen Steuermodus, eine Motordrehzahl, ein Reinigungsöffnungsgradmuster und einen tatsächlichen Öffnungsgrad gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

7 ist ein Zeitschaubild, das einen Steuermodus, eine Motordrehzahl, ein Reinigungsöffnungsgradmuster und einen tatsächlichen Öffnungsgrad gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

8A ist ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen einer Abgasrückführungsrate, einer Motordrehzahl und einem Motormoment gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

8B ist ein Zeitschaubild, das ein Reinigungsöffnungsgradmuster und einen tatsächlichen Öffnungsgrad in einem Zeitraum eines hohen Motormoments gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt; und

8C ist ein Zeitschaubild, das das Reinigungsöffnungsgradmuster und den tatsächlichen Öffnungsgrad in einem Zeitraum eines niedrigen Motormoments gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt.

Bezogen auf 1A und 1B ist eine Ventilsteuervorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ventilsteuervorrichtung 1 treibt ein Ventil 3 an und steuert das Ventil 3 wie zum Beispiel ein Drosselventil, ein Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil) oder ein Abgasbeschränkungsventil, das in einem Fluiddurchtritt 2 angeordnet ist, durch die ein Fluid durchströmt, das durch einen Motor angesaugt oder ausgestoßen wird.

Die Ventilsteuervorrichtung 1 ist an dem Fluiddurchtritt 2 eingebaut, der einen Lufteinlass oder eine Gasausströmung bei dem Motor ausführt. Die Ventilsteuereinrichtung 1 hat das Ventil 3, einen Elektromotor 4 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 5. Das Ventil 3 reguliert eine Durchflussrate der Einlassluft oder des Abgases. Der Elektromotor 4 ist ein Stellglied, das das Ventil 3 antreibt. Die ECU 5 arbeitet als eine Steuereinrichtung, die durch Steuern des Betriebs des Elektromotors 4 das Ventil 3 antreibt und steuert.

Zum Beispiel ist das Ventil 3 eine Drosselklappe, die einen Wellenabschnitt 8, der mit einer (nicht gezeigten) Drehwelle des Elektromotors 4 verbunden ist, und einen Plattenabschnitt 9 hat, der im Wesentlichen eine runde Form hat. Die Symmetrieachse des Plattenabschnitts 9 stimmt mit dem Wellenabschnitt 8 überein. Das Ventil 3 ist angetrieben und gesteuert, um eine Antriebsposition (nachstehend als ein Öffnungsgrad bezeichnet) zu erreichen, der zu einem Betriebszustand des Motors korrespondiert. Wenn ein gewisser Betriebszustand des Motors herrscht, ist die Antriebspositionssteuerung des Ventils 3 gestoppt und das Ventil 3 wird auf der Grundlage eines spezifischen Schaltmusters der Antriebsposition gesteuert, um eine Ablagerung 11 zu beseitigen, die an einer Wand anhaftet, die den Fluiddurchtritt 2 definiert.

Der Beseitigungsvorgang der Ablagerung 11 wird durch das Antreiben des Ventils 3 über eine vollständig geschlossene Position des Ventils 3 (einem Zustand, in dem der Öffnungsgrad des Ventils 3 null ist) ausgeführt. Das Ventil 3 wird nicht nur von der vollständig geschlossenen Position in eine Ventilöffnungsrichtung (Richtung, in der der Öffnungsgrad zunimmt) angetrieben, sondern wird auch von der vollständig geschlossenen Position in eine Ventilschließrichtung (Richtung, in der der Öffnungsgrad abnimmt) angetrieben, die entgegengesetzt zu der Ventilöffnungsrichtung ist. Somit wird die Ablagerung 11 durch das Antreiben des Ventils 3 von einem positiven Öffnungsgrad zu einem negativen Öffnungsgrad und von dem negativen Öffnungsgrad zu dem positiven Öffnungsgrad abgeschabt und beseitigt.

