DE19951989A1 - Einlass/Auslass Ventilöffnungs/Schliesseinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
Einlass/Auslass Ventilöffnungs/Schliesseinstellungs-Steuersystem für einen VerbrennungsmotorInfo
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor hat die Fähigkeit zum Durchführen eines schnellen Heranführens einer tatsächlichen Einlaß/Auslaß-Ventileinstellung in schneller Weise an eine gewünschte Ventileinstellung mit hoher Genauigkeit, um hierdurch eine Verschlechterung einer Abgasqualität zu vermeiden. Es enthält eine Berechnungsvorrichtung für eine gewünschte Ventileinstellung (202) zum Bestimmen der gewünschten Ventileinstellung (To) jeweils für ein Einlaßventil (17) und ein Auslaßventil (18) in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand (D). Ferner enthält es einen variablen Ventileinstellmechanismus (40) zum Ändern der Öffnungs/Schließeinstellung jeweils der Ventile (17, 18), eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (203), jeweils zum Detektieren der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) der Ventile (17, 18), ferner eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (204) zum Erzeugen einer Steuergröße (i) für den variablen Ventileinstellmechanismus (40) und eine Lernvorrichtung (206) zum Lernen einer am meisten verzögerten Ventileinstellung als Lernwert (LRN). Der Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta), der zu einem Zeitpunkt detektiert wird, der am meisten gegenüber den durch den Lernwert (LRN) angezeigten Zeitpunkt verzögert ist, ist in dem Lernwert (LRN) im Verlauf des Betriebs des Motors (1) reflektiert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein
Ventileinstell-Steuersystem zum Regulieren oder Steuern einer
Ventilöffnungs/Schließeinstellung (hierauf wird auch einfach
als Ventileinstellung Bezug genommen), mit dem ein
Einlaßventil und/oder ein Auslaßventil eines
Verbrennungsmotors geöffnet oder geschlossen wird, in
Übereinstimmung mit dem Betriebszustand oder der Bedingung
des Motors. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
ein Ventileinstell-Steuersystem zum Steuern der tatsächlich
detektierten Ventileinstellung derart, daß sie schnell oder
mit hoher Geschwindigkeit zu einem gewünschten Wert
konvergiert, durch einen Lernvorgang für die am meisten
verzögerte Einstellung, die als Referenzwerte für die
Steuerung bzw. Regelung über einen weiten Betriebsbereich des
Motors einzusetzen sind unter Ungültigsetzen fehlerhaft
gelernter Geschwindigkeitsinformation oder Daten, um
hierdurch die Verschlechterung der Qualität des Motorabgases
zu vermeiden.
In dem technischen Gebiet des Verbrennungsmotors ist bisher
ein System für das variable Steuern der Betriebseinstellung
(operation timing) für mindestens ein Einlaßventil und
Auslaßventil des Motors bekannt, in Übereinstimmung mit dem
Betriebszustand hiervon unter Berücksichtigung der
Verbesserung des Wirkungsgrads der Einlaß- und
Auslaßbetriebsschritte der Motorzylinder.
Bei derartigen Steuersystemen werden Lernwerte die am meisten
verzögerte Ventilöffnungs/Schließeinstellung zum Anzeigen der
Winkelposition der Motorkurbelwelle, die als Referenz für die
Steuerung dient, bei denen die Steuerung zwischen den
Produkten aufgrund der Herstellung derselben ausgeglichen
sind, vorab in einen Speicher oder in einer Speicherschaltung
gespeichert, damit hierdurch die
Ventilöffnungs/Schließeinstellung (Steuergröße) arithmetisch
bestimmt werden kann, in Übereinstimmung mit zahlreichen
Betriebszuständen des Motors auf der Grundlage der Lernwerte.
In anderen Worten ausgedrückt, werden die Lernwerte immer bei
der Ventilöffnungs/Schließeinstellungs-Steuerung verwendet.
Demnach ist es erforderlich, daß die Lernwerte optimal
bestimmt sind.
Es finden sich typische bisher bekannte oder übliche
Steuersysteme vom oben erwähnten Typ beispielsweise jeweils
in den nicht geprüften japanischen Patentanmeldungs-
Veröffentlichungen Nr. 299876/1994 (JP-A-6-299876) und
345264/1997 (JP-A-9-345264). Für ein besseres Verständnis des
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Konzepts erfolgt
hier zunächst eine Beschreibung in gewissem Detailumfang des
üblichen Ventileinstellungs- und Steuersystems (valve timing
control system) für einen Verbrennungsmotor in bezug auf die
Fig. 15 bis 28.
Die Fig. 15 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen
eines allgemeinen Aufbaus eines Ottomotorsystems, das mit
einem üblichen Ventilöffnungs/Schließeinstellungs-
Reguliermechanismus ausgerüstet ist. Unter Bezug auf die
Figur ist ein Verbrennungsmotor (auf den hiernach auch
einfach als Motor Bezug genommen wird) allgemein durch das
Bezugszeichen 1 bezeichnet, und er bildet einen Hauptteil des
Ottomotorsystems, und er enthält mehrere Zylinder (z. B. vier
Zylinder). In Fig. 15 sind jedoch lediglich allen Zylindern
zugeordneten Komponenten beispielhaft dargestellt.
Wie in Fig. 15 gezeigt, bildet ein Zylinderblock 2 einen
Zylinderabschnitt des Motors 1. Ein Zylinderkopf 3 ist mit
dem Zylinderblock 2 bei einem oberen Ende hiervon verbunden.
Ein Kolben 4 ist in jeder der Zylinderkammern aufgenommen,
die in dem Zylinderblock 2 gebildet sind, für eine Hin- und
Herbewegung entlang einer vertikalen Richtung. Eine
Kurbelwelle 5 ist betriebsgemäß an die Kolben bei einem
unteren Ende hiervon gekoppelt, und sie dreht sich
einheitlich mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 4.
Ein Kurbelwinkelsensor 6 ist in der Nähe der Kurbelwelle 5
angeordnet. Dieser Sensor 6 kann beispielsweise durch einen
elektromagnetischen Aufnehmer oder Sensor gebildet sein, der
zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals SGT synchron zu der
Umdrehung des Motors 1 entworfen ist. Das Kurbelwinkelsignal
SGT wird nicht nur zum Detektieren der Motorgeschwindigkeit
oder Umdrehungszahl NE (U/min) des Motors 1 verwendet,
sondern auch zum Detektieren eines vorgegebenen
Referenzkurbelwinkels (°CA) der Kurbelwelle 5.
Ein Signalrotor 7 ist integral an der Kurbelwelle 5 montiert,
und er weist eine Außenumfangsoberfläche auf, die mit einem
Paar von Zähnen 7a mit einer hierzwischen gebildeten
Winkeldistanz von 180° gebildet ist. Die Zähne 7a sind aus
einem magnetischen Material gebildet. Demnach wird jedesmal
dann, wenn jeder Zahn 7a vor dem Kurbelwinkelsensor 6 geführt
wird, das Kurbelwinkelsignal SGT mit pulsartiger Form durch
den Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt.
Eine Verbrennungskammer 8 wird durch die Innenwand des
Zylinderblocks 2 und diejenige des Zylinderkopfs 3 und eine
Oberwand des Kolbens 4 gebildet. In der Verbrennungskammer 8
wird ein Luft/Kraftstoffgemisch, das in dem Motor 1 geladen
wird, einer Verbrennung unterzogen. Hierfür ist eine
Zündkerze 9 bei der Oberseite des Zylinderkopfs 3 so
angeordnet, daß sie teilweise in die Verbrennungskammer 8
vorsteht. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird durch eine
elektrische Entladung gezündet, die bei der Zündkerze 9
stattfindet.
Ein Verteiler 10 ist installiert, und er ist betriebsgemäß an
eine abgasseitige Nockenwelle 20 (hier nachfolgend
beschrieben) gekoppelt, die auf dem Zylinderkopf 3 montiert
ist. Der Verteiler 10 ist zum Anlegen einer hohen
Zündspannung jeweils bei den in den einzelnen Zylindern
vorgesehen Zündkerzen 9 entworfen. Ein Zündern ist zum
Erzeugen der hohen Zündspannung vorgesehen.
Insbesondere ist jede der Zündkerzen 9 elektrisch mit dem
Verteiler 10 über eine (nicht gezeigte) Hochspannungs-
Innenanschlußschnur verbunden, derart, daß die von dem Zünder
11 ausgegebene Hochspannung jeweils an die einzelne Zündkerze
9 durch den Verteiler 10 synchron zu der Drehung der
Kurbelwelle 5 verteilt wird.
Ferner ist in Zuordnung zu dem Zylinderblock 2 ein
Wassertemperatursensor 12 installiert, der zum Detektieren
der Temperatur W des Kühlwassers dient, das über eine
Kühlpassage fließt. Ein Einlaßanschluß 13 ist bei einer
Einlaßseite des Zylinderkopfs 3 vorgesehen, während ein
Auslaßanschluß 14 bei einer Ausgangsseite des Zylinderkopfs 3
angeordnet ist. Eine Einlaßpassage 15 kommuniziert mit dem
Einlaßanschluß 13, und eine Auslaßpassage 16 kommuniziert mit
dem Auslaßanschluß 14. Das Einlaßventil 17 ist bei dem
Einlaßanschluß 13 des Zylinderkopfs 3 angeordnet, wohingehend
ein Auslaßventil 18 in dem Auslaßanschluß 14 installiert ist,
das in dem Zylinderkopf 3 gebildet ist.
Eine einlaßseitige Nockenwelle 19 ist oberhalb des
Einlaßventils 17 angeordnet, zum Treiben des Einlaßventils 17
zum Öffnen und Schließen desselben. Ähnlich ist die
ausgangsseitige Nockenwelle 20 oberhalb dem Auslaßventil 18
angeordnet, zum Öffnen und Schließen desselben.
Eine Einlaßeinstellriemenscheibe 21 ist auf der
einlaßseitigen Nockenwelle 19 bei einem Ende hiervon
montiert, wohingehend eine Auslaßeinstellriemenscheibe 22 bei
der ausgangsseitigen Nockenwelle 20 bei einem Ende hiervon
montiert ist. Die Einlaßeinstellriemenscheibe 21 und die
Auslaßeinstellriemenscheibe 22 sind betriebsgemäß mit der
Kurbelwelle 5 über einen Einstellgurt 23 so gekoppelt, daß
sich jede der Nockenwellen 19 und 20 mit einer
Geschwindigkeit gleich einer Hälfte der
Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) der Kurbelwelle 5 drehen
kann.
Liegt der Motor 1 in dem Betriebszustand vor, so wird das
Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle 5 jeweils auf die
Nockenwelle 19 und 20 übertragen, über den Einstellgurt 23
und die Einstellriemenscheiben 21 und 22, um hierdurch
jeweils die Nockenwellen 19 und 20 zu drehen.
Demnach werden jeweils das Einlaßventil 17 und das
Auslaßventil 18 getrieben, und zwar in die
geöffneten/geschlossenen Zustände synchron zu der Drehung der
Kurbelwelle 5 und demnach gemäß der Hin- und Herbewegung des
Kolbens 4. In anderen Warten ausgedrückt, wird jedes
Einlaßventil 17 und Auslaßventil 18 mit einer vorgegebenen
Öffnung/Schließeinstellung synchron zu einer Serie von vier
Hüben getrieben, d. h., dem Ansaughub, dem Kompressionshub,
dem Zünd-(Expansions)-Hub und dem Auslaßhub des Motors 1.
Ein Nockenwinkelsensor 24 ist in der Nähe der einlaßseitigen
Nockenwelle 19 angeordnet, und er ist zum Erzeugen eines
Nockenwellensignals SGC entworfen, zum Detektieren des
Betätigungszeitpunkts (d. h. der Ventileinstellung) des
Einlaßventils 17.
Ein Signalrotor 25 ist als Einheit bei der eingangsseitigen
Nockenwelle 19 montiert, derart, daß die
Außenumfangsoberfläche des Signalrotors 25 mit vier Zähnen
25a mit einer hierzwischen vorliegenden Mitteldistanz von 90°
gebildet ist. Jeder der Zähne 25a ist aus einem magnetischen
Material gebildet. Jedesmal wenn der Zahn 25a vor dem
Nockenwinkelsensor 24 geführt wird, wird ein pulsartiges
Nockenwinkelsignal SGC durch den Nockenwinkelsensor 24
erzeugt.
Eine Drosselklappe 26 ist bei der Einlaßpassage 15 bei einem
Zwischenabschnitt hiervon installiert und zum selektiven
Öffnen und Schließen in Ansprechen auf die Betätigung des
(nicht gezeigten) Gaspedals angeglichen, wodurch die
Luftströmungsmenge (Einlaßluftmenge) Q reguliert wird, die
dem Motor 1 zugeführt wird. Hierfür ist ein
Drosselklappensensor 27 betriebsgemäß mit der Drosselklappe
26 zum Detektieren des Drosselklappenöffnungsumfangs θ
gekoppelt.
Ein Einlaßluftströmungssensor 28 ist bei einer Stelle
angeordnet, die stromaufwärts zu der Drosselklappe 26 liegt,
zum Detektieren der Einlaßluftströmung Q in der Einlaßpassage
15 beispielsweise durch Rückgriff auf die thermische
Detektionstechnik, die per se im Stand der Technik bekannt
ist. Ferner ist ein Druckausgleichsbehälter 29 bei einer
Stelle stromaufwärts zu der Drosselklappe 26 installiert, zum
Unterdrücken des Pulsierens der Einlaßluftströmung Q.
Ein Kraftstoffeinspritzer 30 ist in der Nähe des
Einlaßanschlusses 13 jeweils jedes der einzelnen Zylinder
montiert, zum Einspritzen von Kraftstoff zum Laden des
Luft/Kraftstoffgemisches in die Verbrennungskammer 8. Jeder
der Kraftstoffeinspritzer 13 ist gewöhnlich mit einem
elektromagnetischen Ventil aufgebaut, das bei elektrischer
Erregung hiervon geöffnet wird. Kraftstoff wird jedem dieser
Kraftstoffeinspritzer 30 unter Druck ausgehend von einer
(nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe zugeführt.
Bei Betrieb des Motors 1 wird Luft in die Einlaßpassage 15
aufgenommen, während der Kraftstoffeinspritzer 30 den
Kraftstoff in Richtung zu dem Einlaßanschluß 13 einspritzt.
Im Ergebnis hiervon wird ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem
Einlaßanschluß 13 erzeugt, damit es in die Verbrennungskammer
8 über das Einlaßventil 17 angesaugt wird, das zum Öffnen bei
dem Ansaughub ausgebildet ist.
Ein variabler Ventileinstellmechanismus (varible valve timing
mechanism, VVT) 40 ist betriebsgemäß mit der
eingangsseitigen Nockenwelle 19 gekoppelt, und er ist für
einen hydraulischen Antrieb (durch Einsatz von Schmieröl des
Motors 1) entworfen, zum Ändern oder Modifizieren der
Ventilbetriebseinstellung des Einlaßventils 17, oder
mindestens des Einlaßventils 17 oder des Auslaßventils 18.
Insbesondere ist der variable Ventileinstellmechanismus 40 so
entworfen, daß er die Ventilbetriebseinstellung des
Einlaßventils 17 fortlaufend reguliert oder ändert, durch
Ändern des Winkels der Verstellung der eingangsseitigen
Nockenwelle 19 relativ zu der Einlaßeinstellriemenscheibe 21.
Hierfür ist ein Ölsteuerventil (oil control valve, OCV) 80
vorgesehen, zum Zuführen von Betriebsöl zu dem variablen
Ventileinstellmechanismus 40 sowie zum Angleichen der Menge
des Betriebsöls.
Zum Zweck des Realisierens einer Gesamtsteuerung des
Motorbetriebs ist eine elektronische Steuereinheit (auf die
hier nachfolgend als ECU bzw. ECU-Einheit Bezug genommen
wird) 100 vorgesehen, zum Steuern der Betriebsvorgänge in den
zahlreichen Betätigungsorganen wie dem Kraftstoffeinspritzer
30, dem Zünder 11, dem Ölsteuerventil 80 und anderen
Einheiten zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge, des
Zündzeitpunkts, des Ventilbetriebszeitpunkts und anderen
Größen, auf der Grundlage der Ausgangssignale der zahlreichen
Sensoren, wie den Signalen zum Anzeigen der
Einlaßluftströmung Q, der Kühlwassertemperatur W, dem
Kurbelwinkelsignal SGT, dem Nockenwinkelsignal SGC sowie
anderer Signale zum Darstellen des Betriebszustands des
Motors. Die elektronische Steuereinheit 100 kann durch einen
Mikrocomputer oder Mikroprozessor gebildet sein, wie später
beschrieben werden wird.
Nun richtet sich die Beschreibung auf eine Struktur eines
variablen Ventileinstellsystems einschließlich dem variablen
Ventileinstellsystem 40 und dem Ölsteuerventil 80 unter Bezug
auf die Fig. 16 bis 24. Die Fig. 16 zeigt einen Seitenaufriß
zum Darstellen eines Teilschnitts einer Strukturanordnung, um
die eingangsseitige Nockenwelle 19, die in Zuordnung zu dem
variablen Ventileinstellmechanismus 40 vorgesehen ist. Ferner
zeigt diese Figur auch eine Struktur der Betriebsöl-
Zuführvorrichtung einschließlich des Ölsteuerventils 80 zum
Treiben des variablen Ventileinstellmechanismus 40. Übrigens
sind in der Fig. 16 Komponenten, die gleich oder äquivalent
zu den vorher beschrieben sind, anhand derselben
Bezugsbuchstaben bezeichnet.
Wie in Fig. 16 gezeigt, dient der variable
Ventileinstellmechanismus 40 zum Regulieren oder Angleichen
der Einlaßventil-Betriebseinstellung, wohingehend das
Ölsteuerventil 80 die Menge von Betriebsöl steuert, die den
variablen Ventileinstellmechanismus 40 zugeführt wird. Die
Eingangseinstellriemenscheibe 21 dreht sich synchron zu der
Kurbelwelle 5 über Vermittlung durch den Einstellgurt 23, der
sich zusammen mit der Drehung der Kurbelwelle 5 dreht.
