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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilzeitsteuersystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 7.
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Ein
typisches herkömmliches
Ventil-Timing-Steuersystem (Ventilzeitsteuersystem) für einen
Verbrennungsmotor ist beispielsweise in der
JP 64-80733 A offenbart.
Dieses System hat ein elektronisches Drosselsystem für das Steuern
eines Öffnungswinkels
eines Drosselventils durch Antreiben eines elektrischen Motors in Übereinstimmung
mit einer Gaspedalposition oder ähnlichem
sowie einen Ventilzeitsteuermechanismus (Ventilbetätigungsänderungsmechanismus)
für ein Ändern der Öffnungs- und
Schließzeiten
der Einlassventile des Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand.
Ein Schock oder Schaltstoß wird
eliminiert, welcher durch eine Drehmomentdifferenz verursacht wird,
die auftritt, wenn eine Nocke in dem Ventilzeitsteuermechanismus
umgeschaltet wird durch Ändern
der Beziehung zwischen der Position des Gaspedals sowie dem Öffnungswinkel
des Drosselventils.
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Die
EP 0 735 245 A1 offenbart
ein gattungsgemäßes Ventilzeitsteuersystem
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein gattungsgemäßes Steuerverfahren für einen
Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 7. Aus
DE
195 40 832 C1 ist eine Vorrichtung bekannt, die den Öffnungswinkel
einer Drosselklappe in Abhängigkeit
eines ersten Korrekturwerts, der Temperatur in einem Ansaugkanal,
einstellt. Dieser Öffnungswinkel
wird durch einen zweiten Korrekturwert korrigiert, nämlich der
Ventilsteuerzeit der Einlassventile.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventilzeitsteuersystem
sowie ein Verfahren für
einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welches ein plötzliches
Beschleunigen gemäß dem Ansprechverhalten
des Ventilzeitsteuermechanismus unterdrückt, um das Auftreten von Fehlzündungen
zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Ventilzeitsteuersystem gemäß Anspruch
1 und einem Steuerverfahren gemäß Anspruch
7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche Entsprechend
einer Ventilzeitsteuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Öffnungswinkel
eines Drosselventils für
ein Regulieren eines Einlassbetrags eines Verbrennungsmotors korrigiert
auf der Basis eines geschätzten
Ansprechens (Ansprechverhalten) eines Ventilzeitsteuermechanismus
zusätzlich
zu einer Gaspedalposition. Das heißt, dass wenn die Temperatur
niedrig ist, dann ist beispielsweise das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismus
niedrig, wobei der Öffnungswinkel
des Drosselventils entsprechend diesem Ansprechen korrigiert wird,
so dass die Wirksamkeit des Ventilzeitsteuermechanismus maximal
genutzt wird, wodurch die Emission, der Kraftstoffverbrauch usw.
verbessert werden. Wenn darüber
hinaus das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismus langsam ist, wird
durch Unterdrücken
einer plötzlichen
Beschleunigung das Auftreten einer Fehlzündung verhindert.
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Vorzugsweise
wird das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismus abgeschätzt auf
der Basis der Temperatur eines Betriebsfluids. Weiter vorzugsweise
wird das abgeschätzte
Ansprechen durch eine Motorgeschwindigkeit korrigiert. Darüber hinaus
wird die Temperatur des Betriebsfluids indirekt erfasst auf der
Basis von zumindest einem der nachfolgenden Parameter nämlich einer
gegenwärtigen
Temperatur eines Kühlwassers
des Verbrennungsmotors, einer Temperatur des Kühlwassers zum Startzeitpunkt,
einer verstrichenen Zeit vom Startzeitpunkt aus, der Anzahl von
Zündungen
nach dem Start und der Anzahl von Kraftstoffeinspritzzeiten nach
dem Start, d. h., die Temperatur des Arbeitsfluids wird abgeschätzt auf
der Basis eines Übergangszustands
der Kühlwassertemperatur
in einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und eines Gesamtwärmewerts
eines Explosionshubs des Verbrennungsmotors und einer Reibung eines
Zylinders und ähnliches.
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Vorzugsweise
wird eine Drosselsteuerzeitkonstante, wenn der Öffnungswinkel des Drosselventils
gesteuert wird, berechnet, von dem Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismus,
wobei der Öffnungswinkel
des Drosselventils korrigiert wird durch Verwendung der Drosselsteuerzeitkonstante.
