DE10064252A1

DE10064252A1 - Ventileinstellungs-Steuersystem für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10064252A1
Application number: DE10064252A
Authority: DE
Inventors: Yosuke Tachibana; Junichi Suzuki; Tomoya Furukawa; Shun Masuda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2001-09-06
Also published as: US20010004883A1; JP2001182567A; US6336432B2

Abstract

Es wird ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor geschaffen, das die Referenzposition der Nockenphase durch Lernen geeignet einstellen kann und gleichzeitig einen Lernwert der Referenzposition sofort einrichten kann, wenn der Lernwert verlorengeht, wodurch die Nockenphase für eine geeignete Steuerung der Ventileinstellung des Motors geeignet geändert werden kann. Ein Nockenphasenänderungsmechanismus ändert die Nockenphase. Ein Referenzwert, der eine Referenzposition der Nockenphase anzeigt, wird mit einer vorgegebenen Lerngeschwindigkeit auf der Grundlage der Nockenphase erlernt, die erfaßt wird, wenn der Nockenphasenänderungsmechanismus sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet, wobei der gelernte Referenzwert (Lernwert) in einem RAM gespeichert wird. Wenn der Verlust des Lernwerts aus dem RAM erfaßt wird, wird eine Lerngeschwindigkeit, mit der der Referenzwert gelernt wird, korrigiert, so daß die Lerngeschwindigkeit gegenüber der vorgegebenen Lerngeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitperiode erhöht ist.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere auf ein Ventileinstellungs- Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, das die Ventileinstellung des Motors steuert durch Verändern einer Nockenphase, während es einen Referenzwert lernt, der eine Referenzposition der Nockenphase anzeigt.

Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlicherweise wurde ein Ventileinstellungs-Steuersystem dieser Art für einen Verbrennungsmotor (im folgenden einfach als "der Motor" bezeich net) z. B. vorgeschlagen in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 6-299876. Dieses Ventileinstellungs-Steuersystem enthält einen Nockenphasenänderungsmechanismus, der die Ventileinstellung ändern kann durch Vorrücken oder Verzögern des Winkels einer Phase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle (Nockenphase), einen Kurbelwin kelsensor zum Erfassen eines Kurbelwinkels, einen Nockensensor zum Erfassen eines Nockenwinkels, und eine ECU zum Steuern des Nockenpha senänderungsmechanismus auf der Grundlage der Ausgangssignale dieser Sensoren. Dieses Ventileinstellungs-Steuersystem berechnet eine Nocken phase anhand der Werte des Kurbelwinkels und des Nockenwinkels, die während des Leerlaufs erfaßt werden, wenn der Nockenphasenänderungs mechanismus nicht in Betrieb ist, und wenn die Nockenphase am stärksten verzögert ist, berechnet eine Nockenphase anhand der Werte des Kurbel winkels und des Nockenwinkels, die erfaßt werden, wenn der Nockenpha senänderungsmechanismus in Betrieb ist, und berechnet eine Ist-Nocken phase als Differenz zwischen diesen Nockenphasen. Anschließend wird aus einer Differenz zwischen einer Soll-Nockenphase, die auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen mit Bezug auf eine vorgegebene Tabelle ermittelt worden ist, und der Ist-Nockenphase ein Regelungswert zum Steuern des Nockenphasenänderungsmechanismus ermittelt, wobei ein Ansteuersignal auf der Grundlage des Regelungswerts dem Nockenphasenänderungsme chanismus zugeführt wird, um diesen zu steuern.

Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß dem herkömmlichen Ventil einstellungs-Steuersystem die Ist-Nockenphase aus einer Differenz zwischen einer Nockenphase, die erfaßt wird, wenn der Nockenphasenänderungsme chanismus nicht in Betrieb ist und die Nockenphase am stärksten verzögert ist, und einer Nockenphase, die erfaßt wird, wenn der Mechanismus in Betrieb ist, ermittelt. Genauer, der Nockenwinkel, der erfaßt wird, wenn die Nockenphase am stärksten verzögert ist, ist nur als eine Referenzposition (Nullpunkt) der Nockenphase definiert. Wenn somit Werte des Kurbelwinkels und des Nockenwinkels vom Kurbelwinkelsensor und vom Nockenwinkel sensor erfaßt werden und Fehler enthalten, oder wenn die Drehung des Motors instabil ist, wird der Nullpunkt verändert, so daß kein richtiger Null punkt erhalten werden kann. Dies verhindert eine geeignete Steuerung des Nockenphasenänderungsmechanismus. Selbstverständlich ist es möglich, einen richtigen Nullpunkt zu erhalten durch Lernen des Nullpunkts, während Fehler bei der Erfassung durch die Sensoren und Änderungen des Betriebs zustands des Motors berücksichtigt werden. Wenn jedoch der Lernwert (gelernte Wert) des Nullpunkts, der im RAM gespeichert ist, z. B. aufgrund eines Austauschs einer Batterie und eines vorübergehenden Abschaltens der Stromversorgung zur ECU verloren geht, erfordert es eine gewisse Zeitspan ne, um den Nullpunkt erneut zu lernen. Dies macht es unmöglich, den Nockenphasenänderungsmechanismus unter Verwendung eines richtigen Lernwerts des Nullpunkts zu steuern, was zu einer beeinträchtigten Kraft stoffwirtschaftlichkeit und zu beeinträchtigten Emissionseigenschaften führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, das die Referenzposition der Noc kenphase durch Lernen geeignet setzen kann, und gleichzeitig einen Lern wert der Referenzposition sofort einrichten kann, wenn der Lernwert verlo rengeht, um somit die Nockenphase für eine geeignete Steuerung der Ventileinstellung des Motors genau zu verändern.