Auf die eingangsseitige Nockenwelle 19 wird die Drehung der
Einlaßeinstellriemenscheibe 21 translierend mit modifizierter
Phase aufgrund der Wechselwirkung mit dem variablen
Ventileinstellmechanismus 40 übertragen.
Ein Lager 41 ist fest an dem Zylinderkopf 3 (vgl. Fig. 15)
montiert, zum drehbaren Unterstützen der eingangsseitigen
Nockenwelle 19.
Eine erste Ölpassage 42 und eine zweite Ölpassage 43 sind in
Zuordnung zu der eingangsseitigen Nockenwelle 19 und einem
(hiernach beschrieben) Rotor 52 vorgesehen. Die erste
Ölpassage 42 kommuniziert mit einer
Verzögerungshydraulikkammer (retarding hydraulic chamber) 62
(auch hier nachfolgend beschrieben), für eine
Winkelverstellung des Rotors 52 entlang der
Verzögerungsrichtung, während die zweite Ölpassage 63 mit
einer Vorschubhydraulikkammer (advancing hydraulic chamber)
63 (ebenso hier nachfolgend beschrieben) kommuniziert, für
eine Winkelverstellung des Rotors 52 entlang der
Vorschubrichtung.
Ferner ist eine Ölpumpe 91 vorgesehen, zum Herausnehmen des
Betriebsöls (Schmieröls) von einer Ölwanne 90 mit dem
Betriebsöl (Schmiermittel). Zusätzlich ist ein Ölfilter 92
vorgesehen, zum Reinigen des Betriebsöls, das von der Ölwanne
90 herausgenommen wird. Die Ölwanne 90, die Ölpumpe 91 und
das Ölfilter 92 wirken zum Bilden der Schmiervorrichtung
zusammen, zum Schmieren zahlreicher Teile oder Komponenten
des Motors 1 (vgl. Fig. 15), und zur selben Zeit bilden sie
eine Betriebsöl-Zufuhrrichtung für den variablen
Ventileinstellmechanismus 40 in wechselnder Wirkung mit dem
Ölsteuerventil 80.
Mehrere allgemein und zusammen anhand des Bezugszeichens 99
bezeichnete Sensoren enthalten Sensoren, wie den zuvor
erwähnten Kurbelwinkelsensor 6 und andere, die in Zuordnung
zu dem Motor 1 vorgesehen sind, derart, daß Ausgangssignale
dieser Sensoren zum Anzeigen einer umfassenden
Betriebszustandsinformation des Motors 1 bei der
elektronischen Steuereinheit 100 eingegeben werden.
Ein Spulventilelement 82 ist in dem Gehäuse 81 des
Ölsteuerventils 80 zum Ausführen einer Gleitbewegung hierin
vorgesehen. Ein linearer Solenoid 83 steuert das
Spulventilelement 82 in Übereinstimmung mit dem zugeordneten
Steuersignal, das von der elektronischen Steuereinheit 100
zugeführt wird. Eine Feder 84 ist vorgesehen, um federnd das
Spulventilelement 82 in eine Richtung entgegengesetzt zu der
Antriebsrichtung des linearen Solenoids 83 vorzuspannen.
Das Gehäuse 81 ist mit zahlreichen Anschlüssen 85 bis 87, 88a
und 88b versehen.
Der Ölzuführanschluß 85 steht hydraulisch mit der Ölpumpe 81
über das Ölfilter 92 in Verbindung, derart, daß ein A-
Anschluß 86 hydraulisch mit der ersten Ölpassage 82
kommuniziert und ein B-Anschluß 87 hydraulisch mit der
zweiten Ölpassage 43 kommuniziert. Andererseits kommunizieren
die Auslaßanschlüsse 88a und 88b hydraulisch mit der Ölwanne
90.
Bei Betrieb des Motors 1 wird das Betriebsöl von der Ölwanne
90 durch die Ölpumpe 91 abgeleitet, die bei Drehung der
Kurbelwelle 5 in Betrieb gesetzt wird. Das Betriebsöl wird
unter Druck selektiv zu der ersten Ölpassage 42 oder der
zweiten Ölpassage 43 geführt, über das Ölfilter 92 und durch
das Ölsteuerventil 80.
Die Strömungsrate von Öl in der ersten und zweiten Ölpassage
42 und 43 wird erhöht oder verringert, nach einem Ändern des
Öffnungsumfangs der Anschlüsse 86 und 87 aufgrund einer
Gleitbewegung des Spulventilelements 82. In diesem
Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Öffnungsumfänge jeweils
des A-Anschlusses 86 und des B-Anschlusses 87 in
Übereinstimmung mit der Größe oder dem Wert des Steuerstroms
i bestimmt sind (der Steuergröße des linearen
Solenoidstroms), der dem linearen Solenoid 83 zugeführt wird.
Hiernach erfolgt ein Bezug auf diesen Strom auch als linearer
Solenoidstrom i.
Die elektronische Steuereinheit 100 steuert den Steuerstrom i
auf der Grundlage der Signale, die von den zahlreichen
Sensoren ausgegeben werden, beispielsweise dem
Kurbelwinkelsensor 6, dem Nockenwinkelsensor 24 und anderer
Sensoren.
Ein Gehäuse 44 des variablen Ventileinstellmechanismus 40 ist
drehbar relativ zu der eingangsseitigen Nockenwelle 19 so
montiert, daß ein Schutzkasten 45 gemäß seinem Gehäuse 44
gesichert ist. Eine Rückfeder 46, die durch eine Blattfeder
gebildet sein kann, ist zwischen einer (hier nachfolgend
beschriebenen) Spitzendichtung 49 und dem Gehäuse 45
angeordnet, um federnd die Spitzendichtung 49 gegen den Rotor
52 (ebenso hier nachfolgend beschrieben) zu drücken.
Die Abdeckung 47 ist an dem Gehäuse 45 mittels Bolzen 48
gesichert, die das Gehäuse 44, den Schutzkasten 45 und die
Abdeckung 47 aneinander sichern. Die Spitzendichtung 49 wird
gegen den Rotor 52 durch die Rückfeder 46 gepreßt, um
hierdurch ein Fließen von Betriebsöl zwischen den
hydraulischen Kammern zu vermeiden, die gegeneinander durch
den Rotor 52 und das Gehäuse 45 partitioniert sind. Eine
Platte ist an der Abdeckung 47 mittels einer Schraube 51
gesichert.
Der Rotor 52 ist fest an der einlaßseitigen Nockenwelle 19
montiert und drehbar relativ zu dem Schutzkasten 45
angeordnet. Der Rotor ist mit einer zylindrischen
Halteeinrichtung 53 versehen, die eine Vertiefung angepaßt
zum Wechselwirken mit einem (hiernach beschriebenen) Plunger
54 aufweist.
Der mit einem Vorsprung versehene Plunger 56 kann sich in dem
Gehäuse 44 gleitend bewegen, unter Einfluß der Federwirkung
einer Feder 55 (hier nach folgend beschrieben) und eines
hydraulischen Drucks des in die Halteeinrichtung 53
eingeführten Öls. Die Feder 54 übt eine Federkraft aus, damit
der Plunger 54 zu dem Rotor 52 vorgespannt wird. Eine
Plungerölpassage 55 führt das Betriebsöl in die Richtung zum
Ausüben des hydraulischen Drucks auf den Plunger 54 gegen die
Federkraft der Feder 55. Eine Lochpassage 57 ist vorgesehen,
damit fortlaufend der Luftdruck bei dem Raum eingestellt
wird, der bei der Seite des Plungers 54 gebildet wird, an der
die Feder 55 angeordnet ist.
Die einlaßseitige Nockenwelle 19 und der Rotor 52 sind fest
aneinander mittels eines Verbindungsbolzens 58 verbunden.
Andererseits sind die einlaßseitige Nockenwelle 19 und der
Rotor 52 miteinander durch einen drehbaren Wellenabschnitt
eines Wellenelements 59 verbunden, das drehbar relativ zu der
Abdeckung 47 montiert ist. Ein Luftdurchgang 60 wird so
gebildet, daß er sich intern durch das Wellenelement 59 und
die einlaßseitige Nockenwelle 19 erstreckt, zum Einstellen
des Luftdrucks bei dem Innenraum, der durch die Platte 50
definiert ist.
Die Fig. 17 zeigt eine Teilquerschnittsansicht zum Darstellen
eines Zustands, bei dem ein hydraulischer Druck auf den
Plunger 54 mittels der Plungerölpassage 56 ausgeübt wird.
Wie in Fig. 17 gezeigt, wird der Plunger 54 unter dem
hydraulischen Druck so beaufschlagt, daß er gegen das Gehäuse
44 unter Komprimierung der Feder 55 anliegt. Als Ergebnis
sind der Plunger 54 und die Halterung 53 voneinander gelöst
bzw. entkoppelt, so daß sich der Rotor 53 relativ zum Gehäuse
44 drehen kann.
Die Fig. 18 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der in
Fig. 16 gezeigten Linie X-X, betrachtet entlang der durch die
Pfeile bezeichneten Richtung, die Fig. 19 zeigt eine
Teilquerschnittsansicht zum Darstellen der Verstellung einer
Gleitplatte 71, die Fig. 20 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der in Fig. 16 gezeigten Linie Y-Y, betrachtet
entlang der durch die Pfeile bezeichneten Richtung, und die
Fig. 21 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 16
gezeigten Linie Z-Z, betrachtet entlang der durch die Pfeile
bezeichneten Richtung.
Wie in den Fig. 18 bis 21 gezeigt, sind die Bolzen
schraubenartig in die Bolzenlöcher 61 aufgenommen. Es sind
sektorartige Verbrennungsmotor vom
Verzögerungshydraulikkammern 62 jeweils für ein Drehen erster
bis vierter Flügel 64 bis 67 entlang einer verzögernden
Richtung vorgesehen, wie hier nachfolgend beschrieben.
Übrigens sind diese Flügel 64 bis 67 als Einheit mit dem
Rotor 52 gebildet.
Jede der Verzögerungshydraulikkammer 62 ist so definiert, daß
sie von dem Rotor 52, dem Schutzkasten 45, der Abdeckung 47
und dem Gehäuse 44 umgeben ist, in Zuordnung jeweils zu dem
ersten bis vierten Flügel 64 bis 67. Ferner kommunizieren die
Verzögerungshydraulikkammern 62 hydraulisch mit der ersten
Ölpassage 42, zum Zuführen von Betriebsöl von der ersten
Ölpassage 42.
Andererseits sind sektorartig Vorschubhydraulikkammern 63
vorgesehen, zum Drehen der ersten bis vierten Flügel 64 bis
67 entlang einer fortschreitenden Richtung. Jede der
Vorschubhydraulikkammern 62 ist so definiert, daß sie von dem
Rotor 52, dem Schutzkasten 45, der Abdeckung 47 und dem
Gehäuse 44 jeweils in Zuordnung zu dem ersten bis vierten
Flügel 64 bis 67 umgeben ist. Ferner kommunizieren die
Vorschubhydraulikkammern 63 hydraulisch mit der zweiten
Ölpassage 43, für ein Zuführen des Betriebsöls von der
zweiten Ölpassage 43.
Durch die oben beschriebene Anordnung wird der Rotor 52
relativ zu dem Gehäuse 44 verstellt, in Zuordnung zu der
Menge des Betriebsöls, das der Verzögerungshydraulikkammer 62
und der Vorschubhydraulikkammer 63 zugeführt wird, wodurch
jeweils ein zugeordnetes Ändern der Volumina in der
Verzögerungshydraulikkammer 62 und der
Vorschubhydraulikkammer 63 bewirkt wird.
Der erste Flügel 64 steht radial nach außen gerichtet von dem
Rotor 52 vor. Der Halter 53 ist an den ersten Flügel 64 bei
einer Seite angepaßt, die dem Gehäuse 44 gegenüberliegt,
unter Ausbildung einer Verbindungsölpassage 70 (hier
nachfolgend beschrieben), die in der Abdeckung 47 gebildet
ist. Eine Führungsnut 72 (hier nachfolgend beschrieben) wird
in einem Zwischenabschnitt jeder der Verbindungsölpassagen 70
gebildet. Die Plungerölpassage 56 erstreckt sich durch den
Halter 53 ausgehend von der Führungsnut 52 zu dem Gehäuse 44.
Ähnlich ist jeder zweite bis vierte Flügel 65 bis 67 so
gebildet, daß er von dem Rotor 52 nach außen gerichtet
entlang der Radialrichtung vorsteht. Ferner ist eine
Spitzenabdichtung 72 (hier nachfolgend beschrieben) bei einem
Abschnitt von jedem des ersten bis vierten Flügels 64 bis 67
vorgesehen, und die Abdichtung gelangt in Kontakt zu dem
Schutzkasten 45.
Ein Flügelhalteelement 68 bildet einen Mittenabschnitt des
Rotors 52. Schuhe 69 sind so vorgesehen, daß sie von dem
Schutzkasten 45 nach innen entlang der Radialrichtung
vorstehen. Jeder der Schuhe 69 ist mit einem Bolzenloch 61
zum Aufnehmen des Bolzens 48 versehen, derart, daß die
Spitzendichtung 49 bei einem Abschnitt des Schuhs 69
vorgesehen ist, bei dem die Dichtung in Kontakt zu dem
Flügelhalteelement 68 gebracht wird.
Die Kommunikationsölpassage 70 kommuniziert mit der
Verzögerungshydraulikkammer 62 und der
Vorschubhydraulikkammer 63, die jeweils auf beiden Seiten des
ersten Flügels 64 gebildet ist. Die Gleitplatte 71 ist in der
(hier nachfolgend beschriebenen) Führungsnut 72 gleitfähig
bei einem Zwischenabschnitt der Kommunikationsölpassage 70
gebildet. Die Kommunikationsölpassage 70 ist durch die
Gleitplatte 71 so unterteilt oder partitioniert, daß kein
Öllecken zwischen der Verzögerungshydraulikkammer 62 und der
Vorschubhydraulikkammer 63 auftreten kann.
Mit der oben beschriebenen Anordnung ergibt sich eine
Verstellung der Gleitplatte 71 zu der Vorschubhydraulikkammer
63 dann, wenn der hydraulische Druck in der
Verzögerungshydraulikkammer 62 hoch ist (siehe Fig. 18).
Andererseits wird dann, wenn Hydraulikdruck in der
Vorschubhydraulikkammer 63 hoch ist, eine Bewegung der
Gleitplatte 71 zu der Verzögerungshydraulikkammer 62
erzwungen (siehe Fig. 19).
Wie zuvor erwähnt, ist die Führungsnut 72 bei einem
Zwischenabschnitt der Kommunikationsölpassage 70 so
vorgesehen, daß ein Zwischenabschnitt der Führungsnut 72 mit
der Plungerölpassage 56 kommuniziert.
Demnach kommuniziert dann, wenn sich die Gleitplatte 71 zu
der Vorschubhydraulikkammer 63 bewegt (siehe Fig. 18) die
Plungerölpassage 56 mit der Verzögerungshydraulikkammer 62.
Ähnlich wird dann, wenn sich die Gleitplatte 71 zu der
Verzögerungshydraulikkammer 62 bewegt (siehe Fig. 19), die
Plungerölpassage 56 in den Zustand versetzt, in dem sie mit
der Vorschubhydraulikkammer 63 kommuniziert.
Die Spitzenabdichtung 73 ist für jeden ersten bis vierten
Flügel 64 bis 67 vorgesehen, zum Vermeiden des Auftretens
eines Leckvorgangs für Öl zwischen den Flügeln und dem
Schutzkasten 45. Übrigens bezeichnen die in den Fig. 18, 20
und 21 dargestellten Pfeile die Richtung, entlang der sich
der variable Ventileinstellmechanismus 40 als Ganzes mittels
dem Einstellgurt 23 und anderer Einheiten bewegt.
Nun werden die Betriebsabläufe des variablen
Ventileinstellmechanismus 40 und des Ölsteuerventils 80
konkret beschrieben.
Zunächst nimmt in dem Zustand, in dem der Betrieb des Motors
1 gestoppt ist, der Rotor 52 die am weitesten verzögerte
Position ein (d. h., die Position, bei der der Rotor 52
maximal relativ zu dem Gehäuse 44 entlang der
Verzögerungsrichtung verdreht ist), wie in Fig. 18 gezeigt.
In dem oben erwähnten Zustand ist der hydraulische Druck des
Öls niedrig, das von der Ölpumpe 91 zu dem Steuerventil 40
zugeführt wird (z. B., bei dem Luftdruck). Demnach wird Öl
weder der ersten Ölpassage 42 noch der zweiten Ölpassage 43
zugeführt. Demnach wird kein hydraulischer Druck auf die
Plungerölpassage 56 ausgeübt. Als Ergebnis hiervon wird der
Plunger 54 federnd gegen den Halter 53 unter der Kraft der
Feder 55 gedrückt, wie in Fig. 16 gezeigt. In anderen Worten
ausgedrückt, stehen der Plunger 54 und der Halter 53 in
Eingriff zueinander.
Bei Start des Betriebs des Motors 1 wird die Ölpumpe 91 in
Betrieb gesetzt, wodurch der dem Ölsteuerventil 80 zugeführte
hydraulische Druck ansteigt. Demnach wird ein hydraulisches
Medium oder Öl der Verzögerungshydraulikkammer 62 über den A-
Anschluß 56 zugeführt. Als Ergebnis hiervon wird eine
Bewegung der Gleitplatte 71 zu der Vorschubhydraulikkammer 73
unter dem in der Verzögerungshydraulikkammer 62
vorherrschenden Hydraulikdruck bewirkt, wodurch eine
hydraulische Kommunikation zwischen der
Verzögerungshydraulikkammer 62 und der Plungerölpassage 56
eingerichtet wird. Demnach wird das Verstellen des Plungers
54 zu dem Gehäuse 44 erzwungen, was ein Entkoppeln zwischen
dem Plunger 54 und dem Rotor 52 mit sich bringt.
Da jedoch der Hydraulikdruck bei der Vorschubhydraulikkammer
63 anliegt, verbleibt jeder erste bis vierte Flügel 64 bis 67
in dem Zustand, in dem er an dem Schuh 69 entlang der
Verzögerungsrichtung unter dem Hydraulikdruck aufliegt.