Die ECU 5 ist ein Rechner, der eine CPU, die mit einer Steuerfunktion oder einer Berechnungsfunktion ausgestattet ist, eine Speichervorrichtung wie zum Beispiel einem Festwertspeicher oder einem Schreib-/Lesespeicher und desgleichen hat. Die ECU 5 hat einen Normalmodus und einen Reinigungsmodus als Steuermodi zum Steuern der Antriebsposition des Ventils 3. Die ECU 5 schaltet zwischen den zwei Steuermodi gemäß dem Betriebszustand des Motors.

Der Normalmodus treibt das Ventil 3 an und steuert das Ventil 3 zu einem Öffnungsgradwinkel, der zu dem Betriebszustand des Motors zum Beispiel einem Normallaufzeitraum korrespondiert.

Der Reinigungsmodus treibt das Ventil 3 an und steuert das Ventil 3, um einem spezifischen Schaltmuster des Öffnungsgrads (Reinigungsöffnungsgradmuster) zu folgen, um die Ablagerung 11 zu beseitigen.

Der Reinigungsmodus wird ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Betriebsbedingung des Motors herrscht. Die vorbestimmte Betriebsbedingung ist eine Bedingung, in der ein Einfluss der Veränderung des Öffnungsgrads des Ventils 3 über dem Betriebszustand des Motors sehr klein wird. Die vorbestimmte Betriebsbedingung ist gegeben, wenn zum Beispiel der Motor gestoppt ist, wenn der Motor gestartet ist, oder wenn der Kraftstoff (die Kraftstoffzufuhr) unterbrochen wird, um die Geschwindigkeit (während dem Verzögerungszeitraum, in dem der Kraftstoff unterbrochen ist) zu reduzieren.

Das Reinigungsöffnungsgradmuster ist durch eine Anzahl der Ventile 3, die angetrieben werden, um sich über die vollständig geschlossene Position hin und her zu bewegen, einen Antriebsbereich (Öffnungsgradamplitude) des Ventils 3, eine Zunahme (oder Abnahme) der Geschwindigkeit des Öffnungsgrads und desgleichen bestimmt. Die Anzahl, die Amplitude, die Geschwindigkeit und desgleichen werden auf der Grundlage von einem zurückliegenden Betrieb bestimmt, der sich auf eine Menge oder Qualität der Ablagerung 11, der Wassertemperatur der Motorkühlung und desgleichen bezieht. Ein Faktor wie zum Beispiel die Anzahl, die Amplitude, die Geschwindigkeit oder desgleichen, die das Reinigungsöffnungsgradmuster bestimmen, ist nachstehend als ein Antriebsmuster bezeichnet.

Die Ventilsteuervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels überwacht Motorzustandsgrößen, die die Zustände des Motors wiedergeben, und ändert durch Verändern des Antriebsmusters in Übereinstimmung mit der Motorzustandsgrößen das Reinigungsöffnungsgradmuster ab, selbst nachdem der Steuermodus in den Reinigungsmodus geschaltet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird aus den verschiedenen Antriebsmustern die Antriebsgeschwindigkeit des Ventils 3 zu der Zeit, wenn die Ablagerung 11 beseitigt wird (Öffnungsgradzunahmegeschwindigkeit oder Öffnungsgradabnahmegeschwindigkeit), in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl korrigiert, welche eine der Motorzustandsgrößen ist. Die Öffnungsgradzunahmegeschwindigkeit oder die Öffnungsgradabnahmegeschwindigkeit ist nachstehend als eine Öffnungsgradveränderungsrate bezeichnet.

Ein Geräusch, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, nimmt zu, wenn die Öffnungsgradveränderungsrate r zunimmt, wie in 2 gezeigt ist. In einem Bereich „A", der in 3 gezeigt ist, in dem die Motordrehzahl (RPM) und ein Motormoment niedrig sind und ein Motorschall auch niedrig ist (zum Beispiel, wenn der Motor abgestellt ist), wird die Öffnungsgradveränderungsrate r auf einen kleineren Wert korrigiert. Somit kann eine Belästigung für die Fahrzeuginsassen aufgrund des Geräusches, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, reduziert werden.