Das heißt,
dass ein plötzliches
Beschleunigen unterdrückt wird
durch Glätten
der Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils entsprechend dem
Ansprechen bzw. dem Ansprechverhalten des Ventilzeitsteuermechanismus
durch Verwendung der Drosselsteuerzeitkonstante und des weiteren
durch Ausnutzen der Wirksamkeit des Ventilzeitsteuermechanismus.
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Wenn
das Ansprechverhalten des Ventilzeitsteuermechanismus langsam ist,
und entschieden wird, dass der Betriebszustand des Verbrennungsmotors
schnell in eine Motorverzögerung
geschaltet wird, dann wird der Ventilzeitsteuermechanismus vorzugsweise
auf eine Verzögerungs-
bzw. Nacheilwinkelseite gesteuert auf der Basis der Beschleunigungspedalposition,
wobei das Drosselventil mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit
relativ zu der Änderung
der Beschleunigungspedalposition geschlossen wird. Folglich kann
eine Fehlzündung
des Verbrennungsmotors verhindert werden, die verursacht werden
könnte
durch Erhöhen
des internen EGR (verbleibendes Gas in einer Verbrennungskammer)
infolge der Verzögerung
des Ventilzeitsteuermechanismus von dem Schnellverzögerungsbetrieb des
Ventilzeitsteuermechanismus.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Die
Erfindung wird detailliert auf Basis der bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, welches einen Verbrennungsmotor der
zwei oben liegenden Nocken-Bauart zeigt, bei welchem die Ventilzeitsteuerung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau für eine ECU
in dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
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3 ist
eine Flusskarte, die ein Bearbeitungsprogramm einer Basisroutine
in einer CPU in der ECU zeigt welches in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
verwendet wird,
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4 ist
eine Flusskarte, die eine Bearbeitungsprozedur für ein Abschätzen einer VVT-Reaktion in 3 zeigt,
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5a, 5b und 5c sind
Kennlinienkarten und Graphen der VVT-Reaktion gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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6 ist
ein Diagramm, welches die Voraneil- und Nacheilsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt,
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7 ist
eine Flusskarte, die eine Bearbeitungsprozedur einer VVT-Relativdrehwinkelsteuerung
in 3 zeigt,
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8 ist
ein. Kennliniendiagramm eines Betriebs eines OCV, verwendet in dem
Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung,
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9 ist
eine Flusskarte, welcher eine Bearbeitungsprozedur bezüglich einer
Drosselkorrekturfaktorberechnung in 3 zeigt,
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10 ist
eine Flusskarte, welcher eine Bearbeitungsprozedur für eine Drosselsteuerung
gemäß der 3 zeigt,
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11 ist
eine Zeitkarte, die den Betrieb der Ventilzeitsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der
Erfindung darstellt und
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12 ist
eine Zeitkarte, welcher ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt.
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Ein
Ventilzeitsteuersystem für
einen Verbrennungsmotor gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist bei einem Motor mit zwei oben liegenden Nocken gemäß der 1 angewendet.