Demnach werden selbst dann, wenn der Plunger 54 entkoppelt
wird, das Gehäuse 44 und der Rotor 52 aneinander unter
Ausübung des Hydraulikdrucks in den
Verzögerungshydraulikkammern 62 gepreßt, wodurch sich ein
Schwingen oder Stoßen auf ein Minimum unterdrücken läßt.
Nun wird dann, wenn der B-Anschluß 87 zum Drehen des Rotors
52 entlang der Vorschubrichtung geöffnet wird, Betriebsöl zu
der Vorschubhydraulikkammer 63 über die zweite Ölpassage 43
zugeführt. Demnach wird der Hydraulikdruck in die
Kommunikationsölpassage 70 von der Vorschubhydraulikkammer 63
übertragen, und das Ergebnis hiervon wird die Bewegung der
Gleitplatte 71 zu der Verzögerungshydraulikkammer 62 unter
dem Hydraulikdruck bewirkt.
Bewegt sich die Gleitplatte 72 so, wie oben beschrieben, so
besteht eine hydraulische Verbindung zwischen der
Plungerölpassage 56 und der Vorschubhydraulikkammer 63
mittels der Kommunikationsölpassage 70, wodurch ein
hydraulischer Druck zu der Plungerölpassage 56 von der
Vorschubhydraulikkammer 63 übertragen wird. Unter dem oben
erwähnten hydraulischen Druck bewegt sich der Plunger 54
erzwungenermaßen zu dem Gehäuse 44 gegen die durch die Feder
55 ausgeübte Federkraft, was zu einem Entkoppeln zwischen dem
Plunger 54 und dem Halter 53 führt.
Auf diese Weise kann durch Angleichen der Menge des
Betriebsöls durch Öffnen/Schließen des A-Anschlusses 86 und
des B-Anschlusses 87 in dem Zustand, in dem der Plunger 54
und der Halter 53 voneinander getrennt sind, die Drehung des
Rotors 52 nach vorne oder rückwärts relativ zu der Drehung
des Gehäuses 44 erreicht werden, aufgrund des Regelns der
Menge von Betriebsöl in der Vorschubhydraulikkammer 62 und
der Verzögerungshydraulikkammer 63.
Nun wird unter Bezug auf die Fig. 22 und 24 der typische
Betrieb des Ölsteuerventils 80 beschrieben. Übrigens zeigen
die Fig. 22 bis 24 jeweils Betriebszustände des
Ölsteuerventils 80 dann, wenn der durch die elektronische
Steuereinheit 100 abgegebene Steuerstrom i unterschiedliche
Werte annimmt.
Insbesondere zeigt die Fig. 22 den Betriebszustand des
Ölsteuerventils 80 dann, wenn der Wert des Steuerstroms des i
den Wert ia aufweist (z. B. 0,1 Ampere), der kleiner ist als
ein Referenzstromwert von ib (z. B. 0,5 Ampere).
Unter Bezug auf die Fig. 22 ist gezeigt, daß das
Spulenventilelement 42 federnd zu der linken Seite des
Gehäuses 81 unter Kraft der Feder 84 gedrückt wird, wodurch
der Ölzufuhranschluß 85 und der A-Anschluß 86 einerseits und
der B-Anschluß 87 und der Auslaßanschluß 88b andererseits
wechselseitig in Verbindung gebracht werden, wie anhand der
Pfeile gezeigt.
In diesem Zustand wird Betriebsöl der
Verzögerungshydraulikkammer 62 zugeführt, während es von der
Vorschubhydraulikkammer 63 abgeleitet wird. Demnach dreht
sich der Rotor 52 erzwungenermaßen entgegen der
Uhrzeigerrichtung relativ zu dem Gehäuse 44, wie anhand des
Pfeils gezeigt. Demnach ist die Phase der eingangsseitigen
Nockenwelle 19 relativ zu derjenigen der
Einlaßeinstellriemenscheibe 21 verzögert, wodurch das
Einlaßventil 17 sozusagen in den verzögerten Steuerzustand
versetzt wird.
Die Fig. 23 zeigt den Betriebszustand des Ölsteuerventils 80
dann, wenn der Wert des Steuerstroms i gleich dem
Referenzstromwert ib ist (z. B., 0,5 Ampere). Bei dem in Fig.
23 dargestellten Zustand sind die durch das lineare Solenoid
83 und die Feder 84 jeweils ausgeübten Kräfte, die entlang
entgegengesetzter Richtungen wirken, miteinander in Balance,
und als Ergebnis hiervon wird das Spulenventilelement 82 bei
einer Position gehalten, bei der sowohl der A-Anschluß 86 als
auch der B-Anschluß 87 geschlossen sind.
Demnach liegen die Verzögerungshydraulikkammer 62 und die
Vorschubhydraulikkammer 63 in Zuständen vor, bei denen
Betriebsöl weder zugeführt noch abgeleitet wird. Demnach wird
der Rotor 52 bei der Momentanposition gehalten, solange der
Leckvorgang für das Betriebsöl aus der
Verzögerungshydraulikkammer 62 und der
Vorschubhydraulikkammer 63 nicht auftritt, wodurch die
Phasenbeziehung zwischen der Einlaßeinstellriemenscheibe 21
und der einlaßseitigen Nockenwelle 19 bei dem momentan
vorliegenden Zustand gehalten werden kann.
Andererseits zeigt die Fig. 24 den Betriebszustand des
Ölsteuerventils 80 dann, wenn der Wert des Steuerstroms i den
Wert ic (z. B., 1 Ampere) aufweist, der größer als der
Referenzstromwert ib (z. B., 0,5 Ampere) ist.
Wie in Fig. 24 gezeigt, wird das Spulenventilelement 82 zu
der rechten Seite des Gehäuses 81 unter Einfluß des linearen
Solenoids 83 gedrängt, wodurch der Ölzufuhranschluß 85 und
der B-Anschluß 87 einerseits und der A-Anschluß 86 und der
Auslaßanschluß 88a andererseits wechselseitig in Verbindung
stehen, wie anhand der Teile dargestellt.
In diesem Zustand wird Betriebsöl zu der Vorschubhydraulik 63
über die zweite Ölpassage 43 zugeführt, während es von der
Verzögerungshydraulikkammer 82 über die erste Ölpassage 42
abgeleitet wird. Demnach wird der Rotor 52 in eine
Drehbewegung entlang dem Uhrzeigersinn relativ zu dem Gehäuse
44 gezwungen, wie anhand der Pfeils gezeigt. Demnach ist die
Phase der eingangsseitigen Nockenwelle 19 relativ zu
derjenigen der Einlaßeinstellriemenscheibe 21 avanciert.
Demnach wird das Einlaßventil 17 in den avancierten
Steuerzustand versetzt.
Wie sich anhand der Fig. 22 bis 24 erkennen läßt, läßt sich
der Umfang der hydraulischen Kommunikation zwischen dem
Ölzufuhranschluß 85 und dem Anschluß 86 oder dem B-Anschluß
87 sowie der Umfang der Hydraulischen Kommunikation zwischen
dem Auslaßanschluß 88a oder 88b und dem A-Anschluß 86 oder
dem B-Anschluß 87 in Übereinstimmung mit der Position des
Spulenventilelements 82 steuern. In diesem Zusammenhang ist
zu erwähnen, daß die Position des Spulenventilelements 82 und
der Wert des über den linearen Solenoid 83 fließenden Stroms
i zueinander eine proportionale Beziehung aufweisen.
Die Fig. 25 zeigt ein Kennliniendiagramm zum Darstellen einer
Beziehung zwischen dem Wert des Steuerstroms i, der durch den
linearen Solenoid 83 fließt, und einer tatsächlichen
Ventileinstell-Änderungsgeschwindigkeit bzw. -Änderungsrate
VTa. Insbesondere ist graphisch die Änderungsgeschwindigkeit
der tatsächlichen Ventileinstellung dargestellt (auf die
nachfolgend auch als tatsächliche Ventileinstell-
Änderungsgeschwindigkeit Bezug genommen wird), bezeichnet
durch VTa, und zwar als Funktion des linearen Solenoidstroms
i, bei vorgegebener Betriebsbedingung des Motors 1. In Fig.
25 stellt ein positives Gebiet oder Plusgebiet der
tatsächliche Ventileinstell-Änderungsgeschwindigkeit VTa die
Verstellung entlang der Vorschieberichtung dar, wohingehend
ein negatives Gebiet oder Minusgebiet der tatsächlichen
Ventileinstell-Änderungsgeschwindigkeit VTa dem Gebiet
entspricht, bei dem die Verstellung entlang der
Verzögerungsrichtung stattfindet.
In der Fig. 25 stellen die elektrischen Stromwerte ia, ib und
ic Werte des linearen Solenoidstroms i dar, die den
Positionen des in den Fig. 22, 23 und 24 gezeigten
Spulenventilelements 82 entsprechen. Wie anhand der Figuren
zu erkennen, ist der Wert des linearen Solenoidstroms i, bei
dem sich die tatsächliche Ventileinstellung Ta nicht ändert
(d. h., VTa = 0), lediglich ein Stromwert ib, bei dem die
Menge des Betriebsöls, das von den Hydraulikkammern 62 und
63 leckt, sowie der hydraulischen Leitung und dem
Spulenventilelement 82, ausgeglichen ist mit der Menge des
Betriebsöls, das unter Druck von der Ölpumpe 91 zugeführt
wird.
Die Fig. 26 zeigt ein Kennliniendiagramm zum Darstellen von
Veränderungen der Beziehungen zwischen dem durch das lineare
Solenoid fließenden Steuerstroms i und der tatsächlichen
Ventileinstell-Änderungsgeschwindigkeit VTa, derart, daß eine
durchgezogene Linienkurve die Kennlinienkurve dann darstellt,
wenn der Ableitdruck des Betriebsöls relativ hoch ist,
wohingehend eine gestrichelte Linienkurve die Kennlinie dann
darstellt, wenn der Ableitdruck des Betriebsöls relativ
niedrig ist. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der
Ableitdruck des Betriebsöls in Übereinstimmung mit der
Motordrehzahl NE und der Temperatur wie der
Kühlwassertemperatur W variieren kann.
Wie anhand der Fig. 26 zu erkennen, ändert sich der Bezug zu
Stromwert ib fortlaufend in Übereinstimmung mit der Änderung
des Ableitdrucks des Betriebsöls. Beispielsweise dann, wenn
der Ableitdruck des Betriebsöls niedrig wird, nimmt der
Referenzstromwert ib zu. Zusätzlich unterscheidet sich die
Art und Weise, gemäß der der Referenzstromwert ib und demnach
die Kennlinie variieren, von einem zum anderen Produkt -
beispielsweise dem Spulenventilelement 82 - aufgrund der
Ungleichmäßigkeit oder Steuerung der Abmessungsfaktoren oder
dergleichen. Wird der Ableitdruck des Betriebsöls niedrig, so
verringert sich die Änderungsgeschwindigkeit VTa der
tatsächlichen Ventileinstellung relativ zu der Änderung des
linearen Solenoidstroms i.
Hiernach wird der lineare Solenoidstrom ib, bei dem die
tatsächliche Ventileinstellung Ta unverändert bleiben kann,
als der Haltestrom ih bezeichnet.
Üblicherweise kann dann, wenn die Ventileinstellung unter
Bezug auf den Haltestrom ih zu avancieren ist, der lineare
Solenoidstrom i auf einen großen Wert eingestellt sein. Im
Gegensatz hierzu kann dann, wenn die Ventileinstellung zu
verzögern ist, der lineare Solenoidstrom i auf einen kleinen
Wert eingestellt sein.
Nun wird der Ventileinstell-Detektionsbetrieb unter Bezug auf
die Fig. 27 beschrieben, die ein Zeitablaufdiagramm zum
Darstellen des Kurbelwinkelsignals SGT zeigt, sowie des
Nockenwellensignals SGCd der am meisten verzögerten Phase und
des Nockenwellensignals SGCa der avancierten Phase.
Phasenbeziehungen zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT und den
Nockenwinkelsignalen SGCd und SGCa sowie die tatsächliche
Ventileinstellung Ta lassen sich arithmetisch bzw.
rechnerisch auf der Grundlage von Daten bestimmen, die aus
dem in Fig. 27 dargestellten Zeitablaufdiagramm abgeleitet
sind.
Die elektronische Steuereinheit 100 ist so entworfen oder
programmiert, daß sie eine Periode C des Kurbelwinkelsignals
SGT mißt, sowie eine Phasendifferenz-Äquivalenzzeit (auf die
hiernach als Phasendifferenzzeit Bezug genommen wird), ΔTa,
die zwischen dem Nockenwinkelsignal SGCa und dem
Kurbelwinkelsignals SGT vorliegt, d. h. der Zeit gemäß der
Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkelsignal SGCa und dem
Kurbelwinkelsignals SGT.
Ferner wird die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
arithmetisch auf der Grundlage einer Phasendifferenzzeit ΔTd
und der Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT bestimmt, in
Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (1) dann, wenn
die Ventileinstellungsverzögerung maximal ist:
Td = (ΔTd/T) × 180 [°CA] (1)
Das Ergebnis der zuvor erwähnten Berechnung wird in einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder einem RAM-Speicher
gespeichert, der in der elektronischen Steuereinheit 100
enthalten ist.
Ferner ist die elektronische Steuereinheit 100 so
programmiert oder entworfen, daß sie arithmetisch eine
tatsächliche Ventileinstellung Ta auf der Grundlage einer
Phasendifferenzzeit ΔTa bestimmt, sowie der Periode T des
Kurbelwinkelsignals SGT und weitesten verzögerten
Ventileinstellung Td, in Übereinstimmung mit der folgenden
Gleichung (2):
Ta = (ΔTa/T) × 180 [°CA] - Td (2)
Ferner ist die elektronische Steuereinheit 100 so entworfen,
daß sie ein Konvergieren der tatsächlichen Ventileinstellung
Ta auf eine gewünschte (oder Ziel-)Ventileinstellung To
bewirkt, durch eine Rückkopplung des linearen Solenoidstroms
i auf der Grundlage der Einstellabweichung oder Differenz ER
zwischen der tatsächlichen Ventileinstellung Ta und der
gewünschten Ventileinstellung To.
Die Fig. 28 zeigt ein Blockschaltbild zum schematischen
Darstellen eines internen Aufbaus der elektronischen
Steuereinheit 100. Wie anhand der Figur zu erkennen, enthält
die elektronische Steuereinheit 100 einen Mikrocomputer 101.
Wie in Fig. 28 gezeigt, enthält der Mikrocomputer 101 eine
CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 102 zum Durchführen
zahlreicher Berechnungsschritte, Entscheidungsprozeßschritte
und anderer Schritte, ferner einen ROM-(Nur-Lese-Speicher)-
Speicher 103, einen RAM-(Speicher mit wahlfreiem Zugriff)-
Speicher 104 zum zeitweisen Speichern der Ergebnisse der
Berechnungsbetriebsschritte (und/oder anderer
Prozeßschritte), die durch die CPU 102 durchgeführt werden,
einen A/D-(Analog/Digital)-Umsetzer 105 zum Umsetzen eines
analogen Signals in ein digitales Signal, einen Zähler 106
zum Zählen der Periode eines Eingangssignals und/oder eines
anderen Signals, einen Zeitgeber 107 zum Messen einer
Treiberdauer (Tastzyklus) eines Ausgangssignals, einen
Ausgangsanschluß 108 zum Bilden einer Ausgangsschnittstelle
und einen gemeinsamen Bus 109 zum Verbinden der zahlreichen
Blöcke oder Komponenten 102 bis 108.
In Zuordnung zu dem Mikrocomputer 101 ist eine erste
Eingabeschaltung bzw. ein erster Eingabeschaltkreis 110
vorgesehen, der die Wellenformen des von dem
Kurbelwinkelsignals SGT und des durch den Nockenwinkelsensor
24 erzeugten Nockenwinkelsignals SGC formt, derart, daß das
Ausgangssignal der ersten Eingangsschaltung 110 den
Mikrocomputer 101 als Interrupt-Befehlssignal INT zugeführt
wird.
Jedesmal bei Auftreten des Interrupts in Ansprechen auf das
Interrupt-Befehlssignal INT liest die CPU-Einheit 102 den
Wert des Zählers 106, damit er in dem RAM-Speicher 104
gespeichert wird.
Ferner bestimmt die CPU-Einheit 102 arithmetisch die Periode
T des Kurbelwinkelsignals SGT (siehe Fig. 27) auf der
Grundlage der Differenz zwischen dem Zählwert im Zeitpunkt
der Eingabe des vorangehenden Kurbelwinkelsignals SGT und dem
momentanen Zählwert, um hierdurch die Motordrehzahl (U/min)
NE auf der Grundlage der Periode T des Kurbelwinkelsignals
SGT zu bestimmen.
Ferner liest die CPU-Einheit 102 aus dem RAM-Speicher 104 den
Zählwert in Ansprechen auf das Nockenwinkelsignal SGC, - so
wie eingegeben -, aus, um hierdurch arithmetisch eine
Phasenzifferenzzeit ΔT auf der Grundlage der Abweichung von
dem Zählwert im Zeitpunkt der Eingabe des Kurbelwinkelsignals
SGT zu bestimmen.
Ferner ist in Zuordnung zu dem Mikrocomputer 101 eine zweite
Eingangsschaltung bzw. ein zweiter Eingangsschaltkreis 111
vorgesehen, zum Erfassen der Kühlwassertemperatur W von dem
Wassertemperatursensor 12, sowie dem
Drosselklappenöffnungsumfang θ von dem Drosselklappensensor
27 und der Einlaßluftströmung Q von dem
Einlaßluftströmungssensor 28, und das Ausgangssignal der
zweiten Eingangsschaltung 111 wird einer
Rauscheliminierverarbeitung, einer Verstärkung und anderen
Verarbeitungsvorgängen unterzogen, und es wird dem A/D-
Umsetzer 105 zugeführt, der die Signale zum Darstellen der
Kühlwassertemperatur W, des Drosselklappenöffnungsumfangs θ
und der Einlaßluftströmung Q in zugeordnete digitale Daten
umsetzt. Die digitalen Ausgangssignale werden von dem A/D-
Umsetzer 105 bei der CPU-Einheit 102 eingegeben.
Die Treiberschaltung 112 ist zum Ausgeben eines Steuersignals
zum Treiben des Kraftstoffeinspritzers 30 entworfen,
wohingehend die Treiberschaltung 113 zum Ausgeben eines
Steuersignals zum Treiben des Zünders 11 entworfen ist.