In dem anderen Bereich als dem Bereich „A", der in 3 gezeigt ist, oder in dem Bereich, in dem die Motordrehzahl RPM und das Motormoment hoch sind, und der Motorschall hoch ist (zum Beispiel in dem Verzögerungszeitraum, in dem der Kraftstoff unterbrochen ist), ist das Geräusch, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, für die Fahrzeuginsassen hörbar niedriger. Demgemäß gibt es eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrzeuginsassen eine Belästigung aufgrund des Geräusches fühlen, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht. Es gibt eine geringe Notwendigkeit, die Öffnungsgradveränderungsrate r auf einen kleineren Wert zu korrigieren. In einem derartigen Fall kann die Öffnungsgradveränderungsrate r auf einen größeren Wert korrigiert werden, um den Beseitigungszeitraum zu verkürzen.

In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Steuermodus von dem Normalmodus zu dem Reinigungsmodus geschaltet und die Steuerung ist auf der Grundlage des Reinigungsöffnungsgradmusters Dc gestartet, wenn der Motorstopp zu einem Zeitpunkt ts startet, wie in 4 gezeigt ist. In 4 gibt ein Bezugszeichen D den Öffnungsgrad des Ventils 3 wieder und Da ist ein tatsächlicher Öffnungsgrad des Ventils 3. Das anfängliche Reinigungsöffnungsgradmuster wird so abgewandelt, dass eine Neigung zwischen dem positiven maximalen Öffnungsgrad und dem negativen maximalen Öffnungsgrad in Übereinstimmung mit der Abnahme der Motordrehzahl RPM mäßig wird, wie in 4 gezeigt ist. Somit wird die Öffnungsgradveränderungsrate r korrigiert und fortschreitend in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl RPM reduziert.

Die Ventilsteuervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels treibt das Ventil 3 über die vollständig geschlossene Position an, wenn eine vorbestimmte Betriebsbedingung des Motors herrscht. Somit kann die Ablagerung 11, die an der Wand anhaftet, die den Fluiddurchtritt 2 definiert, beseitigt werden. Die Ventilsteuervorrichtung 1 korrigiert die Öffnungsgradveränderungsrate des Ventils 3 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl, wenn die Beseitigung der Ablagerung 11 ausgeführt wird.

Eine geeignete Dauer zum Beseitigen der Ablagerung 11 ist zum Beispiel ein Motorstoppzeitraum, in dem die Motordrehzahl niedrig ist und der Motorschall niedrig ist. In einem derartigen Zeitraum ist das Geräusch, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, für die Fahrzeuginsassen relativ hörbar. Daher wird die Öffnungsgradveränderungsrate des Ventils 3 während der Beseitigung der Ablagerung 11 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl korrigiert. Somit nimmt in dem Zeitraum, in dem die Motordrehzahl niedrig ist und das Geräusch, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, unangenehm wird, die Öffnungsgradveränderunqsrate des Ventils 3 ab, um die Belästigung zu reduzieren, die auf das Geräusch zurückführbar ist, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht.

Die Öffnungsveränderungsrate kann bei Start des Motorstopps in dem Fall relativ niedrig festgelegt werden, in dem nur die Reduktion der Belästigung aufgrund des Geräusches in Betracht gezogen wird. Jedoch vergrößert sich die Zeit, die zum Beseitigen der Ablagerung 11 notwendig ist, wenn die Öffnungsgradveränderungsrate abnimmt. Wenn die Öffnungsgradveränderungsrate niedrig ist, muss der Elektromotor 4 und desgleichen für eine lange Zeit angetrieben werden oder die ECU 5 muss für eine lange Zeit nach dem Start des Motorstopps betätigt werden. In einem derartigen Fall wird eine (nicht gezeigte) Batterie entladen und die Fahrzeuginsassen haben ein unangenehmes Gefühl. Daher ist es wünschenswert, die Öffnungsgradveränderungsrate in Übereinstimmung mit der Motorzustandsgröße wie zum Beispiel der Motordrehzahl zu verändern.