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Wie
in der 1 gezeigt wird hat das System einen Verbrennungsmotor
(IC-Motor) 1, einen Kurbelwinkelsensor 2 für das Erfassen
eines Drehwinkels θ1
einer Kurbelwelle 31 als eine Antriebswelle des IC-Motors 1,
ein Wassertemperatursensor 3 für das Erfassen einer Kühlwassertemperatur
THW des IC-Motors 1, einen Nockenwinkelsensor 4 für das Erfassen
eines Drehwinkels θ2
einer Nockenwelle 33 als eine Antriebswelle auf Seiten
eines Einlassventils 32 des IC-Motors 1 und für ein Berechnen
eines Relativdrehwinkels (Versatzwinkel) von der Phasendifferenz
zwischen dem Drehwinkel θ2
und dem Drehwinkel θ1
von dem Kurbelwinkelsensor 2, ein Drosselsensor 5 für das Erfassen
eines Drosselöffnungswinkels
TA eines Drosselventils 14, ein Einlassbetragssensor 6 wie
beispielsweise ein Luftstrommesser für das Erfassen einer Einlassluftmenge
QA des IC-Motors 1, ein Fluidtemperatursensor 7,
der in einer Fluidleitung angeordnet ist und eine Betriebsfluidtemperatur
THO erfasst, ein Gaspedalsensor 8 für das Erfassen einer Beschleunigungsposition
AP als eine Gaspedalposition, ein Fluid(Öl)-Stromregelventil 9 (OCV)
für ein
Regeln des Drucks des Betriebsfluids, ein hydraulisch variabler
Ventilzeitsteuermechanismus (VVT) 10, der auf Seite des
Einlassventils 32 installiert ist als ein Aktuator für das Steuern
der Nockenwelle 33 um ein Zielrelativwinkel (Zielversatzwinkel)
zu erhalten als eine Zielphasendifferenz zwischen der Nockenwelle 33 und
der Kurbelwelle 31 durch den Fluiddruck, welcher durch
den OCV 9 geregelt wird, ein Ölfilter 11 für das Filtern
des Betriebsfluids von einer Ölwanne
des IC-Motors 1,
eine Fluidpumpe 12 für
das zwangsweise Fördern
des Betriebsfluids, ein DC-Motor 13 als ein Aktuator für das Antreiben
des Drosselventils 14 auf einen Zieldrosselöffnungswinkel
und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 20 für das Erfassen
des Betriebszustands des IC-Motors 1 auf der Basis der
Eingangssignale verschiedener Sensoren, für das Berechnen eines optimalen
Steuerwerts und für
das Ausgeben von Treibersignalen an den OCV 9, den DC-Motor 13 usw.
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Die
ECU 20 ist aufgebaut, wie in der 2 gezeigt
wird, als ein logischer Operationskreis. Sie umfasst eine zentrale
Prozesseinheit (CPU) 21, ein ROM 22, in welchem
ein Steuerprogramm abgespeichert ist, ein RAM 23 für das Abspeichern
verschiedener Informationen und ein A/D-Konvertierkreis 24 für das Konvertieren
analoger Signale wie beispielsweise eines Kühlwassertemperatursignals THW
von dem Wassertemperatursensor 3, eines Drosselöffnungswinkelsignals
TA von dem Drosselsensor 5, eines Einlassluftmengensignals
QA von dem Einlassmengensensor 6, eines Fluidtemperatursignals
THO von dem Fluidtemperatursensor 7 sowie eines Beschleunigungspositionssignals
AP von dem Beschleunigungssensor 9 in entsprechende digitale
Signale, einen Wellenformausbildungskreis (WSC) 25 für das Ausbilden
der Wellenform eines Drehwinkelsignals θ1 von dem Kurbelwinkelsensor 2 und
für das Ausbilden
jener eines Drehwinkelsignals θ2
des Nockenwinkelsensors 4 sowie ein Ausgabekreis 26 für das Ausgeben
eines Treibersignals IDOCV basierend auf einem OCV-Schaltverhältnis(Tastverhältnis)-Steuerwerts
DOCV, welches von der CPU 21 berechnet wird auf der Basis
der verschiedenen Informationen an den OCV 9 und für das Ausgeben
eines Treibersignals ITAEX basierend auf einem Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAIX an den DC-Motor 13.
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Die
CPU 21 in der ECU 20, welche in der Ventilzeitsteuerung
für den
IC-Motor verwendet wird, ist derart programmiert, dass eine Steuerungsabarbeitungsprozedur
gemäß der 3 ausgeführt wird. Diese
Basisroutine wird in sich wiederholender Weise durch die CPU 21 zu
jeder vorbestimmten Zeit ausgeführt.
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Gemäß der 3 wird
eine Initialisierung in Schritt S100 ausgeführt auf das Einschalten einer Energiequelle
(zum Startzeitpunkt der Energie- oder Leistungsquelle). Bei der
Initialisierung wird der Speicher, welcher den RAM 23 beinhaltet
usw. auf einen Anfangswert zurückgesetzt,
wobei Eingangssignale verschiedener Sensoren überprüft werden. Nach der Initialisierung
in Schritt S100 wird ein Hauptsteuerungsprozess in der nachfolgenden
Schleife wiederholt ausgeführt.
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In
Schritt S200 wird ein Prozess für
das Abschätzen
einer Reaktionscharakteristik des VVT 10 aus dem Betriebszustand
des IC-Motors 1 ausgeführt.