In Ansprechen auf die zahlreichen Eingangssignale bestimmt
die CPU-Einheit 102 arithmetisch die Treiberzeit oder Dauer
für den Kraftstoffeinspritzer 30 sowie die Zündzeit für den
Zünder 11 auf der Grundlage der Eingangssignale, während dem
Treiben des Kraftstoffeinspritzers 30 und des Zünders 11 über
den Ausgangsanschluß 108 und die Treiberschaltungen 112 und
113, damit hierdurch die Kraftstoffeinspritzmenge und der
Zündzeitpunkt gesteuert wird.
Die Stromsteuerschaltung 114 ist zum Steuern des linearen
Solenoidstroms i des Ölsteuerventils 80 entworfen. Hierfür
bestimmt die CPU-Einheit 102 arithmetisch den Wert des
linearen Solenoidstroms i des Ölsteuerventils 80 auf der
Grundlage der zahlreichen, oben erwähnten Eingangssignale,
damit hierdurch über den Ausgangsanschluß 108 ein
Tastverhältnissignal gemäß dem linearen Solenoidstrom i für
das Ölsteuerventil 80 auf der Grundlage des Ergebnisses der
durch den Zeitgeber 107 durchgeführten Zeitmessung ausgegeben
wird.
Andererseits steuert die Stromsteuerschaltung 114 den über
den linearen Solenoid 83 des Ölsteuerventils 80 fließenden
linearen Solenoidstrom i in Übereinstimmung mit dem oben
erwähnten Tastverhältnis, damit hierdurch die Steuerung der
Ventilöffnung/Schließeinstellung realisiert wird.
Ferner ist eine Energieschaltung bzw. ein Energieschaltkreis
115 vorgesehen, der zum Erzeugen einer Konstantspannung
entworfen ist, ausgehend von der Spannung einer Batterie 116,
die über einen Schlüsselschalter 117 zugeführt wird. Demnach
kann der Mikrocomputer 101 mit der von der Energieschaltung
115 zugeführten Konstantschaltung betrieben werden.
Bei dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den
Verbrennungsmotor, das bisher bekannt ist, und beispielsweise
in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr.
299876/1994 (JP-A-6-299876) offenbart ist, erfolgt das Lernen
bzw. ein Lernvorgang für die am meisten verzögerte
Ventileinstellung Td unter einer vorgegebenen Bedingung, z. B.
den Leerlaufzustand, bei dem der Motor mit niedriger
Geschwindigkeit betrieben wird.
Demnach läßt sich dann, wenn die am meisten verzögerte
Ventileinstellung Td fehlerhaft gelernt wird, der Lernwert
nicht zu dem optimalen Wert korrigieren, wenn nicht der
Leerlaufzustand wieder eingenommen wird. Beispielsweise in
dem Fall, in dem Fremdmaterialien nicht erwünscht in dem(den)
Kontaktabschnitt(en) des Ventils im Verlauf des
Leerlaufbetriebs des Motors abgelagert werden oder wo das
Ventil entlang des Verstellweges ohne Steuerung zu dem
regulären oder korrekten Wert gestoppt wird, kann das
fehlerhafte Lernen der meisten verzögerten Ventileinstellung
Td erfolgen.
Tritt ein derart fehlerhaft gelernter Zustand auf, so ist
enorm viel Zeit zum erneuten Lernen der am meisten
verzögerten Ventileinstellung Td zum Wiederaufnehmen des
normalen oder regulären Werts hierfür dann erforderlich, wenn
der Motor in einem Laufbetrieb (d. h., einem Nicht-Leerlauf-
Betriebsmodus) betrieben wird. Demnach läßt sich die
Ventileinstellsteuerung nicht korrekt durchführen, bevor der
Lernwert den regulären oder korrekten Wert annimmt, was nicht
nur zu einer Verschlechterung des
Motorbetriebsleistungsvermögens, sondern auch zu einer
Verschlechterung der Qualität des Abgases führen kann.
Anhand der vorangehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß
bei dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den
Verbrennungsmotor ein Problem dahingehend besteht, daß der
Motorbetriebsleistungsumfang sowie die Abgasqualität
verschlechtert ist, da ein Trennvorgang für die am meisten
verzögerte Ventileinstellung Td lediglich bei dem
vorgegebenen Motorbetriebsmodus (z. B., Leerlaufmodus oder
niedrige Motorgeschwindigkeit) möglich ist und da viel Zeit
erforderlich ist, um den geeigneten Wert für die am meisten
verzögerte Ventileinstellung Td zu bewirken, sobald er
inkorrekt gelernt wird.
Im Lichte des oben beschriebenen Stands der Technik besteht
eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der
Bereitstellung eines Ventileinstell-Steuersystems für einen
Verbrennungsmotor derart, daß das System in der Lage ist, die
am meisten verzögerte Ventileinstellung in jedem
Betriebsmodus des Verbrennungsmotors zu lernen, solange der
Motor betrieben wird, und mit der Fähigkeit zum Speichern
einer tatsächlich detektierten Ventileinstellung als
Lernwert-Einstellung immer dann, wenn die tatsächlich
detektierte Einstellung eine Verzögerung anzeigt, die größer
als die am meisten verzögerte Ventileinstellung ist, die
zuvor in einem Lernvorgang erfaßt wird, so daß ermöglicht
wird, daß die fehlerhaft gelernte Ventileinstellung schnell
eine gewünschte Ventileinstellung oder Ziel-Ventileinstellung
erneut annimmt, um hierdurch eine Verschlechterung des
Motorbetriebs-Leistungsumfangs sowie eine Verschlechterung
der Abgasqualität zu vermeiden.
Im Hinblick auf die obigen und andere technischen Aufgaben,
die anhand der folgenden Beschreibung offensichtlich werden,
wird gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden
Erfindung ein Ventileinstell-Steuersystem für den internen
Verbrennungsmotor geschaffen, und das System enthält ein
Einlaßventil und ein Auslaßventil, getrieben synchron zu der
Drehung des Verbrennungsmotors zum Öffnen/Schließen jeweils
einer Einlaßpassage und einer Auslaßpassage, die mit einer
Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors kommunizieren; eine
Detektionsvorrichtung für den Motorbetriebszustand zum
Detektieren der Betriebszustände des Verbrennungsmotors; eine
Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung
zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten
Ventileinstellung für mindestens das Einlaßventil und das
Auslaßventil in Übereinstimmung mit dem detektierten
Motorbetriebszustand; einen variablen
Ventileinstellmechanismus zum Ändern der
Öffnungs/Schließeinstellung mindestens des Einlaßventils oder
des Auslaßventils; eine Detektionsvorrichtung für die
tatsächliche Ventileinstellung zum Detektieren einer
tatsächlichen Ventilöffnung/Schließeinstellung mindestens des
Einlaßventils oder des Auslaßventils; eine Steuervorrichtung
für die tatsächliche Ventileinstellung zum Erzeugen einer
Steuergröße für den variablen Ventileinstellmechanismus
derart, daß eine Einstellabweichung der tatsächlichen
Ventileinstellung gegenüber der gewünschten Ventileinstellung
zu Null wird; und eine Lernvorrichtung zum Lernen der am
meisten verzögerten Ventileinstellung der tatsächlichen
Ventileinstellung als Lernwert, derart, daß die
Lernvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie einen
Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung in dem
Lernwert dann reflektiert, wenn die tatsächliche
Ventileinstellung mit einer relativ zu dem Lernwert
verzögerten Zeitzählung bzw. Zeitaufnahme im Verlauf des
Betriebs des Verbrennungsmotors detektiert ist, und die
Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung so
ausgebildet ist, daß sie arithmetisch die Steuergröße in
Übereinstimmung mit dem Lernwert als maximal verzögerter
Referenz bestimmt.
Durch die Anordnung des oben beschriebenen Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die tatsächliche Ventileinstellung zu
der gewünschten Ventileinstellung schnell und genau
wiederherstellen, wodurch eine Verschlechterung der
Abgasqualität aufgrund des Fortdauerns einer verschlechterten
Steuerleistung vermieden werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsmodus der Erfindung kann
die Lernvorrichtung so entworfen sein, daß sie den
detektierten Wert der tatsächlichen Ventileinstellung in dem
Lernwert dann reflektiert, wenn der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung eine Verzögerung anzeigt, die
den Lernwert um einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Aufgrund der Anordnung des oben beschriebenen Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die fehlerhaft gelernte tatsächliche
Ventileinstellung schnell zu der gewünschten Einstellung mit
hoher Genauigkeit auf der Grundlage der am meisten
verzögerten Ventileinstellung wiederherstellen, wodurch eine
hohe Zuverlässigkeit gewährleistet ist.
Bei einem anderen Ausführungsmodus der Erfindung sollte der
oben erwähnte vorgegebene Wert vorzugsweise so festgelegt
sein, daß er äquivalent zu einem Kurbelwinkel von ca. zwei
Grad ist.
Bei der oben erwähnten Ausbildung des Ventileinstell-
Steuersystems kann die am meisten verzögerte
Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit festgelegt sein,
durch Unterdrücken des Einflusses wie einer
Ausdehnung/Kontraktion des Einstellriemengurtes.
Gemäß einer weiteren, anderen bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann die Lernvorrichtung so entworfen sein, daß sie
einen detektierten Wert für die tatsächliche
Ventileinstellung modifiziert, durch Multiplizieren des
detektierten Werts mit einem vorgegebenen
Reflektionsverhältnis, um hierdurch den modifizierten
Detektionswert bei dem Lernwert zu reflektieren.
Mittels der oben erwähnten Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die am meisten verzögerte
Ventileinstellung mit verbesserter Zuverlässigkeit durch
Unterdrücken des Einflusses der fehlerhaften
Einstelldetektion festlegen.
Gemäß einer weiteren, anderen Ausführungsform der Erfindung
sollte das oben erwähnte Reflektionsverhältnis vorzugsweise
variabel in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Motors so
eingestellt sein, daß das Reflektionsverhältnis einen
Maximalwert dann annimmt, wenn die Motordrehzahl in einem
Zwischengeschwindigkeitsbereich des Motors liegt.
Bei der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich der Einfluß der Veränderung der
Motordrehzahl vermeiden, wodurch sich die am meisten
verzögerte Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit
einstellen läßt.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sollte der oben
erwähnte Zwischengeschwindigkeitsbereich der Motordrehzahl
vorzugsweise zu einem Bereich von 1500 bis 3000 U/min
festgelegt sein.
Bei der gerade beschriebenen Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich der Einfluß der Veränderung der
Motordrehzahl positiv unterdrücken.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sollte die
Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen sein, daß sie
variabel das Reflektionsverhältnis in Übereinstimmung mit
einer Aktualisierungsfrequenz festlegt, die eine
Wiederholungszahl anzeigt, gemäß der der Lernwert
aktualisiert wird, so daß das Reflektionsverhältnis einen
kleineren Wert bei zunehmender Aktualisierungsfrequenz
annimmt.
Mit der gerade erwähnten Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die am meisten verzögerte
Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit
einstellen, während der Einfluß einer fehlerhaften
Ventileinstelldetektion unterdrückt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sollte das
gerade erwähnte Reflektionsverhältnis vorzugsweise auf einen
konstanten Wert größer als Null festgelegt werden, wenn die
zuvor erwähnte Aktualisierungsfrequenz des Lernwerts größer
als ein vorgegebener Wert einschließlich desselben wird.
Aufgrund der gerade oben erwähnten Anordnung des
Ventileinstell-Steuersystems läßt sich die am meisten
verzögerte Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit und
Genauigkeit festlegen, während der Einfluß einer fehlerhaften
Einstelldetektion unterdrückt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sollte die
oben erwähnte Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen sein,
daß sie die Aktualisierungsfrequenz löscht bzw. rücksetzt,
wenn der Lernwert nicht aktualisiert bleibt, um hierdurch
eine Wiederholungszahl für das sukzessive Aktualisieren des
Lernwerts als Aktualisierungsfrequenz durch Zählen der oben
erwähnten Wiederholungszahl festzulegen.
Mit der gerade oben erwähnten Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die am meisten verzögerte
Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit
festlegen, während der Einfluß einer fehlerhaften Detektion
auf ein mögliches Minimum unterdrückt wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die Lernvorrichtung so entworfen sein, daß der
detektierte Wert der tatsächlichen Ventileinstellung in dem
Lernwert reflektiert ist, wenn ein Zustand während einer
vorgegebenen Zeitperiode fortlaufend vorliegt, bei dem der
detektierte Wert der tatsächlichen Ventileinstellung eine
Verzögerung anzeigt, die größer ist als diejenige, die durch
den Lernwert angezeigt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sollte die
gerade oben erwähnte vorgegebene Zeitperiode vorzugsweise zu
einer Zeitperiode äquivalent zu ca. 100 Millisekunden (msec)
im Hinblick auf einen Kurbelwinkel festgelegt sein.
In Zusammenhang mit dem oben erwähnten Ausführungsmodus kann
die Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen sein, daß der
detektierte Wert der tatsächlichen Ventileinstellung in dem
Lernwert dann vorliegt, wenn der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung eine Verzögerung anzeigt, die
den Lernwert um einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Ferner kann im Zusammenhang mit den oben erwähnten
Anordnungen die Lernvorrichtung so entworfen sein, daß sie
einen detektierten Wert der tatsächlichen Ventileinstellung
modifiziert, durch Multiplizieren des detektierten Werts mit
einem vorgegebenen Reflektionsverhältnis, um hierdurch den
modifizierten detektierten Wert in dem Lernwert zu
reflektieren.
Mit den oben erwähnten Anordnung des Ventileinstell-
Steuersystems kann die am meisten verzögerte
Ventileinstellung, die die verbesserte Zuverlässigkeit
gewährleistet, unabhängig von der Änderung der
Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) erhalten werden.
Ferner kann im Zusammenhang mit den oben erwähnten
Anordnungen die Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen
sein, daß sie variabel das Reflektionsverhältnis festlegt, in
Übereinstimmung mit einer Aktualisierungsfrequenz zum
Anzeigen einer Wiederholungszahl für das Aktualisieren des
Lernwerts so, daß das Reflektionsverhältnis bei Zunahme der
Aktualisierungsfrequenz einen kleineren Wert annimmt.
Weiterhin kann im Zusammenhang mit den oben erwähnten
Anordnungen die Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen
sein, daß sie variabel das Reflektionsverhältnis festlegt, in
Übereinstimmung mit der Steuerung des detektierten Werts der
tatsächlichen Ventileinstellung in der vorgegebenen
Zeitperiode derart, daß das Reflektionsverhältnis bei
steigender Streuung einen kleineren Wert annimmt.
Zusätzlich kann im Zusammenhang mit den oben erwähnten
Anordnungen die Lernvorrichtung vorzugsweise so entworfen
sein, daß sie variabel das Reflektionsverhältnis festlegt, in
Übereinstimmung mit der Zeitdifferenz zwischen der
tatsächlichen Ventileinstellung und dem Lernwert in der
vorgegebenen Zeitperiode.
Übrigens kann im Zusammenhang mit den oben erwähnten
Anordnungen die Lernvorrichtung auch so entworfen sein, daß
sie variabel das Reflektionsverhältnis festlegt, in
Übereinstimmung mit der Veränderung der Zeitdifferenz der
vorgegebenen Zeitperiode so, daß das Reflektionsverhältnis
bei zunehmender Änderung der Zeitdifferenz einen kleineren
Wert annimmt.
Ähnlich kann die Lernvorrichtung so entworfen sein, daß sie
das Reflektionsverhältnis variabel festlegt, in
Übereinstimmung mit der Größe der Zeitdifferenz in der
vorgegebenen Zeitperiode derart, daß das
Reflektionsverhältnis bei sich erhöhender Größe der
Zeitdifferenz einen kleineren Wert annimmt.
Mit den oben erwähnten Anordnungen des Ventileinstell-
Steuersystems läßt sich die am meisten verzögerte
Ventileinstellung mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit
bei Unterdrückung des Einflusses einer fehlerhaften
Einstelldetektion festlegen.
Die obigen und anderen technischen Aufgaben, Merkmale und
zugeordnete Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich
einfach durch Lektüre der folgenden Beschreibung
beispielhafter bevorzugter Ausführungsform im Zusammenhang
mit der beiliegenden Zeichnung verstehen. Im Verlauf der
folgenden Beschreibung erfolgt ein Bezug auf die Zeichnung;
es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild zum konzeptionellen
schematischen Darstellen eines Grundaufbaus eines
Verbrennungsmotorsystems, das mit einem
Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ausgerüstet ist;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Lernbetriebs
des Ventileinstell-Steuersystems gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
des Ventileinstell-Steuersystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Ansicht zum graphischen Darstellen des
variablen Einstellens eines Reflektionswerts in dem
Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 eine Ansicht zum graphischen Darstellen des
variablen Einstellens des Reflektionsverhältnisses,
unter Einsatz einer Wiederholungszahl für das
Aktualisieren des Lernwerts des Parameters;
Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
zwölften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 14 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Lernbetriebs
in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer
vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 15 ein schematisches Diagramm zum allgemeinen
Darstellen eines Aufbaus eines Ottomotorsystems,
das mit einem üblichen variablen
Ventileinstellmechanismus ausgerüstet ist;
Fig. 16 einen Seitenaufriß zum Darstellen in
Teilschnittansicht einer Strukturanordnung, um
einen variablen Ventileinstellmechanismus und ein
Ölsteuerventil in der Funktion als Betriebsöl-
Zuführvorrichtung in dem in Fig. 15 gezeigten
üblichen Ventileinstell-Steuersystem;
Fig. 17 eine Teilschnittansicht zum Darstellen des Betriebs
des in Fig. 16 gezeigten variablen
Ventileinstellmechanismus;
Fig. 18 eine Schnittansicht entlang der in Fig. 16
gezeigten Linie X-X;
Fig. 19 eine Teilschnittansicht zum Darstellen der
Verstellung einer Gleitplatte, die einen Teil des
in Fig. 18 gezeigten variablen
Ventileinstellmechanismus bildet;
Fig. 20 eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 16
gezeigten Linie Y-Y und betrachtet entlang der
durch die Pfeile angezeigten Richtung;
Fig. 21 eine Schnittansicht entlang der in Fig. 16
gezeigten Linie Z-Z und betrachtet entlang der
durch die Pfeile angezeigten Richtung;
Fig. 22 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs eines
Ölsteuerventils des Ventileinstell-Steuersystems
dann, wenn ein Steuerstrom hierfür niedriger als
ein Referenzwert ist;
Fig. 23 eine Ansicht zum Darstellen des Betriebs des
Ölsteuerventils dann, wenn der Steuerstrom hierfür
gleich dem Referenzwert ist;
Fig. 24 eine Ansicht zum Darstellen des Betriebs des
Ölsteuerventils dann, wenn der Steuerstrom hierfür
größer als der Referenzwert ist;
Fig. 25 ein Kenndiagramm zum Darstellen einer Beziehung
zwischen einem über ein lineares Solenoid des
Ölsteuerventils fließenden Stroms und einer
Änderungsgeschwindigkeit einer tatsächlichen
Ventileinstellung;
Fig. 26 ein charakteristisches Diagramm zum Darstellen der
Änderungen einer Beziehung zwischen dem über das
lineare Solenoid fließenden Steuerstrom für das
Ölsteuerventil und der Änderungsgeschwindigkeit der
tatsächlichen Ventileinstellung;
Fig. 27 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der
Änderungen eines Kurbelwinkelsignals, eines
Nockenwinkelsignals und der tatsächlichen
Ventileinstellung als Funktion der verstreichenden
Zeit; und
Fig. 28 ein Blockschaltbild zum schematischen Darstellen
einer Struktur einer elektronischen Steuereinheit,
die bei dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem
eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird detailliert im Zusammenhang
mit dem beschrieben, was momentan als bevorzugte oder
typische Ausführungsformen hiervon angesehen wird, und zwar
unter Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung
bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder zugeordnete
Teile über alle Ansichten hinweg.