Bezogen auf 5 ist ein Steuermodus einer Ventilsteuervorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 5 gezeigt ist, sind der Reinigungsmodus und das Reinigungsöffnungsgradmuster in zwei Schritte unterteilt. Der Reinigungsmodus ist in einen ersten Schritt, in dem die Motordrehzahl RPM nach dem Start des Motorstopps auf null abnimmt, und in einen zweiten Schritt unterteilt, in dem die Motordrehzahl RPM null ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden während der Beseitigung der Ablagerung 11 die Öffnungsgradveränderungsrate und ein Antriebsbereich (Öffnungsgradamplitude) des Ventils 3 aus den Antriebsmustern ausgewählt, und werden in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl korrigiert.

Die Öffnungsgradamplitude des zweiten Schritts ist kleiner als die des ersten Schritts festgelegt. Insbesondere ist die Öffnungsgradamplitude zu dem Zeitpunkt, wenn die Motordrehzahl null ist, kleiner als die Öffnungsgradamplitude zu dem Zeitpunkt festgelegt, wenn die Motordrehzahl größer als null ist. Die Öffnungsgradveränderungsrate in dem zweiten Schritt ist kleiner als die Öffnungsgradveränderungsrate in dem ersten Schritt festgelegt. Insbesondere ist die Öffnungsgradveränderungsrate zu dem Zeitpunkt, wenn die Motordrehzahl null ist, kleiner als die Öffnungsgradamplitude zu dem Zeitpunkt festgelegt, wenn die Motordrehzahl größer als null ist. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der Öffnungsgradveränderungsrate des Ventils 3 die Öffnungsgradamplitude in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl verändert.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der Steuermodus von dem Normalmodus zu dem ersten Schritt des Reinigungsmodus bei Start des Motorstopps geschaltet. Wenn die Motordrehzahl null wird, wird die Steuerung von dem ersten Schritt in den zweiten Schritt geschaltet und die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude nehmen ab.

Somit verändert die Ventilsteuervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude des Ventils 3 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl während der Beseitigung der Ablagerung 11. Als Ergebnis kann die Belästigung aufgrund des Geräusches, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, weiter reduziert werden.

Bezogen auf 6 ist ein Steuermodus dargestellt, der durch eine Ventilsteuervorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Die Ventilsteuervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels verändert die Ventilöffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude des Ventils 3 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl RPM, wenn die Beseitigung der Ablagerung 11 ausgeführt wird. Selbst nachdem der Steuermodus in den Reinigungsmodus geschalten wird, wird die Motordrehzahl RPM überwacht und die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude werden in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl RPM korrigiert. Somit werden in dem Reinigungsöffnungsgradmuster dieses Ausführungsbeispiels beide, die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude, korrigiert, um fortschreitend in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl RPM abzunehmen, wie in 6 gezeigt ist. Als Ergebnis kann die Belästigung aufgrund des Geräusches, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, weiter reduziert werden, wenn die Motordrehzahl niedrig ist.

Bezogen auf 7 ist ein Steuermodus dargestellt, der durch eine Ventilsteuereinrichtung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Wie in 7 gezeigt ist, sind der Reinigungsmodus und das Reinigungsöffnungsgradmuster in zwei Schritte unterteilt. Die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude werden reduziert, wenn der Steuermodus von dem ersten Schritt zu dem zweiten Schritt des Reinigungsmodus geschaltet wird. Das Reinigungsöffnungsgradmuster dieses Ausführungsbeispiels ist so festgelegt, dass die Neigung zwischen dem positiven Öffnungsgrad und dem negativen Öffnungsgrad etwas nahe dem Öffnungsgrad D gleich null ist, verglichen mit dem anderen Öffnungsgrad D, wie in 7 gezeigt ist. Somit wird die Öffnungsgradveränderungsrate in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad D (Antriebsposition) des Ventils 3 verändert.

Das Geräusch wird verursacht, wenn das Ventil 3 und die Wand, die den Fluiddurchtritt 2 vorsieht, aneinander reiben oder wenn ein übermäßiges Moment bei den Zahnrädern oder desgleichen des elektrischen Motors 4 aufgrund des Reibens während der Beseitigung der Ablagerung 11 verursacht. Ein derartiges Phänomen tritt in einem sehr schmalen Bereich des Öffnungsgrads D des Ventils 3 auf, der den Öffnungsgrad D gleich null (völlig geschlossene Position) umfasst.