Die Prozessroutine schreitet daraufhin zu Schritt S300 fort, wobei
ein VVT-Relativdrehwinkel-Berechnungsvorgang ausgeführt wird.
In Schritt S400 wird ein Vorgang für das Berechnen eines Drosselkompensationsfaktors
für das
Kompensieren des Drosselöffnungswinkels
des Drosselventils 14 ausgeführt, derart, dass es an die
Reaktion des VVT 10 angepasst ist, welche in Schritt S200
abgeschätzt worden
ist. In Schritt S500 wird ein Drosselsteuerungsprozess ausgeführt. Hierauf
kehrt die Prozessroutine zu Schritt S200 zurück.
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Die
VVT-Reaktionsabschätzprozessroutine in
Schritt S200 gemäß der 3 ist
in der 4 dargestellt. Diese Unterroutine wird in sich
wiederholender Weise durch die CPU 21 alle 120 m/sek. ausgeführt.
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Die
Temperatur THO des Betriebsfluids des VVT 10 wird in Schritt
S201 eingelesen. In Schritt S202 wird eine Reaktionsgeschwindigkeit
(Voreilgeschwindigkeit) ARBAS, für
den Fall, dass der VVT 10 auf die Vorauseilwinkelseite
versetzt wird im Ansprechen auf die Fluidtemperatur THO, eingelesen
in Schritt S201, aus der Tafel in 5c berechnet.
Die Tafel, welche die Beziehung zwischen der Fluidtemperatur THO
und der Reaktionsgeschwindigkeit RABS zeigt, hat, wie später noch
beschrieben wird, Optimalwerte, welche im voraus durch Experimente oder ähnliches
erhalten wurden unter Berücksichtigung
der VVT-Reaktionsgeschwindigkeit, welche wiederum beeinflusst wird
durch die Fluidtemperatur THO. In Schritt S203 wird in ähnlicherweise
eine Reaktionsgeschwindigkeit (Nacheilgeschwindigkeit) RRBAS, für den Fall,
dass der VVT 10 zu einer Nacheilwinkelseite versetzt ist
in Übereinstimmung
mit der Fluidtemperatur THO, eingelesen in Schritt S201, aus der
Tafel gemäß der 5C berechnet.
Da die VVT-Reaktionsgeschwindigkeit unterschiedliche VVT-Reaktionscharakteristiken
bzw. Kennlinien für die
gleiche Fluidtemperatur THO mit Bezug auf die Voreilwinkelseite
und die Nacheilwinkelseite hat, werden unterschiedliche Tafeln vorbereitet.
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Wenn,
wie in der 5B gezeigt wird, angenommen
wird, dass die Neigung (A/B) eines Relativdrehwinkels VT (Grad CA)
der übergeht,
um einem Zielrelativdrehwinkel VTT (Grad CA) zu folgen, wenn der
OCV-Taststeuerwert DUCV, ausgegeben von dem OCV 9, geändert wird,
von 0 auf 100 wie dies in 5a gezeigt
wird, eine VVT-Reaktionsgeschwindigkeit
(Grad CA/sek.) ist, dann ändern
sich die VVT-Reaktionsgeschwindigkeiten auf Seiten der voraneilenden
und nacheilenden Winkel mit den Kennlinien bzw. Charakteristiken,
wie sie in 5c gezeigt sind, entsprechend
der Fluidtemperatur (°C).
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Da
in dem Ausführungsbeispiel
die Fluidpumpe 12 für
das Betriebsfluid des VVT 10 angetrieben wird durch den
IC-Motor 1,
ist der Ausstoß proportional
zu einer Motorgeschwindigkeit NE. Da das gleiche Betriebsfluid verwendet
wird für
das Betreiben des VVT 10, wird dessen Einfluss berücksichtigt. Das
heißt,
ein Geschwindigkeitskorrekturkoeffizient FNE für die Motorgeschwindigkeit
NE wird in Schritt S204 aus einer Tafel berechnet. Die Tafel, welche
die Beziehung zwischen der Motorgeschwindigkeit NE und dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizienten FNE
zeigt, hat Optimalwerte, welche vorab erhalten worden sind, durch
Berechnung, durch Experimente usw. und zwar aus den Pumpenkennlinien.