Nun wird unter Bezug auf das in Fig. 1 gezeigte
Funktionsblockschaltbild und das in Fig. 2 gezeigte
Flußdiagramm das Ventileinstell-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
Die Grundstrukturen und Betriebsabläufe des variablen
Ventileinstellmechanismus (variable valve timing mechanism,
VVT) sowie der umgebenden Ausrüstungsgegenstände in Zuordnung
hierzu stimmen im wesentlichen mit denjenigen überein, die
hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 15 bis 28 beschrieben
sind. Demnach ist eine wiederholte Beschreibung hiervon nicht
erforderlich.
Die Fig. 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum
konzeptionellen und funktionellen Darstellen von
Betriebsprogrammen, ausgeführt durch eine elektronische
Steuereinheit (auf die auch als ECU Bezug genommen wird)
100A, die in dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Anders
ausgedrückt, zeigt die Fig. 1 zahlreiche funktionale Module,
die sich in der Form von Betriebsprogrammen realisieren
lassen, die durch einen Mikrocomputer der elektronischen
Steuereinheit (ECU) 100A durchgeführt werden, der einen
Hauptteil des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der
Erfindung bildet. In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, daß
die Hardware-Struktur einschließlich des variablen
Ventileinstellmechanismus, auf die bzw. den sich die
technischen Lehren der vorliegenden Erfindung, ausgedrückt
durch die vorliegenden Ausführungsform, anwenden läßt/lassen,
im wesentlichen gleich oder ähnlich ist zu
derjenigen/denjenigen, die in Fig. 15 gezeigt ist, und der
erstgenannte unterscheidet sich vom letztgenannten
dahingehend, daß einige der durch den in der ECU-Einheit 100A
aufgenommenen Mikrocomputer ausgeführten
Betriebsprogrammodule geändert oder modifiziert sind.
In Fig. 1 sind Teile oder Komponenten, die gleich oder
äquivalent zu den hier zuvor erwähnten sind, anhand gleicher
Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung
hiervon wird weggelassen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die ECU-Einheit 100A eine
Motorbetriebszustand-Detektionsvorrichtung 201, eine
Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung
202, eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche
Ventileinstellung 203, eine Steuervorrichtung für die
tatsächliche Ventileinstellung 204 und eine Lernvorrichtung
206, um hierdurch einen Strom i zu steuern, der über das
lineare Solenoid (hiernach auch als linearer Solenoidstrom i
bezeichnet) des Ölsteuerventils (oil contol valve, OCV) 80
fließt, das zum Treiben des variablen
Ventileinstellmechanismus entworfen ist, wie hier zuvor im
Zusammenhang mit der üblichen Technik beschrieben.
Die Detektionsvorrichtung für den Motorbetriebszustand 201
dient zum Detektieren des Betriebszustands D des Motors auf
der Grundlage der Ausgangssignale der zahlreichen Arten der
Sensoren, während die Berechnungsvorrichtung für die
gewünschte Ventileinstellung 202 zum arithmetischen Bestimmen
einer gewünschten Ventileinstellung To zumindestens das
Einlaßventil 17 oder das Auslaßventil 18 in Abhängigkeit von
dem detektierten Motorbetriebszustand D dient.
Andererseits ist die Detektionsvorrichtung für die
tatsächliche Ventileinstellung 203 so entworfen, daß sie eine
tatsächliche Ventileinstellung Ta für mindestens das
Einlaßventil 17 oder das Auslaßventil 18 detektiert,
wohingehend die Steuervorrichtung für die tatsächliche
Ventileinstellung 204 so entworfen ist, daß sie eine
Steuergröße bzw. Stellgröße (den hier zuvor definierten
linearen Solenoidstrom 1) für den variablen
Ventileinstellmechanismus 40 so erzeugt, daß eine
Einstellabweichung der tatsächlichen Ventileinstellung Ta von
der gewünschten Ventileinstellung To (d. h., die Differenz
zwischen der tatsächlichen Ventileinstellung Ta und der
gewünschten Ventileinstellung To) den Wert Null annimmt.
Insbesondere ist die Steuervorrichtung für die tatsächliche
Ventileinstellung 204 so entworfen, daß sie arithmetisch die
Steuergröße (den linearen Solenoidstrom i) bestimmt, während
sie die Steuergröße i mit einem Lernwert (learned value) LRN
als maximal verzögerter Referenzwert korrigiert.
Der variable Ventileinstellmechanismus 40 wird durch das
Ölsteuerventil 80 getrieben, zum Ändern der
Öffnung/Schließeinstellung mindestens des Einlaßventils 17
oder des Auslaßventils 18, wie zuvor beschrieben.
Ferner ist die Lernvorrichtung 206 so entworfen, daß sie die
tatsächliche Ventileinstellung Ta im Verlauf des Betriebs des
Motors 1 aufnimmt oder erfaßt, um hierdurch den am meisten
verzögerten Ventileinstellwert auf der Grundlage der
abgerufenen tatsächlichen Ventileinstellung Ta zu bestimmen,
der sich in dem Lernwert LRN reflektiert, der für die
arithmetische Bestimmung der tatsächlichen Ventileinstellung
Ta erforderlich ist.
Insbesondere ist die Lernvorrichtung 206 so entworfen, daß
immer dann, wenn die detektierte tatsächliche
Ventileinstellung Ta in dem Motorbetriebsbereich
einschließlich dem Leerlaufbetriebszustand um mehr als den
Lernwert LRN verzögert ist, der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta unmittelbar in dem
Lernwert reflektiert ist.
Nun folgt unter Bezug auf die Fig. 2 eine Beschreibung des
Lernbetriebs oder der Lernprozedur, die in dem
Ventileinstell-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Das Programm gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramm
wird durch die CPU-Einheit 102 ausgeführt, die in dem
Mikrocomputer 101 enthalten ist (siehe Fig. 28), und zwar
periodisch bei einem vorgegebenen Intervall von
beispielsweise jeweils 25 msek.
Zunächst werden in einem in Fig. 2 gezeigten Schritt S1
Motorbetriebszustandssignale beispielsweise für die
Kurbelwinkelsignalperiode C, die Motorumdrehungszahl NE, die
Phasendifferenzzeit ΔT, die Einlaßluftmenge Q, den
Drosselklappenöffnungsumfang θ, die Kühlwassertemperatur W,
und so weiter, die anhand der Ausgangssignale der zahlreichen
Sensoren abgeleitet sind, durch die CPU-Einheit 102
abgerufen.
Hiernach wird in Folge in einem Schritt S2 eine vorläufige,
maximal verzögerte Ventileinstellung Td1 (gemäß dem
detektierten Wert der tatsächlichen Ventileinstellung Ta)
arithmetisch als die am meisten verzögerte Ventileinstellung
Td in Übereinstimmung mit der hier zuvor erwähnten Gleichung
(1) bestimmt.
Ferner wird in einem Schritt S3 die am meisten verzögerte
Ventileinstellung Td(i-1), gelernt anhand des vorangehenden
Programmzyklus (auf den hier nachfolgend als die
vorangehende, am meisten verzögerte Ventileinstellung Bezug
genommen wird) als ein vorangehender Lernwert LRN ausgelesen.
Als nächstes erfolgt in einem Schritt S4 ein Vergleich der
vorläufigen am meisten verzögerten Ventileinstellung Td1 (auf
die hiernach ebenso als der momentan detektierte Wert oder
einfach als der Detektionswert Bezug genommen wird) mit der
vorangehenden, am meisten verzögerten Ventileinstellung Td(i-1),
um hierdurch zu entscheiden, ob die Beziehung oder
Bedingung gemäß Td1 < Td(i-1) erfüllt ist oder nicht, d. h.,
ob der momentan detektierte Wert Td1 mehr verzögert ist, als
die vorangehend am meisten verzögerte Ventileinstellung Td(i-1)
oder nicht.
Zeigt in dem Schritt S4 der momentan detektierte Wert Td1
eine größere Verzögerung an, als sie durch die vorangehend am
meisten verzögerte Ventileinstellung Td(i-1) angezeigt ist
(d. h., führt der Entscheidungsschritt S4 zu einer Bestätigung
"JA"), so geht die Verarbeitung zum Schritt S5 über.
Wird im Gegensatz hierzu im Schritt S4 entschieden, daß der
detektierte Wert Td1 eine Verzögerung anzeigt, die kleiner
oder gleich zu der vorangehend am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td(i-1) ist (d. h., führt der
Entscheidungsschritt S4 zu einer Verneinung "NEIN"), so geht
die Verarbeitung zu einem Schritt S6 über.
In dem Schritt S5 wird der detektierte Wert Td1 als momentan
am meisten verzögerte Ventileinstellung Td gespeichert,
worauf die Verarbeitung zu einem Schritt S7 übergeht.
Andererseits wird in dem Schritt S6 die vorangehend am
meisten verzögerte Ventileinstellung Td(i-1) intakt als die
momentan am meisten verzögerte Ventileinstellung Td gehalten,
worauf die Verarbeitung zu dem Schritt S7 übergeht.
In dem Schritt S7 wird die tatsächliche Ventileinstellung Ta
arithmetisch in Übereinstimmung mit der hier zuvor erwähnten
Gleichung (2) bestimmt.
Hiernach wird, in einem Schritt S8, eine Ziel- oder
gewünschte Ventileinstellung To arithmetisch bestimmt, auf
der Grundlage der Größen, wie sie durch die
Motorbetriebszustandssignale angezeigt sind, d. h. der
Motordrehzahl (U/min) NE, der Einlaßluftmenge Q, und des
Drosselklappenöffnungsumfangs θ und der Kühlwassertemperatur
W.
Schließlich bestimmt in dem Schritt S9 die CPU arithmetisch
einen solchen linearen Solenoidstrom i, daß die tatsächliche
Ventileinstellung Ta (d. h. der arithmetisch im Schritt S7
bestimmte Wert) zu der Zielventileinstellung oder gewünschten
Ventileinstellung To konvergieren kann (d. h., dem
arithmetisch in dem Schritt S8 bestimmten Wert), damit
hierdurch ein Tastsignal gemäß der Stromsteuergröße i an den
linearen Solenoid des Ölsteuerventils 80 ausgegeben wird,
worauf die in Fig. 2 dargestellte Verarbeitungsroutine zu
einem Ende kommt (RÜCKSPRUNG).
Allgemein wird der als Referenzwert für die beabsichtigte
Steuerung eingesetzte Lernwert unter zahlreichen Bedingungen
aktualisiert, im Hinblick auf das Vermeiden eines
fehlerhaften oder unkorrekten Lernvorgangs. In diesem
Zusammenhang ist zu erwähnen, daß aufgrund der Tatsache, daß
die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td des variablen
Ventileinstellmechanismus 40 immer während der
Ventileinstellsteuerung einen Einfluß ausübt, die Einstellung
Td immer so schnell wie möglich in Übereinstimmung mit dem
Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung Ta
korrigiert werden sollte.
Gemäß den technischen Lehren der im Rahmen der ersten
Ausführungsform ausgeführten Erfindung kann die am meisten
verzögerte Ventileinstellung Td (der Lernwert LRN) immer auf
den optimalen Wert im Verlauf des Betriebs des Motors 1
festgelegt werden, wie oben beschrieben. Demnach läßt sich
der optimale Wert unmittelbar selbst dann wieder annehmen,
wenn die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
fehlerhafterweise gelernt wird, wodurch ein Schutz gegenüber
einer Verschlechterung der Qualität des Motorabgases erzielt
wird.
Im Fall des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung wird der Lernwert LRN unbedingt
dann aktualisiert, wenn der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta mehr als der vorangehende
Lernwert verzögert ist. Jedoch kann eine derartige Anordnung
so angepaßt sein, daß der detektierte Wert der tatsächlichen
Ventileinstellung Ta in dem Lernwert LRN dann reflektiert
wird, wenn der detektierte Wert der tatsächlichen
Ventileinstellung Ta eine Verzögerung anzeigt, die diejenige,
die durch den vorangehenden Lernwert angezeigt wird, um einen
vorgegebenen Wert übersteigt.
Nachfolgend erfolgt unter Bezug auf ein in Fig. 3 gezeigtes
Flußdiagramm die Beschreibung des Ventileinstell-
Steuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, bei der der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta in dem Lernwert LRN
lediglich dann reflektiert ist, wenn der detektierte Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta eine Verzögerung anzeigt,
die gemäß einem vorgegebenen Wert größer ist als diejenige,
die durch den vorangehenden Lernwert angezeigt ist.
Übrigens stimmt der Funktionsaufbau der ECU-Einheit 100A
gemäß der vorliegenden Erfindung Ausführungsform der
Erfindung im wesentlichen mit dem in Fig. 1 gezeigten
überein.
Ferner sind die Schritte S1 bis S3 und die Schritte S5 bis
S9, die in Fig. 3 gezeigte sind, ähnlich zu denjenigen, die
hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 2 beschrieben sind.
Übrigens entspricht der in Fig. 3 gezeigte Schritt S41 dem
zuvor beschriebenen Schritt S4.
Wie unter Bezug auf die Fig. 3 gezeigt, erfolgt nach dem
arithmetischen Bestimmen des detektierten Werts Td1 der
vorangehend am meisten verzögerten Ventileinstellung Td(i-1)
bei den Schritten S2 und S3 ein Vergleich des detektierten
Werts Td1 mit der vorangehend am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td(i-1) in dem Schritt S41.
In anderen Worten ausgedrückt, wird durch Berücksichtigen
eines vorgegebenen Werts TH, eingesetzt als Referenzwert für
den Vergleich, in dem Schritt S41 entschieden, ob eine
Bedingung dahingehend, daß gilt Td1 < Td(i-1) - TH, erfüllt
ist oder nicht, d. h. ob der momentan detektierte Wert Td1
eine Verzögerung aufzeigt, die um einen vorgegebenen Wert TH
größer ist als diejenige der vorangehend am meisten
verzögerten Ventileinstellung Td(i-1).
In diesem Zusammenhang kann der vorgegebene Wert TH so
festgelegt sein, daß er äquivalent zu dem Kurbelwinkel von
ca. 2° ist, unter Berücksichtigung der Ausdehnung
(Expansion)/Kontraktion des Einstellriemens 23 (siehe Fig.
15) und anderer Faktoren.
Wird in dem Schritt S41 entschieden, daß gilt Td1 < Td(i-1) -
TH, d. h. dann, wenn der Entscheidungsschritt S41 zu einer
Bestätigung "JA" führt, so geht die Bearbeitung zu dem
Schritt S5 über. Im Gegensatz hierzu geht dann, wenn
entschieden wird, daß gilt Td1 < Td(i-1) - TH, d. h., wenn der
Entscheidungsschritt S41 zu einer Verneinung "NEIN" führt, die
Verarbeitung zu dem Schritt S6 über.
Hierdurch läßt sich die am meisten verzögerte
Ventileinstellung Td mit hoher Zuverlässigkeit festlegen,
ohne Beeinträchtigung durch den Einfluß der
Ausdehnung/Kontraktion des Einstellriemens 23.
Hiernach bestimmt die Steuervorrichtung für die tatsächliche
Ventileinstellung 204 arithmetisch die Steuergröße i durch
die Verarbeitungsschritte S7, S8 und S9, wie hier zuvor
beschrieben, um hierdurch das entsprechende Steuersignal an
das Ölsteuerventil 80 auszugeben.
Im Fall des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der ersten und
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der
momentan detektierte Wert der tatsächlichen Ventileinstellung
Ta unmittelbar in dem Lernwert LRN reflektiert. Jedoch läßt
sich eine derartige Anordnung so anpassen, daß ein Wert, der
durch Multiplizieren des momentan detektierten Werts mit
einem vorgegebenen Verhältnis gehalten wird, in dem Lernwert
LRN reflektiert ist. In diesem Zusammenhang erfolgt hiernach
ein Bezug auf das vorgegebene Verhältnis als
Reflexionsverhältnis lediglich aus Gründen der Einfachheit
der Beschreibung. Übrigens sollte der Wert des
Reflektionsverhältnisses nicht größer als "1" (Eins) sein
(d. h., er sollte ≦ 1 sein).
Nun erfolgt unter Bezug auf ein Flußdiagramm nach Fig. 4 eine
Beschreibung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung, bei dem der
detektierte Wert nach Korrektur mit dem vorgegebenen
Reflektionsverhältnis in dem Lernwert LRN reflektiert ist.