Die Ventilsteuervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels kann die Öffnungsgradveränderungsrate des Ventils 3 reduzieren, wenn das Ventil 3 in dem sehr schmalen Bereich ist, in dem das Geräusch verursacht werden kann. Die Ventilsteuervorrichtung 1 kann die Ventilöffnungsgradveränderungsrate erhöhen, wenn das Ventil 3 in dem Öffnungsgradbereich ist, in dem das Geräusch nicht verursacht wird. Als Ergebnis kann die Belästigung aufgrund des Geräusches, das mit der Beseitigung der Ablagerung 11 einhergeht, weiter reduziert werden, und der Beseitigungszeitraum kann verkürzt werden.

Bezogen auf 8 ist ein Steuermodus dargestellt, der durch eine Ventilsteuervorrichtung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Die Ventilsteuervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels verändert die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude in Übereinstimmung mit dem Motordrehmoment, das eines der Motorzustandsgrößen ist, wie in 8 gezeigt ist. Die Ventilsteuervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels treibt ein EGR-Ventil an und steuert ein EGR-Ventil als das Ventil 3.

Das EGR-Ventil führt die Beseitigung der Ablagerung 11 in einem Bereich aus, in dem eine Abgasrückführungsrate (EGR-Rate) des EGR-Gases (rückgeführten Abgases) null ist. In dem Fall, in dem das EGR-Ventil die Beseitigung der Ablagerung ausführt, werden die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude in Übereinstimmung mit dem Motormoment verändert. Zustände E1 und E2, die in 8 gezeigt sind, sind in dem Bereich, in dem die EGR-Rate null ist (EGR = 0). Die Motordrehzahl RPM ist in den Zuständen E1 und E2 die gleiche. Das Motordrehmoment ist bei dem Zustand E1 höher als bei dem Zustand E2.

Der Motorschall nimmt zu, wenn das Motormoment zunimmt. Demgemäß wird das Geräusch, das mit der Beseitigung der Ablagerung einhergeht, für die Fahrzeuginsassen weniger hörbar, wenn das Motormoment zunimmt. Die Belästigung aufgrund des Geräusches, das mit der Beseitigung der Ablagerung einhergeht, ist in dem Zustand E1 geringer als in dem Zustand E2. Daher sind die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude in dem Reinigungsöffnungsgradmuster (das in 8B gezeigt ist) in dem Zustand E1 größer als in dem Reinigungsöffnungsgradmuster (das in 8C gezeigt ist), in dem Zustand E2.

Wenn sich der Motorzustand von dem Zustand E2 zu dem Zustand E1 verändert, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, werden die Öffnungsgradveränderungsrate und die Öffnungsgradamplitude auf größere Werte korrigiert und das Reinigungsöffnungsgradmuster, das in 8C gezeigt ist, wird in das Reinigungsöffnungsgradmuster abgeändert, das in 8B gezeigt ist. Wenn der Motorzustand sich von dem Zustand E1 zu dem Zustand E2 verändert, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, werden die Öffnungsgradänderungsrate und die Öffnungsgradamplitude auf kleinere Werte korrigiert und das Reinigungsöffnungsgradmuster, das in 8B gezeigt ist, wird in das Reinigungsöffnungsgradmuster abgeändert, das in 8C gezeigt ist.

In dem Reinigungsgradöffnungsmuster gemäß dem ersten oder dritten Ausführungsbeispiel nimmt die Öffnungsgradveränderungsrate beständig und fortschreitend ab. Alternativ kann die Öffnungsgradveränderungsrate schrittweise abnehmen.

In dem Reinigungsöffnungsgradmuster gemäß dem zweiten oder vierten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsgradamplitude in zwei Schritten reduziert. In dem Reinigungsöffnungsgradmuster gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsgradamplitude beständig und fortschreitend reduziert. Alternativ kann die Öffnungsgradamplitude in drei oder mehr Schritten reduziert werden.