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In
Schritt S205 wird die voreilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit
ARBAS, berechnet in Schritt S202, multipliziert mit dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizienten
FND, wodurch eine abschließende
voreilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS erhalten wird.
In Schritt S206 wird die nacheilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit
RRBAS, berechnet in Schritt S203, mit dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizienten
FNE multipliziert, wodurch eine abschließende nacheilwinkelseitige
Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS erhalten wird.
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Das
Ausführungsbeispiel
bezieht sich auf ein Verfahren für
das Ausführen
der Ventilzeitsteuerung durch den VVT 10 lediglich auf
der Einlassseite. Wie in der 6 gezeigt
wird, ist die Ventilzeit für
das Auslassventil 34 auf den oberen Kolbentotpunkt (TDC)
fixiert. Durch Voreilen und Nacheilen der Ventilzeit des Einlassventils 32 wird
der Überlappungsbetrag
gesteuert.
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Die
VVT-Relativdrehwinkelsteuerprozessroutine in Schritt S300 gemäß der 3 wird
in 7 gezeigt. Diese Unterroutine wird in sich wiederholender
Weise durch die CPU 21 alle 16 m/sek. wiederholt. Die Motorgeschwindigkeit
NE sowie das Einlassluftvolumen QA werden in Schritt S301 eingelesen.
In Schritt S302 wird ein Zielrelativdrehwinkel des VVT10 aus einer
Karte berechnet auf der Basis der Motorgeschwindigkeit NE und des
Einlassluftvolumens QA, eingelesen in Schritt S301. Wenn beispielsweise
NE = ne1 und QA = qa1, dann wird „a” erhalten als dem Zielrelativdrehwinkel
aus der Karte. Die Zielrelativdrehwinkel, welche aus der Karte erhalten
werden, sind Optimalwerte, welche vorab erhalten worden sind durch
Berechnung, Experimente usw.
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In
Schritt S303, wird der Zielrelativdrehwinkel „a”, berechnet in Schritt S302
in einem Speicherbereich „VVT” für den Zielrelativdrehwinkel
im RAM 23 abgespeichert. In Schritt S304 wird ein gegenwärtiger Relativdrehwinkel
(oder ein aktueller Relativdrehwinkel) des VVT10 basierend auf den
Eingangssignalen des Kurbelwinkelsensors 2 und des Nockenwinkelsensors 4 ausgelesen.
In Schritt S305 wird ein Differenzwert DLVT berechnet aus der Abweichung
zwischen dem vorhergehenden Relativdrehwinkel VT(i – 1) und
dem Relativdrehwinkel VT(i) zu diesem Zeitpunkt. In Schritt S306
wird eine Relativdrehwinkelabweichung ERVT berechnet aus einer Abweichung
zwischen dem gegenwärtigen
Relativdrehwinkel VT(I) und dem Zielrelativdrehwinkel VTT.
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In
Schritt S307 wird ein P (Proportional) Bedingungskorrekturwert PVT
berechnet aus einer Tafel auf der Basis der Relativdrehwinkelabweichung ERVT,
berechnet in Schritt S306. In Schritt S308 wird ein D (Differenz)
Bedingungskorrekturwert DVT aus einer Tafel erhalten auf der Basis
eines Differenzwerts DLVT, berechnet in Schritt S305. Der P-Bedingungskorrekturwert
PVT, welcher in Schritt S307 aus der Tafel berechnet worden ist
und der D-Bedingungskorrekturwert DVT, welcher in Schritt S308 aus der
Tafel berechnet worden ist, stellen Optimalwerte dar, welche vorab
erhalten worden sind durch Berechnung, Experimente oder ähnliches.
In Schritt S309 wird der P-Bedingungskorrekturwert
PVT, welcher in Schritt S307 berechnet worden ist, der D-Bedingungskorrekturwert
DVT, welcher in Schritt S308 berechnet worden ist und der vorhergehende OCV-Taststeuerwert
DOCV addiert, wodurch ein abschließender OCV-Taststeuerwert DOCV
erhalten wird. Der VVT Relativdrehwinkel wird berechnet durch den
VVT 10, dem der OCV-Taststeuerwert DOCV über dem
OCV 9 zugefügt
wird. Bei dem Betrieb OCV 9 wird, wie durch das Kennliniendiagramm gemäß der 8 gezeigt
wird, durch ein Erhöhen
der Fluidmenge proportional zu dem OCV-Taststeuerwert DOCV (%) der Relativdrehwinkelsteuerwert (°CA) erhöht.