In Fig. 4 sind die Schritte S1 bis S3, S41 und die Schritte
S6 bis S9 ähnlich zu denjenigen, die zuvor unter Bezug auf
die Fig. 3 beschrieben sind. Ferner entspricht ein in Fig. 4
gezeigten Schritt S51 dem Schritt S5, der hier zuvor
beschrieben wurde. Es ist zu erkennen, daß der in Fig. 2
gezeigte S 43401 00070 552 001000280000000200012000285914329000040 0002019951989 00004 43282chritt S4 durch einen in Fig. 4 gezeigten Schritt
S41 ersetzt ist.
Wie unter Bezug auf die Fig. 4 zu erkennen, daß dann, wenn in
dem Schritt S41 (oder dem Schritt S4) entschieden wird, daß
der detektierte Wert Td1 eine Verzögerung größer als der
Lernwert LRN anzeigt, d. h. dann, wenn die Entscheidung im
Schritt S41 zu einer Bestätigung "JA" führt, die Verarbeitung
zu einem Schritt S51 übergeht.
In dem Schritt S51 multipliziert die Lernvorrichtung 206 den
detektierten Wert Td1 (d. h., den detektierten Wert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta) mit einem vorgegebenen
Reflektionsverhältnis KT (d. h., einem Reflektionsverhältnis
oder -koeffizient gemäß einem festen Wert in diesem Fall), um
hierdurch entsprechend den Lernwert LRN zu aktualisieren,
worauf die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
arithmetisch in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung
(3) bestimmt wird:
Td = (1 - KT) × Td (i-1) + KT × Td1 (3)
Bei dieser Gleichung wird davon ausgegangen, daß das
Reflektionsverhältnis KT für den detektierten Wert Td1 der am
meisten verzögerten Ventileinstellung Td auf einen festen
Wert eingestellt ist, der - beispielsweise - nicht größer als
"1" (Eins) ist.
Durch Multiplizieren des detektierten Werts Td1 mit dem
Reflektionsverhältnis KT, um hierdurch das Ergebnis der
Multiplikation in der am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td zu reflektieren, wie oben beschrieben,
läßt sich vorteilhafterweise der Einfluß von Rauschanteilen
oder dergleichen unterdrücken, die dem momentan detektierten
Wert überlagert sind.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der dritten
Ausführungsform der Erfindung wird das Reflektionsverhältnis
KT zu dem festen Wert festgelegt. Jedoch läßt sich das
Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit der
Motorgeschwindigkeit oder Motordrehzahl (U/min) NE festlegen.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung richtet sich auf
das Ventileinstell-Steuersystem, bei dem das
Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit der
Motordrehzahl (U/min) NE festgelegt ist.
Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht zum graphischen Darstellen, wie
sich das variabel festgelegte Reflektionsverhältnis KT als
Funktion der Motordrehzahl in dem System gemäß der vierten
Ausführungsform der Erfindung ändert.
Wie in Fig. 5 gezeigt, wird das Reflektionsverhältnis KT auf
einen Maximalwert (= 1 (Eins)) solange gesetzt, solange die
Motordrehzahl NE in einem Zwischengeschwindigkeitsbereich RN
fällt, wohingehend der Wert des Reflektionsverhältnis KT in
den anderen Motorgeschwindigkeits-(U/min)-Bereichen
verringert ist.
In diesem Fall sollte der Zwischengeschwindigkeitsbereich RN
der Motorumdrehungszahl NE vorzugsweise zu einem Bereich von
1500 bis 3000 U/min gesetzt sein. Bei Zunahme der Abweichung
der Motorgeschwindigkeit von dem
Zwischengeschwindigkeitsbereich RN wird das
Reflektionsverhältnis KT so reguliert, daß es den kleineren
Wert annimmt.
Gewöhnlich ist die Veränderung der Motordrehzahl NE in den
niedrigeren Motordrehzahlbereichen mehr spürbar, als in dem
Zwischengeschwindigkeitsbereich RN. Demnach sollte das
Reflektionsverhältnis KT auf einen kleineren Wert in den
niedrigeren Geschwindigkeitsbereich gesetzt werden, um
wirksam ein Einfluß der Veränderung der Motorgeschwindigkeit
oder der Motordrehzahl NE zu vermeiden.
Andererseits wird in einem Bereich einer höheren
Umdrehungsgeschwindigkeit, in dem die Motordrehzahl NE nicht
kleiner als diejenige in dem Zwischengeschwindigkeitsbereich
RN ist, die Ausdehnung des Einstellriemens 23 signifikant.
Demnach sollte das Reflektionsverhältnis KT auf einen kleinen
Wert gesetzt werden, zum Unterdrücken des Einflusses der
Ausdehnung des Einstellriemens 23.
Hierdurch läßt sich durch variables Einstellen des
Reflektionsverhältnisses KT auf einen Wert, der von der
Motordrehzahl NE abhängt, wie als Kennlinie in Fig. 5
dargestellt, die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
optimal mit hoher Zuverlässigkeit festlegen, ohne daß sie
durch Einflüsse der Veränderung der Motordrehzahl und der
Ausdehnung des Einstellriemens 23 beeinflußt ist.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die
Kennlinienbeziehung zwischen dem Reflektionsverhältnis KT und
der Motordrehzahl NE, so wie sie in Fig. 5 dargestellt ist,
sich leicht in einem Speicher in der Form einer
Abbildungsdatentabelle unter Einsatz der Motordrehzahl NE als
Index speichern läßt. In diesem Fall läßt sich die Bestimmung
des Reflektionsverhältnisses KT erheblich vereinfachen.
Ferner ist zu ergänzen, daß obgleich der Maximalwert des
Reflektionsverhältnisses KT in dem
Zwischengeschwindigkeitsbereich RN zu "1" (Eins) festgelegt
ist, er zu jedem beliebigen vorgegebenen Wert festgelegt sein
kann, z. B. "0,8", vorausgesetzt, daß er kleiner als der Wert
Eins bleibt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der vierten
Ausführungsform der Erfindung wird die Motordrehzahl NE als
Parameter zum variablen Einstellen des
Reflektionsverhältnisses KT eingesetzt. Jedoch läßt sich eine
derartige Anordnung auch so anpassen, daß das
Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit
einer Wiederholungszahl eingestellt wird, gemäß der die am
meisten verzögerten Ventileinstellung Td (d. h., der Lernwert
LRN) aktualisiert wurde. Hiernach erfolgt ein Bezug auf
diesen Parameter auch einfach als
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD lediglich aus Gründen
der Einfachheit der Beschreibung.
Nun erfolgt unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 eine
Beschreibung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß einer
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gemäß der
das Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit
dem unten definierten Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
festgelegt wird. Übrigens zeigt die Fig. 6 ein Flußdiagramm
zum Darstellen der Verarbeitungsprozedur gemäß der
vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, und die Fig. 7
zeigt eine Ansicht zum graphischen Darstellen einer
Kennlinienbeziehung zwischen dem Reflektionsverhältnis KT und
dem Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD der am meisten
verzögerten Ventileinstellung Td (Lernwert LRN).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die
Lernvorrichtung 206 so entworfen, daß sie das
Reflektionsverhältnis KT auf einen kleineren Wert als den
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD bei ansteigendem
Lernwert LRN festlegt, wie anhand der Fig. 7 zu erkennen ist.
In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, daß ein maximaler KT1
(d. h., ein Anfangswert) des Reflektionsverhältnisses KT
vorzugsweise zu ca. "0,8" gesetzt werden sollte.
In der Fig. 6 sind die Schritte S1 bis S3, S41, S51 und die
Schritte S6 bis S9 ähnlich zu denjenigen, die zuvor unter
Bezug auf die Fig. 4 beschrieben wurden. Die vorliegende
Ausführungsform unterscheidet sich von der hier zuvor unter
Bezug auf die Fig. 4 beschriebenen dritten Ausführungsform
dahingehend, daß die Schritte S10 und S11 zusätzlich in Folge
zu dem Schritt S51 vorgesehen sind und daß der in Fig. 2
gezeigte Schritt S4 durch den Schritt S41 ersetzt ist.
Wie unter Bezug auf die Fig. 6 zu erkennen, geht die
Verarbeitung dann, wenn die Lernvorrichtung 206 im Schritt
S51 die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
aktualisiert, die Verarbeitung zu dem Schritt S10 über, in
dem ein Wert eines Aktualisierungszählers, d. h. der
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD, um den Wert Eins
inkrementiert wird.
In Folge bestimmt in dem Schritt S11 die Lernvorrichtung 206
arithmetisch das Reflektionsverhältnis KT unter
Berücksichtigung des Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD in
Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (4):
KT = KT1 × (1000 - CLTD)/1000 (4)
Wie sich anhand der obigen Gleichung (4) erkennen läßt, wird
das Reflektionsverhältnis KT auf einen Maximalwert KT1 (z. B.,
von "0,8") in den Anfangszustand (CLTD = 0) gesetzt und
allmählich beizunehmendem oder inkrementiertem
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD verringert, wie in Fig.
7 dargestellt.
Ferner läßt sich anhand der Gleichung (4) erkennen, daß
dann, wenn der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
eintausendmal oder öfter inkrementiert ist, das
Reflektionsverhältnis KT zu "0" (Null) festgelegt wird, da
dann 1000 - CLTD = 0 gilt.
Übrigens lassen sich die Beziehungen zwischen dem durch die
Gleichung (4) vorgegebenen Reflektionsverhältnis KT und dem
in Fig. 7 dargestellten Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
in einem Speicher in der Form einer Abbildungsdatentabelle
speichern, derart, daß der Aktualisierungsfrequenzdatensatz
CLTD als der Index verwendet wird, um hierdurch - sofern
betroffen - den arithmetischen Betrieb zu vereinfachen.
Durch Verringerung des Reflektionsverhältnisses KT bei sich
erhöhendem Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD des
Lernwerts LRN in dieser Weise ist es möglich, das
Reflektionsverhältnis KT bei fortschreitendem Lernprozeß zu
reduzieren, um hierdurch fortlaufend den Einfluß des
Lernwerts auf die Ventilöffnungs/Schließ-Einstellsteuerung
abzuschwächen.
Allgemein ist der Zustand, gemäß dem der Lernwert LRN
sukzessive aktualisiert wird, ein instabiler Zustand, bei dem
die Referenz für die Steuerung einer Schwankung unterliegt,
was wiederum einem ungünstigen Motorbetriebszustand für die
Ventilöffnungs/Schließ-Einstellsteuerung bedeutet. Demnach
sollte dann, wenn der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
(d. h., die Wiederholungszahl für das Aktualisieren des
Lernwerts LRN) zunimmt, das Reflektionsverhältnis KT
vorzugsweise verringert sein, um hierdurch den Einfluß eines
instabilen Motorbetriebszustands zu vermeiden.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der fünften
Ausführungsform der Erfindung wird das Reflektionsverhältnis
KT zu "0" (Null) gesetzt, wenn der
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD die oberen
Grenzfrequenzdatensätze (z. B., Wiederholung von Eintausend)
erreicht. Jedoch läßt sich eine derartige Anordnung auch so
anpassen, daß der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
gekappt (clipped) ist, und einen vorgegebenen
Aktualisierungsfrequenzwert (z. B., eine Wiederholung von
neunhundert) erreicht, und das Reflektionsverhältnis KT zu
einem konstanten Wert (z. B., 0,1 × KT1) fixiert ist, nachdem
der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD den vorgegebenen
Wert erreicht hat. Eine sechste Ausführungsform der Erfindung
ist auf die oben erwähnte Anordnung gerichtet.
Demnach kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der
Erfindung der Detektionswert Td1 in der am meisten
verzögerten Ventileinstellung Td mit dem
Reflektionsverhältnis KT reflektiert sein, das konstant
größer als "0" (Null) ist.
Es braucht nicht betont zu werden, daß der obere Grenzwert
des Aktualisierungsfrequenzdatensatzes CLTD nicht auf
irgendeinen spezifischen Wert begrenzt ist, beispielsweise
die oben erwähnte "Wiederholung von Eintausend", sondern daß
er auf einen vorgegebenen Aktualisierungsfrequenzwert
festgelegt werden kann, beispielsweise eine Wiederholung von
zehn oder so.
Übrigens kann der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD in
der Form sogenannter Sicherungsdaten in einem Speicher
gespeichert werden, so daß sich der
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD in dem Speicher selbst
dann halten läßt, wenn der zum Starten des Motors eingesetzte
Schlüsselschalter abgeschaltet wird, so daß sich ein
automatisches Initialisieren bei dem nachfolgenden Start des
Motors realisieren läßt.
Beidem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der sechsten
Ausführungsform wird der Aktualisierungsfrequenzdatensatz
CLTD einfach durch Zählen bestimmt. Jedoch läßt sich eine
derartige Anordnung gleichermaßen dadurch erzielen, daß der
Aktualisierungsfrequenzwert CLTD lediglich dann bestimmt oder
bewirkt wird, wenn die Aktualisierungsverarbeitung sukzessiv
oder nachfolgend durchgeführt wird.
Unter Bezug auf das in Fig. 8 dargestellte Flußdiagramm
erfolgt nun eine Beschreibung eines Ventileinstell-
Steuersystems gemäß einer siebten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, bei der der
Aktualisierungsfrequenzwert CLTD dann inkrementiert wird,
wenn die Aktualisierungsverarbeitung sukzessiv durchgeführt
wird.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Flußdiagramm sind die Schritte S1
bis S3, S41, S51 und die Schritte S6 bis S11 ähnlich zu
denjenigen, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 6 beschrieben
wurden. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich
von der zuvor beschriebenen fünften Ausführungsform
dahingehend, daß ein Schritt S61 zusätzlich zu dem Schritt S6
vorgesehen ist. Ferner ist zu ergänzen, daß der in Fig. 2
gezeigte Schritt S4 durch einen in Fig. 8 gezeigten Schritt
S41 ersetzt ist.
Unter Bezug auf die Fig. 8 ist zu erkennen, daß dann, wenn
das Vergleichsergebnis zwischen dem Detektionswert Td1 und
der vorangehend am meisten verzögerten Ventileinstellung
Td(i-1) nicht die Verzögerungsbedingung des Schritts S41
erfüllt, d. h. dann, wenn der Entscheidungsschritt S41 zu
einer Verneinung "NEIN" führt, die durch die Lernvorrichtung
206 ausgeführte Verarbeitung zu dem Schritt S61 in Folge zu
dem Schritt S6 fortschreitet, bei dem der
Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD zu Null rückgesetzt
wird, woraufhin die Verarbeitung zu dem Schritt S7
voranschreitet.
Hierdurch wird der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD
unmittelbar zu dem Wert Null dann rückgesetzt, wenn der
Lernwert LRN nicht in Folge aktualisiert wird. In anderen
Worten ausgedrückt, wird der Aktualisierungsfrequenzdatensatz
CLTD lediglich dann durch Zählen inkrementiert oder
validiert, wenn die Aktualisierungsverarbeitung in Folge
durchgeführt wird. Demnach kann selbst dann, wenn das
Reflektionsverhältnis KT durch die
Aktualisierungsverarbeitung des Lernwerts LRN verringert
wird, das Reflektionsverhältnis KT den Maximalwert (den
Anfangswert) KT1 bei jedem Auftreten des Zustands annehmen,
indem das Aktualisierungsverhältnis KT nicht aktualisiert
wird. Hierdurch läßt sich das übermäßige Verringern des
Lernwerts LRN wirksam vermeiden.
Im Fall des hier zuvor im Zusammenhang mit der zweiten
Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Ventileinstell-
Steuersystems wird der Detektionswert der Ventileinstellung
Ta mit dem vorangehenden Lernwert verglichen, unter
Berücksichtigung des vorgegebenen Werts TH im Schritt S41 zum
Unterdrücken des Einflusses der Ausdehnung/der Kontraktion
des Einstellriemens 23. Jedoch kann eine derartige Anordnung
auch so angewandt werden, daß der Detektionswert der
tatsächlichen Ventileinstellung Ta in dem Lernwert LRN
reflektiert ist, wenn der Zustand, bei dem der Detektionswert
eine größere Verzögerung als diejenige angezeigt durch den
vorangehenden Lernwert aufweist, während einer vorgegebenen
Zeitperiode fortlaufend vorgelegen hat.
Unter Bezug auf das in Fig. 9 dargestellte Flußdiagramm
erfolgt nun eine Beschreibung des Ventileinstell-
Steuersystems gemäß einer achten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, das so entworfen ist, daß der
Detektionswert in dem Lernwert LRN lediglich dann reflektiert
ist, wenn der oben erwähnte Verzögerungszustand während einer
vorgegebenen Periode fortlaufend vorgelegen hat.
In der Fig. 9 sind die Schritte S1 bis S9 ähnlich zu den hier
zuvor unter Bezug auf die Fig. 2 erwähnten. Die vorliegende
Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor
beschriebenen zweiten Ausführungsform dahingehend, daß die
Schritte S12 bis S14 zusätzlich in Folge zu dem in Fig. 2
gezeigten Schritt S4 vorgesehen sind.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der achten
Ausführungsform wird in dem in Fig. 9 gezeigtem Schritt S4
entschieden, ob gilt Td1 < Td(i-1). Führt der
Entscheidungsschritt S4 zu einer Bejahung "JA", so geht die
Verarbeitung zu dem Schritt S12 über, bevor der Schritt S5
zum Aktualisieren der am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td ausgeführt wird.
Im Schritt S12 erfolgt eine Entscheidung dahingehend, ob ein
Wert CTW eines Aktualisierungswartezeitgebers gebildet durch
einen Abwärtszähler (dessen Wert ein Verstreichen einer
vorgegebenen Zeitperiode TW anzeigt) den Wert "0" (Null) oder
größer als Null aufweist oder nicht. Wird entschieden, daß
der Wert CTW (zum Anzeigen des Verstreichens der vorgegebenen
Zeitperiode TW) gleich Null ist (d. h., wenn der
Entscheidungsschritt S12 zu dem Wert "JA" führt), so geht die
Verarbeitung zu dem Schritt S5 über, und anschließend wird
die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td aktualisiert.
Wird andererseits in dem Schritt S12 entschieden, daß der
Wert CTW größer als Null ist (CTW < 0), so geht die
Verarbeitung zu dem Schritt S13 über, und der
Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW wird dekrementiert.
Anschließend geht die Verarbeitung zu dem Schritt S6 zum
Halten der momentan am meisten verzögerten Ventileinstellung
Td über.