Um die obige Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle, einen Einlaßnocken und einen Auslaßnocken aufweist, wobei das Ventileinstellungs-Steuersystem die Ventileinstellung des Motors steuert durch Ändern einer Nockenphase wenigstens des Einlaßnockens und/oder des Auslaßnockens relativ zur Kurbelwelle.

Das Ventileinstellungs-Steuersystem gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
einen Nockenphasenänderungsmechanismus zum Ändern der Nockenphase;
eine Nockenphasenerfassungseinrichtung zum Erfassen der Noc kenphase;
eine Referenzpositions-Lerneinrichtung zum Lernen eines Referenz werts, der eine Referenzposition der Nockenphase bei einer vorgegebenen Lerngeschwindigkeit auf der Grundlage der von der Nockenphasenerfas sungseinrichtung erfaßten Nockenphase anzeigt, wenn der Nockenphasen änderungsmechanismus sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet;
eine Speichereinrichtung zum Speichern des von der Referenzposi tionslerneinrichtung gelernten Referenzwertes;
eine Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung, die erfaßt, ob der Referenzwert aus der Speichereinrichtung verloren gegangen ist; und
eine Lerngeschwindigkeitskorrektureinrichtung zum Korrigieren einer Lerngeschwindigkeit, mit der die Referenzpositionslerneinrichtung den Referenzwert lernt, so daß die Lerngeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber der vorgegebenen Lerngeschwindigkeit erhöht wird, wenn die Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung den Verlust des Referenzwerts aus der Speichereinrichtung erfaßt.

Gemäß diesem Ventileinstellungs-Steuersystem, das normalerweise auf der von der Nockenphasenerfassungseinrichtung erfaßten Nockenphase beruht, wenn der Nockenphasenänderungsmechanismus sich in einem vorgegebe nen Betriebszustand befindet, lernt die Referenzpositionslerneinrichtung den Referenzwert, der die Referenzposition der Nockenphase anzeigt, mit der vorgegebenen Lerngeschwindigkeit. Dieses Lernen ermöglicht, den Refe renzwert, der die Referenzposition der Nockenphase anzeigt, geeignet zu setzen. Wenn ferner die Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung den Verlust des Referenzwertes aus der Speichereinrichtung erfaßt, korrigiert die Lerngeschwindigkeitskorrektureinrichtung die Lerngeschwindigkeit, mit der der Referenzwert gelernt wird, so daß die Lerngeschwindigkeit gegenüber der vorgegebenen Lerngeschwindigkeit für die vorgegebene Zeitperiode erhöht ist. Dies ermöglicht, den Referenzwert (Lernwert) sofort einzurichten, wenn der gelernte Referenzwert aus der Speichereinrichtung verlorengegan gen ist. Folglich ist es möglich, die Nockenphase geeignet zu verändern, um somit die Ventileinstellung des Verbrennungsmotors geeignet zu steuern.

Die Speichereinrichtung umfaßt vorzugsweise einen ersten RAM, wobei die Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung ein Zähler ist, der mittels eines zweiten RAM implementiert ist, der separat vom ersten RAM vorgesehen ist und batteriegestützt ist, wobei der Zähler den Verlust des Referenzwerts aus dem ersten RAM erfaßt aufgrund einer Unterbrechung der Stromzufuhr zum ersten RAM, indem er auf einen vorgegebenen Wert zurückgesetzt wird, wenn die Unterbrechung der Stromzufuhr im ersten RAM auftritt.

Der vorgegebene Betriebszustand des Nockenphasenänderungsmechanis mus ist vorzugsweise ein Zustand, in welchem der Nockenphasenände rungsmechanismus nicht in Betrieb ist und die Nockenphase am stärksten verzögert ist.

Das Ventileinstellungs-Steuersystem enthält vorzugsweise eine Betriebsbe dingungsermittlungseinrichtung, die ermittelt, ob sich der Motor in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet, der zum Lernen des Referenzwerts geeignet ist, und eine Referenzwertlernerlaubniseinrichtung zum Erlauben des Lernens des Referenzwertes, wenn die Betriebsbedingungsermittlungs einrichtung feststellt, daß sich der Motor im vorgegebenen Betriebszustand befindet.

Genauer, der vorgegebene Betriebszustand des Motors ist ein Zustand, in welchem eine vorgegebene Zeitspanne nach einem Anlassen des Motors verstrichen ist, der Einlaßnocken sich in einem am stärksten verzögerten Zustand befindet, eine Drehzahl des Motors größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und eine Schwankung der Drehzahl des Motors kleiner ist als ein vorgegebener Pegel.

Die Lerngeschwindigkeitskorrektureinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Abwärtszähler-Zeitgeber, der auf eine vorgegebene Zeitperiode gesetzt wird, wenn die Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung den Verlust des Referenzwerts aus der Speichereinrichtung erfaßt, und eine Koeffizienten setzeinrichtung zum Setzen eines Mittelungskoeffizienten, der auf eine Mittelwertberechnungsgleichung angewendet wird, die für das Lernen des Referenzwerts verwendet wird, auf einen Wert, der einer größeren Lernge schwindigkeit entspricht als die vorgegebene Lerngeschwindigkeit, bevor der Abwärtszähler-Zeitgeber bis auf 0 herunterzählt.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch die Anordnung eines Verbren nungsmotors zeigt, der ein Ventileinstellungs-Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält;

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das einen Nullpunkt-Lernprozeß zeigt, der vom Ventileinstellungs-Steuersystem ausgeführt wird, um einen Nullpunkt einer Nockenphase zu lernen;

Fig. 3 ist eine Fortsetzung des Flußdiagramms der Fig. 2; und

Fig. 4 ist eine Fortsetzung des Flußdiagramms der Fig. 3.

GENAUE BESCHREIBUNG

Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen, die eine Ausführungsform desselben zeigen, genauer beschrieben. In Fig. 1 ist schematisch die Anordnung eines Verbrennungsmotors gezeigt, der ein Ventileinstellungs-Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfin dung enthält. Wie in der Figur gezeigt ist, enthält das Ventileinstellungs- Steuersystem 1 eine ECU 2 (Referenzpositionslerneinrichtung, Speicherein richtung, Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung und Lerngeschwindig keitskorrektureinrichtung), die das Lernen des Nullpunkts einer Nockenphase CAIN in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eines Verbrennungs motors 3 (im folgenden einfach als "der Motor" bezeichnet) ausführt.

Der Motor 3 ist ein Viertakt-DOHC-Benzinmotor (mit zwei obenliegenden Nockenwellen), der eine Einlaßnockenwelle 5 zum Antreiben der Einlaßven tile 4 (von denen nur eines gezeigt ist) und eine Auslaßnockenwelle 7 zum Antreiben der Auslaßventile 6 (von denen nur eines gezeigt ist) enthält. Die Einlaßnockenwelle 5 besitzt Einlaßnocken 5a (von denen nur einer gezeigt ist), die darauf angeordnet sind und durch Drehen der Einlaßnockenwelle 5 während des Betriebs des Motors 3 gedreht werden, um die entsprechenden Einlaßventile 4 zu öffnen und zu schließen. Die Auslaßnockenwelle 7 besitzt Auslaßnocken 7a (von denen nur einer gezeigt ist), die darauf angeordnet sind und die durch Drehen der Auslaßnockenwelle 7 während des Betriebs des Motors 3 gedreht werden, um die entsprechenden Auslaßventile 6 zu öffnen und zu schließen. Die Einlaß- und Auslaßnockenwellen 5, 7 sind mittels eines nicht gezeigten Steuerriemens mit einer Kurbelwelle 8 verbun den und werden gedreht, wenn sich die Kurbelwelle 8 dreht. Nockenphasen änderungsmechanismen 9 (im folgenden bezeichnet mit "der VTCs") sind an entsprechenden Enden der Einlaßnockenwelle 5 und der Auslaßnockenwelle 7 angeordnet, um die Nockenphase jedes Einlaßnockens 5a und die Noc kenphase jedes Auslaßnockens 7a relativ zur Kurbelwelle 8 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors zu verändern. Es ist zu beachten, daß die für die Einlaßnockenwelle 5 und die Auslaßnockenwelle 7 angeord neten VTCs 9 die gleiche Konstruktion aufweisen, weshalb die folgende Beschreibung hauptsächlich die Einlaßnockenwelle 5 und die ihr zugeord neten Elemente und Vorrichtungen beschreibt.

Der VTC 9 wird mittels Öldruck angetrieben, um den Phasenwinkel (im folgenden bezeichnet als "die Nockenphase CAIN") der Einlaßnockenwelle 5, d. h. des Einlaßnockens 5a, relativ zur Kurbelwelle 8 vorzurücken oder zu verzögern, wodurch die Öffnungs/Schließ-Zeitpunkte der Einlaßventile 4 vorgerückt oder verzögert werden. Der VTC 9 ist mit einem Magnetsteuer ventil 11 verbunden, das auf ein Ansteuersignal DOUT anspricht, daß mittels eines Tastverhältnissignals von der ECU 2 gebildet wird, um hierdurch angetrieben zu werden und den Öldruck von einer nicht gezeigten Hydraulik pumpe des Schmiersystems des Motors 3 dem VTC 9 entsprechend dem Tastverhältnis DOUT des Ansteuersignals zuzuführen. Somit wird der VTC 9 von der ECU 2 über das Magnetsteuerventil 11 gesteuert, um die Nocken phase CAIN vorzurücken oder zu verzögern.

Die Nockenwinkelsensoren 12 sind an den anderen Enden der Einlaßnoc kenwelle 5 und der Auslaßnockenwelle 7 gegenüberliegend denjenigen Enden, an denen der VTC 9 angeordnet ist, angeordnet. Jeder Nockenwin kelsensor 12 umfaßt z. B. einen Magnetrotor und einen MRE-Aufnehmer (magnetisches Widerstandselement), und liefert ein Nockensignal, das ein Impulssignal ist, an die ECU 2. Das Nockensignal zeigt einen Drehwinkel des Einlaßnockens 5a an, wobei immer dann ein Impuls desselben geliefert wird, wenn sich die Einlaßnockenwelle 5 um einen vorgegebenen Winkel (z. B. 2° dreht).