Das Muster des vierten Ausführungsbeispiels zum Verändern der Öffnungsgradveränderungsrate gemäß dem Öffnungsgrad des Ventils 3 kann auf jedes Reinigungsöffnungsgradmuster angewendet werden.

In dem Fall, in dem das Reinigungsöffnungsgradmuster in Übereinstimmung mit dem Motordrehmoment korrigiert wird, wie in dem fünften Ausführungsbeispiel, kann die Öffnungsgradveränderungsrate in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Ventils 3 wie in dem vierten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu dem Verändern der Öffnungsgradveränderungsrate und der Öffnungsgradamplitude in Übereinstimmung mit dem Motordrehmoment verändert werden.

In dem fünften Ausführungsbeispiel wird die Beseitigung der Ablagerung in dem Bereich ausgeführt, in dem die EGR-Rate null ist. Alternativ kann die Beseitigung der Ablagerung in anderen Bereichen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Reinigungsmodus ausgeführt werden, wenn die normale Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, um den Kraftstoff zu dem Motor zuzuführen, und das EGR-Gas zu einer Einlassseite des Motors anstelle des Verzögerungszeitraums, in dem der Kraftstoff unterbrochen ist, und desgleichen rückgeführt wird. Somit kann das EGR-Ventil die Ablagerung jederzeit beseitigen, die um ein Lager anhaftet.

In dem Fall, in dem der Reinigungsmodus ausgeführt wird, wenn die normale Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, ist es wünschenswert, die Ablagerung durch Antreiben des EGR-Ventils in einem Bereich zu beseitigen, der in der Lage ist, im Wesentlichen die gleiche Durchflussrate des EGR-Gases zu erhalten. Der Zustand, in dem die Durchflussrate des EGR-Gases im Wesentlichen die gleiche ist, ist ein Zustand, in dem eine Abweichung bezüglich eines Sollwerts der EGR-Rate zwischen –20 und +20 ist, wenn der Sollwert zum Beispiel 100 ist. Der obere Grenzwert des absoluten Werts der Abweichung kann in Übereinstimmung mit des zulässigen Grenzwerts der Abgasemission variiert werden und kann kleiner als 20 (zum Beispiel 15, 10 oder 5) festgelegt werden. Der Zustand, in dem die Durchflussrate des EGR-Gases im Wesentlichen die gleiche ist, umfasst einen Zustand, in dem eine durchschnittliche Durchflussrate, die vorgesehen ist, wenn das EGR-Ventil über eine vorbestimmte Antriebsposition (zum Beispiel die völlig geschlossene Position) angetrieben wird, im Wesentlichen die gleiche ist.

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern kann in vielen anderen Arten, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, umgesetzt werden, wie durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Eine Ventilsteuervorrichtung (1) korrigiert eine Veränderungsrate eines Öffnungsgrads eines Ventils (3) in Übereinstimmung mit einer Motordrehdrehzahl, wenn ein Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen ausgeführt wird.

Die Ventilsteuervorrichtung (1) korrigiert eine Neigung zwischen einem positiven maximalen Öffnungsgrad und einem negativen maximalen Öffnungsgrad des Ventils (3) in Übereinstimmung mit der Motordrehdrehzahl, wenn der Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen ausgeführt wird. Somit wird, wenn die Motordrehdrehzahl niedrig ist und ein Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, hörbarer wird, die Veränderungsrate des Öffnungsgrads des Ventils (3) reduziert. Als Ergebnis wird das Geräusch, das mit dem Betrieb zur Beseitigung von Ablagerungen einhergeht, reduziert und wird eine Belästigung für Fahrzeuginsassen reduziert.