Hierdurch geht, solange der Aktualisierungswartezeitgeberwert
CTW fortlaufend größer als der Wert "0" bleibt, gemäß der
ersten Entscheidung für den Verzögerungszustand in dem
Schritt S4, die Verarbeitung nicht zu dem Schritt S5 über,
sondern die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td wird
in dem Schritt S6 gehalten.
Im Gegensatz hierzu wird dann, wenn in dem Schritt S4
entschieden wird, daß der Detektionswert Td1 eine
Verzögerungszeit gleich oder größer als die vorangehend am
meisten verzögerte Ventileinstellung Td(i-1) anzeigt (d. h.
dann, wenn der Entscheidungsschritt S4 zu dem Ergebnis "NEIN"
führt), die Verarbeitung zu einem Schritt S14 über, bevor die
Verarbeitung in dem Schritt S6 ausgeführt wird, und eine
vorgegebene Zeitperiode (Wartezeit) TW wird als
Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW gesetzt.
Allgemein ist die Antworteigenschaft des Einlaßventils 17
sowie diejenige des Auslaßventils 18 so bestimmt, daß
ungefähr 100 msek verstreichen, bis die Ventile 17 und 18 in
der Realität auf eine Änderung der gewünschten
Ventileinstellung To (siehe Fig. 15) antworten. Demnach
sollte die oben erwähnte vorgegebene Zeitperiode TW
vorzugsweise auf eine Zeitperiode festgelegt sein, die
äquivalent zu ca. 100 msek im Hinblick auf den Kurbelwinkel
ist.
Die Wiederholungszahl für das Messen der Phasendifferenz
zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem
Nockenwinkelsignal SGC läßt sich durch Zählen der Zahl der
Wiederholungen für das Detektieren der Kurbelwinkelperiode
bestimmen, wodurch sich auch das Verstreichen der
vorgegebenen Zeitperiode TW deutlich unterscheidend festlegen
läßt.
Demnach läßt sich ein Detektionsfehler aufgrund einer
Dehnung/Kontraktion des Einstellriemens 23 und einer
Variation der Motordrehzahl eliminieren, wodurch sich die am
meisten verzögerte Ventileinstellung Td im wesentlichen mit
höherer Zuverlässigkeit im Vergleich zu dem Fall festlegen
läßt, in dem die Aktualisierung des Lernwerts LRN unmittelbar
bei Entscheidung dahingehend durchgeführt wird, daß der
Detektionswert Td1 den Verzögerungszustand anzeigt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der achten
Ausführungsform der Erfindung wird der Detektionswert mit dem
vorangehenden Lernwert verglichen, ohne Berücksichtigung des
vorgegebenen Werts TH in dem Schritt S4 zum Entscheiden der
durch den Detektionswert Td1 angezeigten Verzögerung. Jedoch
läßt sich auch eine solche Anordnung anwenden, bei der der
durch den Detektionswert angezeigte Verzögerungszustand unter
Berücksichtigung des hier zuvor erwähnten vorgegebenen Werts
TH entschieden wird.
Die Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des
Lernbetriebs oder der Lernprozedur gemäß einer neunten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zum
Entscheiden des Verzögerungszustands, angezeigt durch den
Detektionswert unter Berücksichtigung des vorgegebenen Werts
TH entworfen ist. Die vorliegenden Ausführungsform
unterscheidet sich von der oben beschriebenen achten
Ausführungsform (Fig. 9) im Hinblick auf den Schritt S41.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der neunten
Ausführungsform geht die Verarbeitung zu einem Schritt S12
dann über, wenn in dem in Fig. 10 gezeigten Schritt S41 eine
Entscheidung dahingehend durchgeführt wird, daß die durch den
Detektionswert Td1 angezeigte Verzögerung kleiner ist als
diejenige der vorangehend am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td(i-1) minus dem vorgegebenen Wert TH oder
daß gilt Td1 < Td(i-1) - TH (d. h., wenn der
Entscheidungsschritt zu einem Ergebnis der Bejahung "JA"
führt). Andererseits geht dann, wenn in dem Schritt S41
entschieden wird, daß der Detektionswert Td1 nicht kleiner
als die vorangehend am meisten verzögerte Ventileinstellung
Td(i-1) minus dem vorgegebenen Wert TH ist oder daß gilt Td1
≧ Td(i-1) - TH (d. h. dann, wenn der Entscheidungsschritt S41
im Ergebnis bis zu einer Verneinung "NEIN" führt), die
Verarbeitung zu dem Schritt S13 über, indem die zuvor
beschriebene Verarbeitungsprozedur ausgeführt wird.
Als Ergebnis hiervon läßt sich der durch den Detektionswert
Td1 angezeigte Verzögerungszustand unter Berücksichtigung der
Verzögerungsgröße festlegen, die durch den vorgegebenen Wert
TH vorgegeben ist (Kurbelwinkel von ca. 2°), wohingehend die
Aktualisierungsverarbeitung der am meisten verzögerten
Ventileinstellung Td durchgeführt wird, nachdem der durch den
Detektionswert Td1 angezeigte Verzögerungszustand während der
vorgegebenen Zeitperiode TW fortlaufend vorgelegen hat.
Hierdurch ist gemäß den technischen Lehren der vorliegenden
Erfindung in Ausprägung der neunten Ausführungsform hiervon
der Detektionswert Td1 in dem Lernwert lediglich dann
reflektiert, wenn der Zustand, gemäß dem die durch den
Detektionswert Td1 angezeigte Verzögerung nicht kleiner als
der vorgegebene Wert TH ist, während der vorgegebenen
Zeitperiode TW fortlaufend vorgelegen hat. Demnach lassen
sich die Detektionsfehler aufgrund des Verlängerns/der
Kontraktion des Einstellriemens 23 und die Variation der
Motordrehzahl (U/min) weiter unterdrücken, wodurch sich die
am meisten verzögerte Ventileinstellung Td mit höherer
Zuverlässigkeit festlegen läßt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der neunten
Ausführungsform der Erfindung wird die am meisten verzögerte
Ventileinstellung Td aktualisiert, ohne daß das
Reflexionsverhältnis KT in dem Schritt S5 zum Aktualisieren
des Lernwerts berücksichtigt wird. Jedoch läßt sich auch
ebenso eine Anordnung anwenden, bei der der Lernwert durch
Berücksichtigung des hier zuvor im Zusammenhang mit der
dritten Ausführungsform der Erfindung erwähnten
Reflexionsverhältnis KT aktualisiert wird.
Die Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des
Lernbetriebs des Ventileinstell-Steuersystems gemäß einer
zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zum
Aktualisieren des Lernwerts unter Berücksichtigung des
Reflexionsverhältnis KT entworfen ist. Die vorliegende
Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen
neunten Ausführungsform (Fig. 10) im Hinblick auf einen
Schritt S51. Übrigens läßt sich der in Fig. 11 gezeigte
Schritt S41 durch den in Fig. 9 gezeigten Schritt S4
ersetzen.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zehnten
Ausführungsform geht die Verarbeitung zu dem Schritt S51
über, wenn bei einem in Fig. 11 gezeigten Schritt S12
entschieden wird, daß der Aktualisierungswartezeitgeberwert
CTW gleich dem Wert "0" (Null) ist (d. h., wenn die
Entscheidung im Schritt S11 zu dem Ergebnis "JA" führt). In
dem Schritt S51 bestimmt die Lernvorrichtung 206 arithmetisch
die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td durch Einsatz
des Reflexionsverhältnisses KT (KT = ≦ 1) in Übereinstimmung
mit der hier zuvor erwähnten Gleichung (3).
Demnach lassen sich die Detektionsfehler aufgrund der
Veränderung der Motordrehzahl (U/min) wirksamer unterdrücken,
wodurch sich die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
mit höherer Zuverlässigkeit festlegen läßt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zehnten
Ausführungsform der Erfindung wird davon ausgegangen, daß das
Reflexionsverhältnis KT ein fester Wert ist. Jedoch läßt sich
das Reflexionsverhältnis KT variabel unter Berücksichtigung
der Aktualisierungsfrequenzdatensatzes CLTD festlegen, der
zuvor definiert ist (im Zusammenhang mit der fünften
Ausführungsform der Erfindung).
Die Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des
Lernbetriebs gemäß einer elften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, gemäß der das Reflexionsverhältnis KT
variabel unter Berücksichtigung der
Aktualisierungsfrequenzdatensatzes CLTD festgelegt ist.
Wie sich anhand von Fig. 12 erkennen läßt, unterscheidet sich
die vorliegenden Ausführungsform von der oben unter Bezug auf
die Fig. 11 beschriebenen zehnten Ausführungsform lediglich
dahingehend, daß die Schritte S10 und S11 zusätzlich in Folge
zu dem Schritt S51 vorgesehen sind. Ferner ist zu ergänzen,
daß sich der in Fig. 12 gezeigte Schritt S41 durch den in
Fig. 9 gezeigten Schritt S4 ersetzen läßt.
Unter Bezug auf die Fig. 12 ist zu erkennen, daß immer dann,
wenn die Lernvorrichtung 206 den Lernwert in dem Schritt S51
aktualisiert, die Verarbeitung zu dem Schritt S10
fortschreitet, indem der Aktualisierungsfrequenzdatensatz
(die Wiederholungszahl für das Aktualisieren des Lernwerts)
CLTD bestimmt wird. Hiernach wird das Reflexionsverhältnis KT
in dem Schritt S11 variabel festgelegt.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der Maximalwert
KT1 des Reflexionsverhältnis KT zu ca. "0,8" festgelegt ist
und daß das Reflexionsverhältnis KT auf einen kleineren Wert
als der Aktualisierungsfrequenzdatensatz CLTD bei zunehmendem
Lernwert LRN verringert wird, wie hier zuvor beschrieben
(vgl. die Fig. 7).
Hierdurch wird dann, wenn das Aktualisieren des Lernwerts mit
hoher Frequenz durchgeführt wird, das Reflexionsverhältnis KT
verringert. Demnach lassen sich Detektionsfehler aufgrund der
Variation der Motordrehzahl und dergleichen besser
eliminieren, wodurch ermöglicht wird, daß die am meisten
verzögerte Ventileinstellung Td mit hoher Zuverlässigkeit
festgelegt wird.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der elften
Ausführungsform der Erfindung wird die Streuung des
Detektionswerts Td1 nicht betrachtet. Jedoch ist auch eine
Anordnung ebenso denkbar, bei der das Reflektionsverhältnis
KT variabel unter Berücksichtigung der Streuung des
Detektionswerts Td1 festgelegt wird.
Die Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des
Lernbetriebs in dem System gemäß einer zwölften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das
Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit
einer Streuung des Detektionswerts Td1 festgelegt wird.
Unter Bezug auf die Fig. 13 ist zu erkennen, daß sich die
vorliegende Ausführungsform von der zuvor unter Bezug auf die
Fig. 11 beschriebenen zehnten Ausführungsform lediglich im
Hinblick auf die Tatsache unterscheidet, daß die Schritte S15
bis S21 zusätzlich in Folge zu den Schritten S41 und den
Schritten S12, S13 und S14 vorgesehen sind. Übrigens läßt
sich der in Fig. 13 gezeigte Schritt S41 durch den in Fig. 9
gezeigten Schritt S4 ersetzen.
Die Lernvorrichtung 206 ist so entworfen, daß sie variabel
das Reflexionsverhältnis KT festlegt, in Übereinstimmung mit
der Streuung der tatsächlichen Ventileinstellung Ta in der
vorgegebenen Zeitperiode TW, derart, daß das
Reflexionsverhältnis KT auf einen kleineren Wert bei
zunehmender Streuung festgelegt wird.
Bei der folgenden Beschreibung wird beispielhaft davon
ausgegangen, daß ein maximales Verhältnis (Tdmin/Tdmax) eines
niedrigeren Grenzwerts Tdmin des Detektionswerts Td1 zu einem
oberen Grenzwert Tdmax hiervon als ein Parameter zum Anzeigen
der Steuerung des Detektionswerts Td1 verwendet wird.
Zunächst wird in dem in Fig. 13 gezeigten Schritt S12
entschieden, ob der Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW
gleich Null ist oder nicht (CTW = 0). Führt die Entscheidung
im Schritt S12 zu einer Bejahung "JA", so geht die
Verarbeitung zu dem Schritt S15 über, bevor die
Aktualisierungsverarbeitung für den Lernwert im Schritt S51
durchgeführt wird. Im Schritt S15 wird das
Reflexionsverhältnis KT auf der Grundlage des Maximalwerts
KT1 des Reflexionsverhältnis KT und des maximalen
Verhältnisses (= Tdmin/Tdmax) des Detektionswerts Td1 in
Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (5) festgelegt:
KT = KT1 × (Tdmin/Tdmax) (5)
Wie anhand der obigen Gleichung (5) ersichtlich, wird das
Reflexionsverhältnis KT auf einen kleineren Wert mit
zunehmender Streuung der vorgegebenen Zeitperiode TW, die
durch das maximale Verhältnis Tdmin/Tdmax angezeigt wird,
festgelegt, wodurch sich eine Reflexion des Detektionswerts
Td1 in dem Lernwert LRN unterdrücken oder einschränken läßt,
wenn die Streuung des Detektionswerts Td1 möglich ist, zum
Anzeigen der Tatsache, daß die Zuverlässigkeit des
Detektionswerts Td1 niedrig ist.
Wird andererseits in dem Schritt S12 entschieden, daß die
vorgegebene Zeitperiode TW, während der der Detektionswert
Td1 fortlaufend den verzögerten Zustand und die Tatsache
anzeigt, daß der Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW größer
als Null ist (CTW < 0) (d. h., wenn die Entscheidung im
Schritt S12 zu einem Ergebnis der Verneinung "NEIN" führt),
so dekrementiert die Lernvorrichtung 206 in dem Schritt S13
den Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW. Hiernach geht die
Verarbeitung zu dem Schritt S16 über, in dem eine Entscheidung
dahingehend erfolgt, ob der Detektionswert Td1 gegenüber dem
unteren Grenzwert Tdmin verzögert ist oder nicht (d. h., ob
Td1 < Tdmin gilt oder nicht).
Zeigt der Detektionswert Td1 nicht den verzögerten Zustand an
und wird in dem Schritt S14 der
Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW zu der vorgegebenen
Zeitperiode TW rückgesetzt, so führt die Lernvorrichtung 260
Schritte S17, S18 vor dem Schritt S6 zum Halten des Lernwerts
aus.
In anderen Worten ausgedrückt, wird die vorangehend am
meisten verzögerte Ventileinstellung Td(i-1) als der untere
Grenzwert Tdmin in dem Schritt S17 festgelegt, und der obere
Grenzwert Tdmax wird zu "0" (Null) in dem Schritt S18
rückgesetzt, worauf die Verarbeitung zu dem Schritt S6
fortschreitet.
Wird in dem Schritt S16 entschieden, daß gilt Td1 < Tdmin,
d. h., dann, wenn die Entscheidung im Schritt S16 im Ergebnis
zu "JA" führt, so wird der Detektionswert Td zum Registrieren
als unterer Grenzwert Tdmin im Schritt S19 registriert,
worauf die Verarbeitung zu dem Schritt S20 fortschreitet.
Der in dem Schritt S19 aktualisierte untere Grenzwert Tdmin
wird für die arithmetische Bestimmung des
Reflektionsverhältnis KT in Übereinstimmung mit der Gleichung
(5) in dem Schritt S15 verwendet, nach dem Verstreichen der
vorgegebenen Zeitperiode TW.
Ferner geht die Verarbeitung dann, wenn in dem Schritt S16
entschieden wird, daß gilt Td1 ≧ Tdmin, d. h. dann, wenn die
Entscheidung im Schritt S16 zu dem Ergebnis "NEIN" führt, die
Verarbeitung zu dem Schritt S20 ohne Durchführen des Schritts
S19 über. In dem Schritt S20 erfolgt eine Entscheidung
dahingehend, ob der Detektionswert Td1 eine Verzögerung
anzeigt oder nicht, die gegenüber dem oberen Grenzwert Tdmax
klein ist (d. h., ob Td1 < Tdmax gilt), zum Darstellen der
Tatsache, daß die detektierte Einstellung im Vergleich zu dem
oberen Grenzwert Tdmax avanciert bzw. fortgeschritten ist.
Wird in dem Schritt S20 entschieden, daß gilt Td1 < Tdmax,
d. h. wenn die Entscheidung im Schritt S20 zu dem Ergebnis
"JA" führt, so wird der Detektionswert Td1 zum Registrieren
als oberer Grenzwert Tdmax in dem Schritt S21 aktualisiert,
worauf die Verarbeitung zu dem Schritt S6 übergeht.
Wird im Gegensatz hierzu in dem Schritt S20 entschieden, daß
gilt Td1 ≦ Tdmax, d. h., wenn die Entscheidung im Schritt S20
im Ergebnis zu "NEIN" führt, so geht die Verarbeitung
unmittelbar zu dem Schritt S6 über.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß aufgrund der
Tatsache, daß der obere Grenzwert Tdmax anfänglich zu "0"
(Null) in dem Schritt S18 rückgesetzt ist, die Verarbeitung
zunächst zu dem Schritt S21 ohne Fehler übergeht, in dem der
obere Grenzwert über die vorgegebene Zeitperiode TW
aktualisiert wird.
Der in dem Schritt S21 aktualisierte obere Grenzwert Tdmax
wird für den arithmetischen Betrieb verwendet, zum Festlegen
des Reflektionsverhältnis KT in Übereinstimmung mit der
Gleichung (5) in dem Schritt S15 nach dem Verstreichen der
vorgegebenen Zeitperiode TW.
Wie nun zu erkennen ist, wird das Reflektionsverhältnis KT zu
dem Maximalwert KT1 (z. B. "0,8") dann gesetzt, wenn die
Streuung des Detektionswerts Td1 praktisch Null ist,
wohingehend das Reflektionsverhältnis KT bei zunehmender
Streuung des Detektionswerts Td1 reduziert wird.