Der Motor 3 enthält einen Kurbelwinkelpositionssensor 13 zum Erfassen des Drehwinkels der Kurbelwelle 8, d. h. des Kurbelwinkels. Der Kurbelwinkelpo sitionssensor 13 ist z. B. ähnlich dem obenerwähnten Nockenwinkelsensor 12 konstruiert und liefert das CRK-Signal, das ein Impulssignal ist, immer dann an die ECU 2, wenn sich die Kurbelwelle 8 um einen vorgegebenen Winkel (z. B. 1°) dreht. Die ECU 2 ermittelt eine Motordrehzahl NE des Motors 3 auf der Grundlage des CRK-Signals. Ferner ermittelt die ECU 2 die Nockenphase CAIN des Einlaßnockens 5a relativ zur Kurbelwelle 8 auf der Grundlage des CRK-Signals und des Nockensignals.

Die ECU 2 wird gebildet von einem Mikrocomputer, der eine E/A-Schnittstelle 2a, eine CPU 2b, einen RAM 2c (Speichereinrichtung), einen ROM 2d und einen Zähler 2e (Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung) enthält. Die Signale vom Nockenwinkelsensor 12 und vom Kurbelwinkelsensor 13 werden jeweils nach einer A/D-Umsetzung und einer Signalumformung mittels der E/A-Schnittstelle 2a in die CPU 2b eingegeben.

Die CPU 2b ermittelt eine Betriebsbedingung des Motors 3 auf der Grundla ge der Signale von den Sensoren 12, 13 und dergleichen, und führt einen Nullpunktlernprozeß aus, der im folgenden beschrieben wird, um einen Nullpunkt der Nockenphase CAIN auf der Grundlage der im RAM 2c gespei cherten Daten und eines im voraus im ROM 2d gespeicherten Steuerpro gramms und Daten zu lernen. Der Nullpunktlernprozeß berechnet einen Wert (im folgenden bezeichnet als "der Nullpunktwert CAINZP"), der eine Refe renzposition (im folgenden bezeichnet als "der Nullpunkt") der Nockenphase CAIN angibt, wobei der VTC mit Bezug auf diesen den Einlaßnocken 5a ansteuert. Der so berechnete Nullpunktwert CAINCP wird anschließend aktualisiert und im RAM 2c gespeichert.

Ferner erfaßt der Zähler 2e, ob eine Batterielöschung aufgetreten ist, d. h., ob der Nullpunktwert CAINZP, der im RAM 2c gespeichert ist, z. B. aufgrund eines Batterieaustauschs oder einer vorübergehenden Unterbrechung der Stromversorgung der ECU 2 verlorengegangen ist. Der Zähler 2e wird gebildet von einem weiteren RAM oder dergleichen, der separat vom RAM 2c vorgesehen ist, und bewahrt seinen Zählerstand durch seine Stützbatterie nicht nur dann, wenn der Motor 3 gestoppt wird, sondern auch nach dem Auftreten einer Batterielöschung. Genauer, immer wenn von verschiedenen Prozessen, die von der ECU 2 ausgeführt werden, auf die im RAM 2c gespeicherten Daten zugegriffen wird, wird der Zählerstand des Zählers 2e um eins inkrementiert, wobei dann, wenn ein Batterieaustausch durchgeführt wird oder wenn die Stromversorgung der ECU 2 unterbrochen wird, der Zähler 2e auf 0 zurückgesetzt wird. Wenn ferner der Motor 3 angelassen wird, d. h. wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, wird dann, wenn festgestellt wird, daß der Zählerstand des Zählers 2e ungleich 0 ist, d. h. es hat keine Batterielöschung stattgefunden, der Zähler 2e ebenfalls auf 0 zurückgesetzt. Wenn somit der Zündschalter eingeschaltet wird oder wenn der Motor 3 in Betrieb ist, wird dann, wenn festgestellt wird, daß der Zähler stand des Zählers 2e gleich 0 ist, festgestellt, daß eine Batterielöschung stattgefunden hat, d. h. der im RAM 2c gespeicherte Nullpunktwert CAINZP ist verlorengegangen.

Im folgenden wird der Nullpunktlernprozeß zum Lernen des Nullpunkts der Nockenphase CAIN mit Bezug auf ein in den Fig. 2 bis 4 gezeigtes Flußdia gramm beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind Variablen, deren Werte im voraus im ROM 2d gespeichert worden sind und fest sind, durch entsprechende Symbole angegeben, die jeweils ein Zeichen # an ihrem Beginn aufweisen zur Unterscheidung von denjenigen Werten, die aktuali siert werden.