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Die
Drosselkorrekturfaktorberechnung-Prozessroutine in Schritt S400
gemäß der 3 wird
in der 9 dargestellt. Diese Unterroutine wird in sich wiederholender
Weise von der CPU 21 aller 8 m/sec. ausgeführt.
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Der
Differenzwert DLVT, berechnet in Schritt S305 gemäß der 7 wird
in Schritt S401 eingelesen. In Schritt S402 wird bestimmt, ob der
Differenzwert DLVT 0 oder größer ist.
Falls der Differenzwert DLVT 0 oder größer ist, wird angenommen, dass
der Versatz des Relativdrehwinkels VT zur voraneilenden Winkelseite
angewiesen worden ist, wobei die Prozessroutine zu Schritt S403
fortschreitet. Die voreilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit
ARPNS, welche abgeschätzt
und berechnet worden ist aus dem Betriebszustand des IC-Motors 1 wird
in Schritt S205 gemäß der 4 eingelesen.
In Schritt S404 wird eine Drosselsteuerzeitkonstante T zu dem Zeitpunkt,
in welchem die voreilwinkelseitige Steuerung berechnet wird, aus
der Tafel auf der Basis der voranwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit
ARPNS, eingelesen in Schritt S403, berechnet. Die Drosselsteuerzeitkonstante
T, die der voranwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS entspricht
für ein Steuern
der Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils 14 derart,
dass es angepasst ist an die Reaktion des VVT 10, wird
vorab erhalten durch Berechnung, durch Experimente usw. und in der
in Schritt S404 verwendeten Tafel eingetragen.
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Wenn
andererseits die Diskriminations- bzw. Bestimmungsbedingung in Schritt
S402 nicht erfüllt wird
und der Differenzwert DLVT kleiner als 0 ist, dann wird bestimmt,
dass der Versatz des Relativdrehwinkels VT auf die Nacheilwinkelseite
bestimmt ist. Die Prozessroutine schreitet daraufhin zu Schritt S405
fort, wobei die nacheilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS,
abgeschätzt
und berechnet aus dem Betriebszustand des IC-Motors 1 in
Schritt S206, gemäß 4 eingelesen
wird. In Schritt S406, wird die Drosselsteuerzeitkonstante T zum
Zeitpunkt der nacheilwinkelseitigen Steuerung aus der Tafel auf
der Basis der nacheilwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS,
eingelesen in Schritt S405, berechnet. Die Drosselsteuerzeitkonstante
T, welche der nacheilwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS.
entspricht für
ein Steuern der Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils 14,
derart, dass es angepasst ist an die Reaktion des VVT 10,
wird vorab erhalten durch Berechnung durch Experimente usw., und
in die in Schritt S406 verwendete Tafel eingetragen.
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Die
Drosselsteuerprozessroutine gemäß Schritt
S500 in 3 wird in 10 gezeigt.
Die Unterroutine wird in sich wiederholender Weise durch die CPU 21 aller
8 m/sec. ausgeführt.
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Die
Beschleunigerposition Ap wird in Schritt S501 eingelesen. In Schritt
S502 wird ein Zieldrosselöffnungswinkel
TTA für
die Beschleunigerposition Ap, eingelesen in Schritt S501, erhalten
aus einer Tafel. Der Zieldrosselöffnungswinkel
TTA, welcher aus der Beschleunigerposition Ap erhalten worden ist
unter Beachtung der Fahrbarkeit, Steuer- bzw. Beherrschbarkeit usw.
des IC-Motors 1 wird in der Tafel eingetragen. In Schritt
S503 wird ein abschließender
Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX berechnet durch Ausführen
einer Verstärkungskorrektur
bezüglich
des Zieldrosselöffnungswinkels
TTA unter Verwendung eines Modells einer Übertragungsfunktion {1/(1 + T·S)}. T
in dem Modell ist eine Drosselsteuerzeitkonstante, erhalten in Schritt
S404 oder S406 gemäß 9.