Demnach läßt sich dann, wenn die Streuung des Detektionswerts
Td1 spürbar in einem solchen Umfang variiert, daß sich eine
hohe Zuverlässigkeit nicht gewährleisten läßt, die Reflektion
des Detektionswerts Td1 in dem Lernwert LRN unterdrücken,
wodurch Detektionsfehler aufgrund der Veränderung der
Motordrehzahl ohne Fehler ausgeschlossen sind und sich zur
selben Zeit die am meisten verzögerte Ventileinstellung Td
unter Gewährleistung einer hohen Zuverlässigkeit festlegen
läßt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zwölften
Ausführungsform der Erfindung wird das maximale Verhältnis (=
Tdmin/Tdmax) als Parameter zum Anzeigen der Streuung des
Detektionswerts Td1 verwendet. Jedoch kann eine maximale
Differenz oder Abweichung (= Tdmax - Tdmin) des
Detektionswerts Td1 verwendet werden, um im wesentlichen
dieselbe Wirkung zu erzielen.
Übrigens können, unabhängig von der Tatsache, daß das
Reflektionsverhältnis KT variabel festgelegt wird, durch
Wiederaufnahme des arithmetischen Betriebs in Übereinstimmung
mit der Gleichung (5), Werte des Reflektionsverhältnis KT
gemäß denjenigen der Streuung vorab bestimmt werden, und die
Beziehungen hierzwischen können in entsprechender Form von
einer Abbildungsdatentabelle gespeichert werden, unter
Verwendung der Streuungswerte als Index.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zwölften
Ausführungsform der Erfindung wird das Reflektionsverhältnis
KT variabel in Übereinstimmung mit der Streuung des
Detektionswerts Td1 in der vorgebenen Zeitperiode TW
festgelegt. Jedoch läßt sich auch eine solche Anordnung
anwenden, bei der das Reflektionsverhältnis KT variabel
festgelegt wird, in Übereinstimmung mit der Zeitabweichung
oder -differenz zwischen dem Detektionswert Td1 und dem
Lernwert LRN (d. h., der vorangehend am meisten verzögerten
Ventileinstellung TD(i-1)) in der festgelegten Zeitperiode
TW.
Die Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des
Lernbetriebs gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, gemäß der das Reflektionsverhältnis
KT variabel in Übereinstimmung mit der oben erwähnten
Differenz oder Abweichung der Einstellung (im folgenden als
Einstellungsabweichung bezeichnet) festgelegt wird.
Wie anhand der Fig. 14 zu erkennen ist, unterscheidet sich
die vorliegende Ausführungsform von der zuvor unter Bezug auf
die Fig. 13 beschriebenen zwölften Ausführungsform lediglich
im Hinblick auf die Tatsache, daß der Schritt S15 durch einen
Schritt S25 ersetzt ist und daß die Schritte S18, S20 und S21
weggelassen sind. Übrigens kann der in Fig. 14 gezeigte
Schritt S41 durch den in Fig. 9 gezeigten Schritt S4 ersetzt
werden.
Gemäß den technischen Lehren der Erfindung, wie sie in der
vorliegenden Ausführungsform ausgeprägt sind, ist die
Lernvorrichtung 206 so entworfen oder programmiert, daß sie
variabel das Reflexionsverhältnis KT festlegt, in
Übereinstimmung mit der Zeitabweichung oder -differenz
zwischen der tatsächlichen Ventileinstellung Ta und dem
Lernwert LRN in der vorgegebenen Zeitperiode TW, derart, daß
das Reflektionsverhältnis KT einen kleineren Wert bei sich
erhöhender Größe der Zeitabweichung annimmt.
Bei der folgenden Beschreibung wird beispielhaft davon
ausgegangen, daß ein Einstellverhältnis (= Tdmin/Td(i-1)) des
unteren Grenzwerts Tdmin des Detektionswerts Td1 zu der
vorangehend am meisten verzögerten Ventileinstellung Td(i-1)
als Parameter zum Anzeigen der Einstellabweichung eingesetzt
wird.
Zunächst geht dann, wenn in dem in Fig. 14 gezeigten Schritt
S12 entschieden wird, daß der
Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW gleich Null ist (d. h.,
wenn die Entscheidung in dem Schritt S12 im Ergebnis zu "JA"
führt), die Verarbeitung durch die Lernvorrichtung 206 zu dem
Schritt S25 vor dem Aktualisierungsschritt für den Lernwert
S51 über, um hierdurch variabel das Reflektionsverhältnis KT
festzulegen, und zwar auf der Grundlage des Maximalwerts KT1
des Reflektionsverhältnis KT und des Einstellverhältnis
(Tdmin/Td(i-1)) in Übereinstimmung mit der folgenden
Gleichung (6):
KT = KT1 × (Tdmin/Td(i-1)) (6)
Hierdurch wird das Reflektionsverhältnis Kt auf einen
kleineren Wert bei Zunahme der Einstellabweichung (des
Einstellverhältnis) in der vorgegebenen Zeitperiode oder dem
vorgegebenen Zeitintervall TW festgelegt, wodurch die
Reflektion des Detektionswerts Td1 in dem Lernwert LRN dann
unterdrückt wird, wenn die Einstellabweichung groß ist, zum
Anzeigen der Tatsache, daß die Zuverlässigkeit ziemlich
niedrig ist.
Andererseits führt dann, wenn in dem Schritt S12 entschieden
wird, daß der Aktualisierungswartezeitgeberwert CTW größer
als Null ist (CTW < 0) (d. h., dann, wenn die Entscheidung im
Schritt S12 zu dem Ergebnis "NEIN" führt), die
Lernvorrichtung 206 die Verarbeitungsschritte der zuvor
erwähnten Schritte S13, S16 und S19 durch, worauf der Schritt
S6 zum Halten des Lernwerts durchgeführt wird.
Ferner führt dann, wenn in dem Schritt S41 entschieden wird,
daß Td1 ≧ Td(i-1) - TH gilt (d. h. dann, wenn die Entscheidung
im Schritt S41 im Ergebnis zu einer Verneinung "NEIN" führt),
die Lernvorrichtung 206 die oben beschriebenen
Verarbeitungsschritte S14 und S17 durch, worauf die
Verarbeitung zu dem Schritt S6 zum Halten des Lernwerts
übergeht.
Wie nun zu erkennen ist, wird das Reflektionsverhältnis KT zu
einem Maximalwert KT1 (z. B. "0,8") gesetzt, wenn die
Einstellabweichung (das Einstellverhältnis) praktisch Null
ist, wohingehend es bei zunehmender Einstellabweichung
verringert wird.
Demnach wird dann, wenn die Einstellabweichung groß ist, was
eine geringe Zuverlässigkeit anzeigt, die Reflektion des
Detektionswerts Td1 in dem Lernwert LRN zum Eliminieren des
Detektionsfehlers aufgrund der Veränderung der Motordrehzahl
unterdrückt, wodurch sich die am meisten verzögerte
Venteileinstellung Td mit hoher Zuverlässigkeit festlegen
läßt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der vierzehnten
Ausführungsform der Erfindung wird das Einstellverhältnis (=
Tdmin/Td(i-1)) als Parameter zum Anzeigen der
Einstellabweichung verwendet. Jedoch wird bei dem
Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer fünfzehnten
Ausführungsform der Erfindung die Zeitdifferenz (Td(i-1) -
Tdmin) zwischen dem unteren Grenzwert Tdmin für die
Detektionswerte Td1 und der vorangehend am meisten
verzögerten Ventileinstellung Td(i-1) (oder die Abweichung
der erstgenannten von der letztgenannten) als Parameter zum
Anzeigen der Einstellabweichung eingesetzt. Mit einer solchen
Anordnung läßt sich im wesentlichen dieselbe vorteilhafte
Wirkung wie diejenige bei der vierzehnten Ausführungsform
erzielen.
In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, daß obgleich das
Reflektionsverhältnis KT variabel durch Ausweichen auf den
Arithmetikbetrieb in Übereinstimmung mit der Gleichung (6)
festgelegt ist, die Reflektionsverhältnisse KT gemäß den
einzelnen Werten des Einstellverhältnisses vorab bestimmt und
in einem Speicher in der Form einer Abbildungsdatentabelle
unter Verwendung des Einstellverhältnisses als Index
gespeichert werden können.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der vierzehnten
Ausführungsform der Erfindung wird das Reflektionsverhältnis
KT variabel in Übereinstimmung mit der Größe der
Einstellabweichung festgelegt. Gemäß einer sechzehnten
Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, das
Reflektionsverhältnis KT variabel in Übereinstimmung mit
einer Veränderung der Einzelabweichung so festzulegen, daß
das Reflektionsverhältnis KT einen kleineren Wert annehmen
kann, wenn eine Veränderung der Einstellabweichung spürbar
wird.
Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
anhand der detaillierten Beschreibung ersichtlich, und es
wird demnach beabsichtigt, mit den angefügten
Patentansprüchen alle derartigen Merkmale und Vorteile des
Systems abzudecken, die von dem wahren Sinngehalt und dem
Schutzbereich der Erfindung umfaßt sind. Da ferner zahlreiche
Modifikationen und Kombinationen sich für die mit dem Stand
der Technik Vertrauten einfach ergeben, wird nicht
beabsichtigt, die Erfindung auf den exakten Aufbau und
Betrieb einzuschränken, wie er dargestellt und beschrieben
ist. Demnach ist ein Ausweichen auf sämtliche Modifikationen
und Äquivalente möglich, die von dem Sinngehalt und dem
Schutzbereich der Erfindung umfaßt sind.
Claims (18)
1. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor,
enthaltend:
ein Einlaßventil (17) und ein Auslaßventil (18), getrieben synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors zum Öffnen/Schließen jeweils einer Einlaßpassage (15) und einer Auslaßpassage (16), die mit einer Verbrennungskammer (8) des Verbrennungsmotors kommunizieren;
eine Detektionsvorrichtung für den Motorbetriebszustand (201) zum Detektieren der Betriebszustände (D) des Verbrennungsmotors;
eine Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (202) zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Ventileinstellung (To) für mindestens das Einlaßventil (17) und das Auslaßventil (18) in Übereinstimmung mit dem detektierten Motorbetriebszustand (D);
einen variablen Ventileinstellmechanismus (40) zum Ändern der Öffnungs/Schließeinstellung mindestens des Einlaßventils (17) oder des Auslaßventils (18);
eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (203) zum Detektieren einer tatsächlichen Ventilöffnung/Schließeinstellung (Ta) mindestens des Einlaßventils (17) oder des Auslaßventils (18);
eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (204) zum Erzeugen einer Steuergröße (i) für den variablen Ventileinstellmechanismus (40) derart, daß eine Einstellabweichung der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) gegenüber der gewünschten Ventileinstellung (To) zu Null wird; und
eine Lernvorrichtung (206) zum Lernen der am meisten verzögerten Ventileinstellung der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) als Lernwert (LRN), derart, daß
die Lernvorrichtung (206) so ausgebildet ist, daß sie einen Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) in dem Lernwert (LRN) dann reflektiert, wenn die tatsächliche Ventileinstellung (Ta) mit einer relativ zu dem Lernwert (LRN, Td(i-1)) verzögerten Zeitzählung bzw. Zeitaufnahme im Verlauf des Betriebs des Verbrennungsmotors (1) detektiert ist, und
die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (204) so ausgebildet ist, daß sie arithmetisch die Steuergröße in Übereinstimmung mit dem Lernwert (LRN) als maximal verzögerter Referenz bestimmt.
ein Einlaßventil (17) und ein Auslaßventil (18), getrieben synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors zum Öffnen/Schließen jeweils einer Einlaßpassage (15) und einer Auslaßpassage (16), die mit einer Verbrennungskammer (8) des Verbrennungsmotors kommunizieren;
eine Detektionsvorrichtung für den Motorbetriebszustand (201) zum Detektieren der Betriebszustände (D) des Verbrennungsmotors;
eine Berechnungsvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (202) zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Ventileinstellung (To) für mindestens das Einlaßventil (17) und das Auslaßventil (18) in Übereinstimmung mit dem detektierten Motorbetriebszustand (D);
einen variablen Ventileinstellmechanismus (40) zum Ändern der Öffnungs/Schließeinstellung mindestens des Einlaßventils (17) oder des Auslaßventils (18);
eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (203) zum Detektieren einer tatsächlichen Ventilöffnung/Schließeinstellung (Ta) mindestens des Einlaßventils (17) oder des Auslaßventils (18);
eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (204) zum Erzeugen einer Steuergröße (i) für den variablen Ventileinstellmechanismus (40) derart, daß eine Einstellabweichung der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) gegenüber der gewünschten Ventileinstellung (To) zu Null wird; und
eine Lernvorrichtung (206) zum Lernen der am meisten verzögerten Ventileinstellung der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) als Lernwert (LRN), derart, daß
die Lernvorrichtung (206) so ausgebildet ist, daß sie einen Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) in dem Lernwert (LRN) dann reflektiert, wenn die tatsächliche Ventileinstellung (Ta) mit einer relativ zu dem Lernwert (LRN, Td(i-1)) verzögerten Zeitzählung bzw. Zeitaufnahme im Verlauf des Betriebs des Verbrennungsmotors (1) detektiert ist, und
die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (204) so ausgebildet ist, daß sie arithmetisch die Steuergröße in Übereinstimmung mit dem Lernwert (LRN) als maximal verzögerter Referenz bestimmt.
2. Ventileinstellungs-Steuersystem für einen
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lernvorrichtung (206) so
entworfen ist, daß sie den Detektionswert (Td1) der
tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) in dem Lernwert
(LRN) dann reflektiert, wenn der Detektionswert (Td1)
der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) eine
Verzögerung anzeigt, die den Lernwert (LRN, Td(i-1))
gemäß einem vorgegebenen Wert (TH) übersteigt.
3. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie den
vorgegebenen Wert (TH) äquivalent zu einem Kurbelwinkel
von ca. 2° festlegt.
4. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie einen
Detektionswert (Td1) der tatsächlichen Ventileinstellung
(Ta) modifiziert, indem sie den Detektionswert mit einem
vorgegebenen Reflektionsverhältnis (KT) multipliziert,
um hierdurch den modifizierten Detektionswert in dem
Lernwert (LRN) zu reflektieren.
5. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie das
Reflektionsverhältnis (KT) in Übereinstimmung mit einer
Drehzahl (U/min) (NE) des Motors (1) so variabel
festlegt, daß das Reflektionsverhältnis (KT) einen
Maximalwert dann annimmt, wenn die Motordrehzahl (NE) in
einem Zwischengeschwindigkeitsbereich (RN) des Motors
(1) liegt.
6. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischengeschwindigkeitsbereich (RN) der Motordrehzahl
(NE) in einem Bereich von 1500 bis 3000 U/min festgelegt
ist.
7. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflexionsverhältnis (KT) in Übereinstimmung mit
einer Aktualisierungsfrequenz (CLTD) festlegt, die eine
Wiederholungszahl anzeigt, gemäß der der Lernwert (LRN)
aktualisiert wurde, so daß das Reflektionsverhältnis
(KT) einen kleineren Wert bei sich erhöhender
Aktualisierungsfrequenz (CLTD) annimmt.
8. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie das
Reflektionsverhältnis (KT) zu einem konstanten Wert
größer als Null dann festlegt, wenn die
Aktualisierungsfrequenz (CLTD) des Lernwerts (LRN)
größer als ein vorgegebener Wert einschließlich
desselben wird.
9. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie die
Aktualisierungsfrequenz (CLTD) dann rücksetzt, wenn der
Lernwert (LRN) nicht aktualisiert verbleibt, um
hierdurch eine Wiederholungszahl für das sukzessive
Aktualisieren der Lernwerts (LRN) als
Aktualisierungsfrequenz (CLTD) durch Zählen der
Wiederholungen festzulegen.
10. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß dann, wenn
ein Zustand, gemäß dem der Detektionswert der
tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) eine Verzögerung
größer als diejenige anzeigt, die durch den Lernwert
(LRN) angezeigt ist, während einer vorgegebenen
Zeitperiode (TW) fortlaufend vorgelegen hat, der
Detektionswert der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta)
in dem Lernwert (LRN) reflektiert ist.
11. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
vorgegebene Zeitperiode (TW) zu einer Zeitperiode
äquivalent zu ca. 100 msek. im Hinblick auf einen
Kurbelwinkel festgelegt ist.
12. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß dann, wenn
der Detektionswert (Td1) der tatsächlichen
Ventileinstellung (Ta) eine Verzögerung anzeigt, die den
Lernwert (LRN) gemäß einem vorgegebenen Wert (TH)
übersteigt, der Detektionswert (Td1) der tatsächlichen
Ventileinstellung (Ta) in dem Lernwert (LRN) sein kann.
13. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie einen
Detektionswert (Td1) der tatsächlichen Ventileinstellung
(Ta) modifiziert, indem sie den Detektionswert mit einem
vorgegebenen Reflektionsverhältnis (KT) multipliziert,
um hierdurch den modifizierten Detektionswert in dem
Lernwert (LRN) zu reflektieren.
14. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflektionsverhältnis (KT) festlegt, in Abhängigkeit
von einer Aktualisierungsfrequenz (CLTD) zum Anzeigen
einer Wiederholungszahl, gemäß der der Lernwert
aktualisiert wurde, so daß das Reflektionsverhältnis
(KT) bei sich erhöhender Aktualisierungsfrequenz (CLTD)
einen kleineren Wert annimmt.
15. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflektionsverhältnis (KT) festlegt, in
Übereinstimmung mit einer Streuung des Detektionswerts
(Td1) der tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) in der
vorgegebenen Zeitperiode (TW), derart, daß das
Reflektionsverhältnis (KT) bei zunehmender Streuung
einen kleineren Wert annimmt.
16. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflektionsverhältnis (KT) festlegt, in
Übereinstimmung mit einer Einstelldifferenz zwischen der
tatsächlichen Ventileinstellung (Ta) und dem Lernwert
(LRN, TD(i-1)) in der vorgegebenen Zeitperiode (TW).
17. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflektionsverhältnis (KT) festlegt, in
Übereinstimmung mit einer Veränderung der
Einstelldifferenz in der vorgegebenen Zeitperiode (TW)
derart, daß das Reflektionsverhältnis (KT) bei einer
Erhöhung der Veränderung der Einstelldifferenz einen
kleineren Wert annimmt.
18. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lernvorrichtung (206) so entworfen ist, daß sie variabel
das Reflektionsverhältnis (KT) festlegt, in
Übereinstimmung mit einer Größe der Einstelldifferenz in
der vorgegebenen Zeitperiode (TW) derart, daß das
Reflektionsverhältnis (KT) bei einer Erhöhung des Werts
der Einstelldifferenz einen kleineren Wert annimmt.
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