Dieser Nullpunktlernprozeß wird immer dann ausgeführt, wenn eine vorge gebene Zeitperiode (z. B. 10 ms), die von einem Zeitgeber gesetzt wird, verstrichen ist. Zuerst wird im Schritt S1 ermittelt, ob ein Batterieaustausch stattgefunden hat. Wenn festgestellt wird, daß ein Batterieaustausch statt gefunden hat, d. h. wenn der Nullpunktwert CAINZP aus dem RAM 2c verlorengegangen ist (ja im Schritt 1), wird im Schritt S2 ein Nullpunktbe rechnungsausführungszeitgeber TCAREF0 als ein Abwärtszähler-Zeitgeber auf eine vorgegebene Nullpunktberechnungsausführungszeit #TMCAREF0 (z. B. 4 Sekunden) gesetzt, die im voraus als Einstellung im ROM 2d gespei chert worden ist, wobei im Schritt S3 der Nullpunktwert CAINZP auf einen vorgegebenen Anfangsnullpunktwert #CAINZP0 (z. B. 0 oder ein Wert nahe 0) gesetzt wird. Wenn andererseits festgestellt wird, daß keine Batterie löschung stattgefunden hat (nein im Schritt S1), werden der Nullpunktbe rechnungsausführungszeitgeber TCRAEF0 und der Nullpunktwert CAINZP auf den jeweiligen Werten gehalten, die bereits in den vorangehenden Durchläufen gesetzt worden sind.

Anschließend wird im Schritt S4 ermittelt, ob ein Fehlersignal für eine vorgegebene designierte Ausfallsicherheitsoperation erzeugt worden ist, wobei im Schritt S5 ermittelt wird, ob der Zählerstand eines Nach-Start- Meßzeitgebers TM20ACR zum Zählen der verstrichenen Zeitspanne nach dem Starten des Motors 3 größer ist als eine vorgegebene Stabilitätssicher stellungs-Zeitperiode #TMZPAST, die z. B. auf 20 Sekunden gesetzt ist, um zu ermitteln, ob sich der Motor 3 nach dem Anlassen in einem stabilen Betriebszustand befindet. Ferner wird im Schritt S6 ein Lernunterbindungs merker F_VTCSTP geprüft, der den am stärksten verzögerten Zustand des Einlaßnockens 5 anzeigt. Der Lernunterbindungsmerker F_VTCSTP ist vorgesehen, um zu ermitteln, ob der Nullpunktlernprozeß ausgeführt werden soll, und ist auf "1" gesetzt, wenn sich der Einlaßnocken 5a nicht in dem am stärksten verzögerten Zustand befindet, d. h. wenn der Nullpunktlernprozeß nicht ausgeführt werden sollte. Wenn das Fehlersignal für die vorgegebene Ausfallsicherheitsoperation nicht erzeugt wird (nein im Schritt S4), über schreitet der Zählerstand des Nach-Start-Meßzeitgebers TM20ACR die Stabilitätssicherstellungs-Zeitperiode #TMZPAST (ja im Schritt S5), wobei gleichzeitig der Lernunterbindungsmerker F_VTCSTP nicht "1" annimmt (nein im Schritt S6), womit festgestellt wird, daß die Grundbedingungen zum Lernen des Nullpunkts erfüllt sind, woraufhin das Programm zu einem Schritt S7 vorrückt, während dann, wenn dies nicht zutrifft, d. h. wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S4 positiv ist (ja), wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S5 negativ ist (nein) oder wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S6 positiv ist (ja), wird festgestellt, daß die Grundbedingungen für das Null punktlernen nicht erfüllt sind, wobei der Zählerstand des Nullpunktberech nungsausführungszeitgebers TCAREF0 im Schritt S8 gehalten wird, worauf hin das Programm beendet wird.

Im Schritt S7 wird ermittelt, ob der Zählerstand (anfänglich auf "0" gesetzt) eines Nullpunktberechnungsperiodenzeitgebers TINZP als ein Abwärtszäh ler-Zeitgeber gleich 0 ist, wobei dann, wenn das Ergebnis dieser Ermittlung positiv ist (ja), der Nullpunktberechnungsperiodenzeitgeber TINZP auf eine vorgegebene Nullpunktberechnungsperiode #TMINZP (z. B. 100 ms) gesetzt wird und im Schritt S9 gestartet wird, während dann, wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S7 negativ ist (nein), d. h. wenn die Nullpunktberech nungswiederholungsperiode #TMINZP nicht verstrichen ist, nachdem die Grundbedingungen zum Lernen des Nullpunkts erfüllt worden sind, das Programm sofort beendet wird.

Nachdem der Nullpunktberechnungsperiodenzeitgeber TINZP auf die vorgegebene Nullpunktberechnungsperiode #TMINZP im Schritt S9 gesetzt worden ist, wird im Schritt S10 ein VTC-Betriebsermittlungsmerker F_VTC geprüft, der anzeigt, ob der VTC 9 in Betrieb ist. Der VTC-Betriebsermitt lungsmerker F_VTC wird verwendet, um zu ermitteln, ob der VTC 9 in Betrieb ist, und ist auf "1" gesetzt, wenn der VTC 9 in Betrieb ist. Anschlie ßend wird ermittelt, ob die Motordrehzahl NE größer oder gleich einer vorgegebenen Untergrenzendrehzahl #NECAINZPL (z. B. 200 min^-1) ist für die Ausführung des Nullpunktlernens im Schritt S11, und ferner, ob ein Motordrehzahlschwankungsanzeigewert DNE kleiner ist als ein vorgegebe ner Obergrenzenwert #DNEINZP (z. B. ±50 min^-1) für die Ausführung des Nullpunktlernens. Wenn der VTC-Betriebsermittlungsmerker F_VTC nicht "1" ist, d. h. wenn der VTC 9 nicht in Betrieb ist (nein im Schritt S10) und gleich zeitig die Motordrehzahl NE gleich oder größer als der vorgegebene Unter grenzenwert #NECAINZPL ist, d. h. wenn die Drehzahl des Motors 3 in Betrieb stabil ist (ja im Schritt S11), und wenn gleichzeitig der Motordreh zahlschwankungsanzeigewert DNE kleiner ist als der vorgegebene Ober grenzenwert #DNEINZP, d. h. wenn die Schwankung der Motordrehzahl klein ist (ja im Schritt S12), rückt das Programm zu einem Schritt S13 vor. An dernfalls, d. h. wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S10 positiv (ja) ist, oder wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S11 negativ ist (nein), oder wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S12 negativ ist (nein), wird festgestellt, daß die Bedingungen zum Lernen des Nullpunkts nicht erfüllt sind, so daß der Nullpunktberechnungsausführungszeitgeber TCAREF0 im Schritt S17 weiterhin angehalten bleibt und eine Grenzprüfung (Schritte S18 bis S21), die im folgenden beschrieben wird, ausgeführt wird, woraufhin das Programm beendet wird.