Anspruch[de]
  1. Ventilsteuervorrichtung (1) gekennzeichnet durch:

    ein Ventil (3), das in einem Fluiddurchtritt (2) zum Leiten eines Fluids angeordnet ist, das zu einem Motor zugeführt wird oder von einem Motor abgegeben wird, und das eine Durchflussrate des Fluids reguliert;

    ein Stellglied (4), das das Ventil (3) antreibt; und

    eine Steuereinrichtung (5), die das Ventil (3) antreibt und das Ventil (3) durch einen Steuerbetrieb des Stellglieds (4) steuert, wobei

    die Steuereinrichtung (5) das Ventil (3) über eine vollständig geschlossene Position des Ventils (3) antreibt, um eine Ablagerung zu beseitigen, die an einer Wand des Fluiddurchtritts (2) anhaftet, wenn eine vorbestimmte Betriebsbedingung des Motors herrscht; und

    die Steuereinrichtung (5) das Ventil (3) auf der Grundlage eines Antriebsmusters antreibt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, wobei das Antriebsmuster in Übereinstimmung mit einer Motorzustandsgröße verändert wird, die einen Zustand des Motors wiedergibt.
  2. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Antriebsmuster zumindest ein Muster eines Antriebsbereiches und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt ist, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird.
  3. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Antriebsbereich in Übereinstimmung mit der Motorzustandsgröße verändert wird.
  4. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Antriebsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Antriebsposition des Ventils (3) verändert wird.
  5. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Antriebsgeschwindigkeit nahe der vollständig geschlossenen Position des Ventils (3) reduziert wird.
  6. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Motorzustandsgröße eine Motordrehzahl ist.
  7. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereiches und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, fortschreitend abnimmt, wenn die Motordrehzahl abnimmt.
  8. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereichs und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, schrittweise abnimmt, wenn die Motordrehzahl abnimmt.
  9. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereichs und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, fortschreitend zunimmt, wenn die Motordrehzahl zunimmt.
  10. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereichs und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, schrittweise zunimmt, wenn die Motordrehzahl zunimmt.
  11. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Motorzustandsgröße ein Motormoment ist.
  12. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereichs und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, abnimmt, wenn das Motormoment abnimmt.
  13. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Muster eines Antriebsbereichs und einer Antriebsgeschwindigkeit des Ventils (3) zu dem Zeitpunkt, wenn die Beseitigung der Ablagerung ausgeführt wird, zunimmt, wenn das Motormoment zunimmt.
  14. Ventilsteuervorrichtung (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn eine zu dem Motor zugeführte Menge von Kraftstoff null ist.
  15. Ventilsteuervorrichtung (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn der Motor gestartet wird.
  16. Ventilsteuervorrichtung (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn der Motor gestoppt wird.
  17. Ventilsteuervorrichtung (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn die Durchflussrate des Fluids null ist.
  18. Ventilsteuervorrichtung (1) gekennzeichnet durch,

    ein Ventil (3), das in einem Fluiddurchtritt (2) zum Leiten eines Fluids angeordnet ist, das zu einem Motor zugeführt wird oder von einem Motor abgegeben wird, und das eine Durchflussrate des Fluids reguliert;

    ein Stellglied (4), das das Ventil (3) antreibt; und

    eine Steuereinrichtung (5), die das Ventil (3) antreibt und das Ventil (3) durch einen Steuerbetrieb des Stellglieds (4) steuert, wobei

    die Steuereinrichtung (5) das Ventil (3) über eine vollständig geschlossene Position des Ventils (3) antreibt, um eine Ablagerung zu beseitigen, die an einer Wand des Fluiddurchtritts (2) anhaftet, wenn eine vorbestimmte Betriebsbedingung des Motors herrscht,

    wobei das Ventil (3) ein Abgasrückführungsventil ist, das eine Durchflussrate eines Abgases reguliert, das in eine Lufteinlassseite des Motors rückgeführt wird, und

    die Steuereinrichtung (5) das Abgasrückführungsventil (3) in einem Bereich antreibt, der in der Lage ist, die Durchflussrate des rückgeführten Abgases im Wesentlichen auf den gleichen Wert zu erhalten, um die Ablagerung zu beseitigen.
  19. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn Kraftstoff zu dem Motor zugeführt wird.
  20. Ventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Betriebsbedingung herrscht, wenn das Abgas in die Lufteinlassseite des Motors rückgeführt wird.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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