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In
Schritt S504 wird der gegenwärtige
Drosselöffnungswinkel
TA eingelesen. In Schritt S505 wird die Tatsache, ob der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel
TA, eingelesen in Schritt S504, den Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX, berechnet in Schritt S503, überschreitet oder nicht, bestimmt. Wenn
die gegenwärtige
Drosselöffnung
TA den Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX überschreitet, dann
schreitet die Prozessroutine zu Schritt S506 fort. Ein Betriebsprozess
für das
Betreiben des DC-Motors 13 für ein Öffnen und Schließen des Drosselventils 14 zur
Schließseite
hin und ein Zusammenführen
des gegenwärtigen
Drosselöffnungswinkels
TA mit dem Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX
wird ausgeführt.
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Wenn
andererseits die Bestimmungsbedingung in Schritt S505 nicht erfüllt ist,
dann schreitet die Prozessroutine zu Schritt S507 fort. Ob der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel
TA, eingelesen in Schritt S504, kleiner ist als der Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX, berechnet in Schritt S503, oder nicht, wird bestimmt.
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Wenn
der gegenwärtige
Drosselöffnungswinkel
DA kleiner ist als der Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX, schreitet
die Prozessroutine zu Schritt S508 fort. Ein Betriebsprozess für das Betreiben
des DC-Motors 13 für
ein Öffnen
und Schließen des
Drosselventils 14 zur Öffnungsseite
und ein Angleichen des gegenwärtigen
Drosselöffnungswinkels DA
mit dem Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX wird ausgeführt.
Wenn andererseits die Bestimmungsbedingung in Schritt S507 nicht
erfüllt
ist, dann wird bestimmt, dass der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel
TA sich mit dem Ausgabedrosselöffnungswinkel
TAEX deckt. Die Prozessroutine schreitet zu Schritt S509 fort, in
dem ein Vorgang für
ein Stoppen des DC-Motors 13, welcher das Drosselventil 14 öffnet und
schließt
und für
ein Halten des gegenwärtigen
Drosselöffnungswinkels
TA ausgeführt wird.
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Der
Betrieb des Ausführungsbeispiels
ist in der Zeitkarte gemäß der 11 dargestellt.
Aus Vereinfachungsgründen
zeigt die Zeitkarte lediglich die Steuerung der Voraneilwinkelseite
des VVT 10.
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Auf
der Basis der Fluidtemperatur THA für ein Betätigen des VVT 10 wird
die voreilwinkelseitige. Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS, welcher
der VVT 10 folgen kann, erhalten. Die angepasste Drosselsteuerzeitkonstante
T wird derart berechnet, dass keine Fehlzündung und oder ähnliches
durch eine Beschleunigung/Verzögerung
des Drosselventils 14 entsteht, welche schneller ist als
die voraneilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS. Die Drosselsteuergeschwindigkeit,
d. h., der ausgegebene oder abschließende Drosselöffnungswinkel
TAEX wird korrigiert durch die Drosselsteuerzeitkonstante T, wodurch
der Zielrelativwinkel VTT eingestellt wird entsprechend der VVT-Reaktionsgeschwindigkeit, welche
zu diesem Zeitpunkt durch die Fluidtemperatur THO bestimmt wird.
Demzufolge kann die Relativdrehwinkelabweichung ERVT als eine Abweichung zwischen
dem Zielrelativdrehwinkel VTT und dem gegenwärtigen Relativdrehwinkel VT
unterdrückt werden.
Folglich wird das Ansprechverhalten für das Ventiltiming des IC-Motors 1 in
einem Kraftstoffsystem oder die Zündsystemsteuerung vorteilhaft
und die Fahrbarkeit, der Emissionsausstoß usw. werden verbessert.
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Obgleich
die Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils 14 geglättet wird,
in dem dieses an das Ansprechverhalten des VVT 10 angepasst
wird durch die Drosselsteuerzeitkonstante T selbst in einem Verzögerungsbereich
oder dem Nacheilwinkelbereich des VVT 10, wie dies in der
Zeitkarte gemäß der 12 gezeigt
ist, wird, wenn der Beschleunigungspositionsdifferenzwert DLAP auf
der Schließseite
der Beschleunigungsposition Ap als eine Beschleunigungsposition
gleich ist einem vorbestimmten Wert γ oder größer, der VVT 10 vorab
zu der Nacheilwinkelseite betätigt
auf der Basis der Beschleunigerposition Ap und wird für eine vorbestimmte
Zeit verzögert.