Im Schritt S13 wird ermittelt, ob der Nullpunktberechnungsausführungszeit geber TCAREF0 den Wert "0" annimmt. Der Nullpunktberechnungsausfüh rungszeitgeber TCAREF0 wird im Schritt S2 gesetzt, wenn die Batterie löschung stattgefunden hat, wie oben beschrieben worden ist, und wird in den Schritten S8 oder S17 gehalten, wenn die Bedingungen zum Lernen des Nullpunkts nicht erfüllt sind. Er mißt somit eine Zeitperiode, die verstrichen ist, nachdem die Bedingungen zum Lernen des Nullpunkts erfüllt worden sind, nachdem eine Batterielöschung stattgefunden hat. Wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S13 negativ ist (nein), d. h. wenn die vorgegebene Nullpunktberechnungsausführungszeit #TMCAREF0 noch nicht verstrichen ist, nachdem die Bedingungen zum Lernen des Nullpunkts erfüllt worden sind, wird ein Nullpunktberechnungskoeffizient CAINREF im Schritt S14 auf einen Nach-Batterielöschung-Wert #CARINREF0 gesetzt, während dann, wenn das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S13 positiv ist (ja), d. h. wenn die vorgegebene Nullpunktberechnungsausführungszeit #TMCAREF0 verstrichen ist, der Nullpunktberechnungskoeffizient CAINREF im Schritt S15 auf einen normalen Gebrauchswert #CAINREF gesetzt wird. Der Nach- Batterielöschung-Wert #CARINREF0 ist viel größer als der normale Ge brauchswert #CAINREF, wobei z. B. der erstere auf 0,04 gesetzt ist, wäh rend der letztere auf 0,004 gesetzt ist.

Anschließend wird im Schritt S16 der Nullpunktwert CAINZP berechnet unter Verwendung des Nullpunktberechnungskoeffizienten CAINREF, der im Schritt S14 oder S15 gesetzt worden ist, des Nockenwinkels CASVIN, der vom Nockenwinkelsensor 12 erfaßt worden ist, und des Nullpunktwerts CAINZP, der beim letzten Mal berechnet worden ist. Genauer wird der Nullpunktwert CAINZP unter Verwendung der folgenden Gleichung berech net:

CAINZP = [CAINREF/(256)2] × CASVIN + + [{(256)² - CAINREF}/(256)²] × CAINZP

In der obigen Gleichung sind der Ausdruck [CAINREF/(256)²], der mit dem Nockenwinkel CASVIN multipliziert wird, und der Ausdruck [{(256)² - CAINREF}/(256)²] der mit dem unmittelbar vorangehenden Null punktwert CAINZP, der beim letzten Mal berechnet worden ist, multipliziert wird, Mittelungskoeffizienten zum Berechnen des Nullpunktwerts CAINZP. Genauer, da der Nullpunktberechnungskoeffizient CAINREF mit dem Nockenwinkel CASVIN multipliziert wird, wenn der Nullpunktberechnungs koeffizient CAINREF größer ist, wird das Gewicht des Nockenwinkels CASVIN relativ zum unmittelbar vorangehenden Nullpunktwert CAINZP größer, wenn der Nullpunkt berechnet wird, wodurch der Nockenwinkel CASVIN sich stark im berechneten Nullpunkt widerspiegelt, was bedeutet, daß die Lerngeschwindigkeit des Nullpunktwerts CAINZP erhöht ist. Wie vorher beschrieben worden ist, wird nach der Batterielöschung, bevor die Nullpunktberechnungsausführungszeit #TMCAREF0 verstrichen ist, der Nullpunktberechnungskoeffizient CAINREF auf den großen Wert gesetzt, z. B. den Nach-Batterielöschung-Wert #CAINREF0, wodurch die Lernge schwindigkeit, mit der der Nullpunktwert CAINZP gelernt wird, nach Auftreten der Batterielöschung erhöht werden kann. Andererseits wird nach dem Verstreichen der Nullpunktberechnungsausführungszeit #TMCAREF0 der Nullpunktberechnungskoeffizient CAINREF auf einen kleineren Wert gesetzt, z. B. den normalen Gebrauchswert #CAINREF, wodurch der Nullpunktwert CAINZP geeignet mit einer langsameren Geschwindigkeit in stabiler Weise gelernt werden kann.

Als nächstes wird der im Schritt S16 berechnete Nullpunktwert CAINZP der in Fig. 4 gezeigten Grenzprüfung unterworfen. Genauer wird zuerst im Schritt S18 ermittelt, ob der Nullpunktwert CAINZP größer oder gleich der Summe (im folgenden bezeichnet als "der Nullpunktobergrenzwert") eines vorgege benen Nullpunktanfangswertes #CAINZPS und eines vorgegebenen Null punktgrenzkorrekturausdrucks #DCAINZP (z. B. 5°), ist. Wenn das Ergebnis der Ermittlung negativ ist (nein), d. h. wenn der Nullpunktwert CAINZP kleiner ist als der Nullpunktobergrenzenwert (nein im Schritt S18), rückt das Pro gramm zum Schritt S19 vor, wo ermittelt wird, ob der Nullpunktwert CAINZP gleich oder kleiner als die Differenz (im folgenden bezeichnet als "der Nullpunktuntergrenzenwert") ist, die erhalten wird durch Subtrahieren des vorgegebenen Nullpunktgrenzenkorrekturausdrucks #DCAINZP vom vorge gebenen Nullpunktanfangswert #CAINZPS. Wenn anschließend das Ergeb nis der Ermittlung im Schritt S19 negativ ist (nein), d. h. wenn der Nullpunkt wert CAINZP größer ist als der Nullpunktuntergrenzenwert, wird das Pro gramm sofort beendet, wodurch der Nullpunktwert CAINZP, der im Schritt S16 berechnet worden ist, schließlich auf den Nullpunktwert CAINZP gesetzt wird.

Wenn andererseits im Schritt S18 festgestellt wird, daß der Nullpunktwert CAINZP größer oder gleich dem Nullpunktobergrenzenwert ist (ja im Schritt S18), wird der Nullpunktwert im Schritt S20 auf den Nullpunktobergrenzen wert gesetzt, woraufhin das Programm beendet wird. Wenn im Schritt S19 festgestellt wird, daß der Nullpunktwert CAINZP kleiner ist als der Untergren zenwert CAINZP (ja im Schritt S19), wird der Nullpunktwert CAINZP auf den Nullpunktuntergrenzenwert im Schritt S21 gesetzt, woraufhin das Programm beendet wird.

Unter Verwendung des wie oben beschrieben berechneten Nullpunktwerts CAINZP wird der erfaßte Nockenwinkel CASVIN korrigiert, wobei ferner die Nockenphase CAIN berechnet wird. Auf der Grundlage der Nockenphase CAIN wird ein Regelungswert für die Steuerung des Einlaßnockens 4a mittels des VTC 9 ermittelt, wobei das Ansteuersignal (Steuersignal) auf der Grundlage des Regelungswertes zur Steuerung an den VTC 9 geliefert wird.

Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß dem Ventileinstellungs- Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage des Nockenwinkels CASVIN, der erfaßt wird, wenn sich der VTC 9 in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet, d. h. wenn der Einlaßnocken 5a sich in der am stärksten verzögerten Position befindet, der Nullpunktwert CAINZP der Nockenphase CAIN mit einer vorgegebenen Lerngeschwindig keit gelernt. Dieses Lernen ermöglicht, den Nullpunkt der Nockenphase CAIN geeignet zu setzen. Wenn ferner aufgrund einer Batterielöschung der gelernte Nullpunktwert CAINZP aus dem RAM 2c verlorengeht, wird die Lerngeschwindigkeit des Nullpunktwerts CAINZP für eine vorgegebene Zeitperiode erhöht, wodurch der Nullpunktwert CAINZP sofort eingerichtet kann, was ermöglicht, daß die Nockenphase CAIN geeignet geändert werden kann. Dies ermöglicht, die Ventileinstellung über den Einlaßnocken 5a geeignet zu steuern. Andererseits kann nach Verstreichen der vorgegebenen Zeitperiode der Nullpunktwert CAINZP geeignet mit einer langsameren Geschwindigkeit in stabiler Weise gelernt werden.

In der obigen Ausführungsform ist die Gleichung, die bei der Berechnung des Nullpunktwerts CAINZP im Schritt S16 in Fig. 3 verwendet wird, nur beispiel haft gezeigt, wobei das Ventileinstellungs-Steuersystem so konfiguriert sein kann, daß die Lerngeschwindigkeit des Nullpunktwerts CAINZP verändert werden kann durch Ändern der Werte der Mittelungskoeffizienten, oder durch Ändern der Frequenz der Abtastdaten des Nullpunkts.

Obwohl ferner in der vorliegenden Ausführungsform der Nullpunktwert CAINZP unter Verwendung des vom Nockenwinkelsensor 12 erfaßten Nockenwinkels CASVIN berechnet wird, ist dies nicht einschränkend, sondern es kann auch die Nockenphase CAIN für die Berechnung des Nullpunktwerts CAINZP verwendet werden.

Ferner ist für Fachleute klar, daß das Vorangehende eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist und verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang derselben abzuweichen.