Hierauf wird das Drosselventil 14 geschlossen, wodurch
ermöglicht
wird, dass eine Fehlzündung
des IC-Motors 1, verursacht durch ein Erhöhen des
internen EGR infolge der Verzögerung des
VVT 10 von einem schnellen Nacheilwinkelbetrieb des VVT 10 verhindert
wird.
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Entsprechend
der Ventilzeitsteuerung für den
IC-Motor gemäß diesem
Ausführungsbeispiel wird
unabhängig
von der Beschleunigerposition Ap als eine Beschleunigerpedalposition,
gesteuert durch die CPU 21 in der ECU 20, der Öffnungswinkel
des Drosselventils 14 für
ein Einstellen des Einlassluftbetrags des IC-Motors 1 korrigiert
durch die CPU 21 in der ECU 20 auf der Basis der
Reaktion des VVT 10, abgeschätzt durch die CPU 21 in
der ECU 20. Wenn folglich die Fluidtemperatur niedrig ist
und die Reaktion des VVT 10 langsam ist, dann wird der Öffnungswinkel
des Drosselventils 14 korrigiert und gesteuert entsprechend
dieser Reaktion, so dass die Effektivität des VVT 10 maximiert
wird und die Motorabgasemission, der Kraftstoffverbrauch usw. verbessert wird.
Wenn des Weiteren die Reaktion des VVT 10 langsam ist,
durch Unterdrücken
der schnellen Beschleunigung, kann ein Auftreten der Fehlzündung verhindert
werden.
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Obgleich
die Temperatur des Betriebsfluids unmittelbar erfasst wird durch
den Fluidtemperatursensor 7 bei der VVT-Reaktionsabschätzung gemäß der vorstehenden
Ausführungsbeispiele,
ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene begrenzt.
Die VVT-Reaktion kann auch abgeschätzt werden aus einem Übergangszustand
der Kühlwassertemperatur
des IC-Motors, einem Übergangszustand
der Temperatur einer Zylinderwand, der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt,
einer verstrichenen Zeit usw.
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Bei
der Ventilzeitsteuerung für
den IC-Motor erfasst der Fluidtemperatursensor indirekt die Fluidtemperatur
THO auf der Basis von zumindest einem der nachfolgenden Werte nämlich der
Kühlwassertemperatur
des IC-Motors 1, der Kühlwassertemperatur
zum Startzeitpunkt, der verstrichenen Zeit nach dem Start, der Anzahl
von Zündzeitpunkten
nach dem Start, sowie die Anzahl von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten
nach dem Start. D. h., dass die Temperatur des Betätigungsfluids
abgeschätzt
wird auf der Basis des Übergangszustands
der Kühlwassertemperatur
im Betriebszustand des IC-Motors 1 sowie des Totalwärmewerts,
erhalten durch einen Explosionshub des IC-Motors und der Reibung
eines Zylinders usw. ist es nicht immer notwendig, einen Fluidtemperatursensor
gemäß dem vorstehenden
Ausführungsbeispiel
vorzusehen.
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Bei
einer Ventilzeitsteuerung für
einen Motor mit einem elektronischen Drosselsteuersystem wird die
Reaktion bzw. das Ansprechverhalten eines Ventilzeitsteuermechanismus
VVT abgeschätzt
S200 durch den Betriebszustand des Motors. Zusätzlich zur Steuerung S300 eines
Relativdrehwinkels des VVT wird ein Drosselkorrekturfaktor für ein Korrigieren
des Öffnungswinkels
eines Drosselventils 14 berechnet S400, so dass dieses
angepasst wird an die Reaktion bzw. das Ansprechverhalten des VVT.
Das Drosselventil wird gesteuert S500 durch den berechneten Faktor.
Wenn die Reaktion bzw. das Ansprechverhalten des VVT langsam ist,
dann wird der Öffnungswinkel
des Drosselventils auf der Basis der Reaktion bzw. des Ansprechverhaltens
korrigiert. Folglich wird eine schnelle Motorbeschleunigung unterdrückt, wodurch
das Auftreten einer Fehlzündung verhindert
wird.