Es wird ein Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor geschaffen, das die Referenzposition der Nockenphase durch Lernen geeignet einstellen kann und gleichzeitig einen Lernwert der Referenzposi tion sofort einrichten kann, wenn der Lernwert verlorengeht, wodurch die Nockenphase für eine geeignete Steuerung der Ventileinstellung des Motors geeignet geändert werden kann. Ein Nockenphasenänderungsmechanismus ändert die Nockenphase. Ein Referenzwert, der eine Referenzposition der Nockenphase anzeigt, wird mit einer vorgegebenen Lerngeschwindigkeit auf der Grundlage der Nockenphase erlernt, die erfaßt wird, wenn der Nocken phasenänderungsmechanismus sich in einem vorgegebenen Betriebszu stand befindet, wobei der gelernte Referenzwert (Lernwert) in einem RAM gespeichert wird. Wenn der Verlust des Lernwerts aus dem RAM erfaßt wird, wird eine Lerngeschwindigkeit, mit der der Referenzwert gelernt wird, korrigiert, so daß die Lerngeschwindigkeit gegenüber der vorgegebenen Lerngeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitperiode erhöht ist.

Sofern im Vorangehenden und in den Ansprüchen von "Steuerung" oder Wortverbindungen mit "Steuerung" die Rede ist, soll hierunter allgemein eine Steuerung/Regelung (engl.: control) verstanden werden, bei der es sich speziell um eine Regelung (engl.: closed loop control) oder um eine Steuerung im engeren Sinne (engl.: open loop control) handeln kann.

Claims

1. Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, der eine Kurbelwelle, einen Einlaßnocken und einen Auslaßnocken aufweist,
wobei das Ventileinstellungs-Steuersystem die Ventileinstellung des Motors steuert durch Ändern einer Nockenphase wenigstens eines Einlaßnockens und/oder eines Auslaßnockens relativ zur Kurbelwelle,
wobei das Ventileinstellungs-Steuersystem umfaßt:
einen Nockenphasenänderungsmechanismus zum Ändern der Nockenphase;
eine Nockenphasenerfassungseinrichtung zum Erfassen der Noc kenphase;
eine Referenzpositionslerneinrichtung zum Lernen eines Referenz werts, der eine Referenzposition der Nockenphase anzeigt, mit einer vorge gebenen Lerngeschwindigkeit auf der Grundlage der von der Nockenpha senerfassungseinrichtung erfaßten Nockenphase, wenn der Nockenphasen änderungsmechanismus sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet;
eine Speichereinrichtung zum Speichern des Referenzwerts, der von der Referenzpositionslerneinrichtung gelernt worden ist;
eine Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung, die erfaßt, ob der Referenzwert aus der Speichereinrichtung verlorengegangen ist; und
eine Lerngeschwindigkeitskorrektureinrichtung zum Korrigieren einer Lerngeschwindigkeit, mit der die Referenzpositionslerneinrichtung den Referenzwert lernt, so daß die Lerngeschwindigkeit gegenüber der vorgege benen Lerngeschwindigkeit für eine vorgegebene Zeitperiode erhöht ist, wenn der Referenzwertverlust-Erfassungseinrichtung den Verlust des Referenzwerts aus der Speichereinrichtung erfaßt.

2. Ventileinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Speichereinrichtung einen ersten RAM umfaßt, wobei die Referenzwertver lust-Erfassungseinrichtung ein Zähler ist, der mittels eines zweiten RAM implementiert ist, der getrennt vom ersten RAM vorgesehen ist und batterie gestützt ist, wobei der Zähler den Verlust des Referenzwerts aus dem RAM erfaßt aufgrund der Unterbrechung der Stromversorgung des ersten RAM, indem er auf einen vorgegebenen Wert zurückgesetzt wird, wenn die Unter brechung der Stromzufuhr des ersten RAM eintritt.

3. Ventileinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem der vorgegebene Betriebszustand des Nockenphasenänderungsmechanismus ein Zustand ist, indem der Nockenphasenänderungsmechanismus nicht in Betrieb ist und die Nockenphase am stärksten verzögert ist.

4. Ventileinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1, das eine Be triebsbedingungsermittlungseinrichtung, die ermittelt, ob der Motor sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet, der für das Lernen des Referenzwerts geeignet ist, und eine Referenzwertlernerlaubniseinrichtung enthält, um das Lernens des Referenzwertes zu erlauben, wenn die Be triebsbedingungsermittlungseinrichtung ermittelt, daß sich der Motor im vorgegebenen Betriebszustand befindet.

5. Ventileinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 4, bei dem der vorgegebene Betriebszustand des Motors ein Zustand ist, in dem eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Anlassen des Motors verstrichen ist, der Einlaßnocken sich in einem am stärksten verzögerten Zustand befindet, eine Drehzahl des Motors größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist und eine Schwankung der Drehzahl des Motors kleiner ist als ein vorgegebener Pegel.

6. Ventileinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Lerngeschwindigkeitskorrektureinrichtung einen Abwärtszähler-Zeitgeber, der auf eine vorgegebene Zeitperiode gesetzt wird, wenn die Referenzwert verlust-Erfassungseinrichtung den Verlust des Referenzwerts aus der Speichereinrichtung erfaßt, und eine Koeffizientensetzeinrichtung umfaßt zum Setzen eines Mittelungskoeffizienten, der auf eine Mittelungswertbe rechnungsgleichung angewendet wird, die zum Lernen des Referenzwerts verwendet wird, auf einen Wert, der einer größeren Lerngeschwindigkeit entspricht als die vorgegebene Lerngeschwindigkeit, bevor der Abwärtszäh ler-Zeitgeber auf 0 herunterzählt.