DE102005018776A1

DE102005018776A1 - Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung

Info

Publication number: DE102005018776A1
Application number: DE102005018776A
Authority: DE
Inventors: Hideji Kariya Tani
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2025-04-23
Also published as: DE102005018776B4; US20050235937A1; JP4269341B2; JP2005330956A; US7077087B2

Abstract

Eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung der mit einem Motor (12) versehenen Art umfasst eine Steuerschaltung (150) zur Erzeugung eines Steuersignals sowie eine Treiberschaltung (110) zur Einschaltung und Betätigung des Motors (12) in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung (150) erzeugten Steuersignal. Die Steuerschaltung (150), der ein die Istdrehzahl des Motors (12) angebendes Motor-Umdrehungssignal und ein die Istdrehzahl einer Brennkraftmaschine angebendes Maschinendrehzahlsignal zugeführt werden, erzeugt ein Steuersignal auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unter einem Bezugswert liegt. Wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine den Bezugswert erreicht oder überschreitet, erzeugt die Steuerschaltung (150) das Steuersignal auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung zur Regelung der Ventilsteuerzeiten bei Einlass- und/oder Auslassventilen einer Brennkraftmaschine.

Aus der JP-U-4-105 906A ist eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Einstellung der Ventilsteuerzeiten unter Verwendung des Drehmoments eines Motors erfolgt. Bei einer Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung dieser Art, bei der ein Motor Verwendung findet, wird üblicherweise von einer Steuerschaltung ein Steuersignal auf der Basis eines die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Maschinendrehzahlsignals erzeugt und der Motor von einer Treiberschaltung in Abhängigkeit von diesem erzeugten Steuersignal elektrisch eingeschaltet und angetrieben. Hierbei wird das Messsignal eines zur Erfassung der Istdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drehzahlsensors als Maschinendrehzahlsignal verwendet.

Bei dieser Regeleinrichtung besitzt der Drehzahlsensor der Brennkraftmaschine jedoch zwangsläufig einen unteren Messgrenzwert. Wenn somit die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine kleiner als dieser untere Messgrenzwert ist, wird von dem Drehzahlsensor kein Messsignal und damit kein Maschinendrehzahlsignal abgegeben. Wenn daher die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine einen niedrigen Drehzahlwert annimmt, der kleiner als der untere Messgrenzwert ist, lassen sich die Erzeugung des Steuersignals unter Verwendung der Steuerschaltung und die elektrische Stromzuführungssteuerung des Motors unter Verwendung der Treiberschaltung nicht realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung der mit einem Motor versehenen Art dahingehend auszugestalten, dass eine geeignete Regelung der Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von der Istdrehzahl der Brennkraftmaschine erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß erzeugt eine Steuerschaltung auf der Basis eines die Istdrehzahl oder die Istdrehstellung des Motors angebenden Motor-Umdrehungssignals ein Steuersignal, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unter einem Bezugswert liegt. Auch wenn somit die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine einen unter dem Bezugswert liegenden niedrigen Drehzahlwert annimmt, gibt die Steuerschaltung ein Steuersignal ab, sodass von einer Treiberschaltung eine elektrische Stromzuführungssteuerung des Motors in Abhängigkeit von diesem Steuersignal durchgeführt werden kann. Wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine den Bezugswert erreicht oder übersteigt, erzeugt die Steuerschaltung dann das Steuersignal auf der Basis eines die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Maschinendrehzahlsignals. Wenn daher die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine einen höheren Drehzahlwert annimmt, der gleich dem Bezugswert oder höher ist, lassen sich die Erzeugung des Steuersignals auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals und die elektrische Stromzuführungssteuerung des Motors in Abhängigkeit von diesem Steuersignal ähnlich wie im üblichen Falle realisieren. Auf diese Weise können somit die Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von der Istdrehzahl der Brennkraftmaschine in geeigneter Form eingestellt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben, in denen gleiche Teile und Bauelemente mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine Querschnittsansicht einer Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III gemäß 2,
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV gemäß 2,
5 eine typische Ansicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
6 ein Schaltbild des Hauptteils eines elektrischen Stromzuführungsabschnitts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
7 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
8 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
9 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
10 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einer Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels,
11 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
12 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
13 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
14 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
15 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel,
16 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel,
17 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
18 eine typische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel,
19 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
20 ein Schaubild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Motor-Steuereinrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, und
21 ein Blockschaltbild einer Motor-Steuereinrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel.
Erstes Ausführungsbeispiel
In den 2 bis 4 ist eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Mit Hilfe der zusätzlich in der Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs angeordneten Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 werden die Ventilsteuerzeiten von Einlassventilen oder Auslassventilen der Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors 12 eingestellt.
Wie in den 2 und 3 veranschaulicht ist, wird der Motor 12 der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 von einem bürstenlosen Drehstrommotor gebildet, der eine Motorwelle 14, Lager 16, Hall-Elemente 18u, 18v, 18w, die als Drehstellungssensoren dienen, sowie einen Stator 20 aufweist.
Die Motorwelle 14 wird von zwei Lagern 16 gehalten und kann um die Achse O herum in einer Normalrichtung und einer Gegenrichtung in Drehung versetzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt bei den Drehrichtungen der Motorwelle 14 die Uhrzeigerrichtung gemäß 3 die Normaldrehrichtung dar, während die Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 3 die Gegendrehrichtung darstellt. An der Motorwelle 14 ist ein vom Wellenkörper diametral nach außen verlaufendes scheibenförmiges Rotorelement 15 ausgebildet, in das acht Magneten 15a eingebettet sind. Die Magneten 15a sind jeweils in gleichen Abständen um die Achse O herum angeordnet, wobei die in der Drehrichtung der Motorwelle 14 benachbarten Magneten 15a an der Außenrandseite des Rotorelements 15 jeweils entgegengesetzte Magnetpole aufweisen.
Die drei Hall-Elemente 18u, 18v, 18w sind in der Nähe des Rotorelements 15 in jeweils gleichen Abständen um die Achse O herum angeordnet. Jedes der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w erfasst die Istdrehstellung θ der Motorwelle 14 in einem bestimmten Winkelbereich und erzeugt ein Messsignal, das die erfasste Istdrehstellung θ angibt. 5 zeigt das jeweilige Messsignal der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w (das hier jeweils mit Su, Sv, Sw bezeichnet ist). Wenn sich hierbei im einzelnen in der in 3 veranschaulichten Weise der Magnet 15a mit dem N-Magnetpol (Nordpol) innerhalb eines Winkelbereichs W_θ von ± 22,5° auf beiden Seiten der an den jeweiligen Hall-Elementen 18u, 18v, 18w vorbeiführenden diametralen Achse L befindet, erzeugen die jeweiligen Hall-Elemente 18u, 18v, 18w in der in 5 veranschaulichten Weise ein Messsignal mit einem hohen Spannungspegel (H). Befindet sich dagegen der Magnet 15a mit dem S-Magnetpol (Südpol) innerhalb des Winkelbereiches W_θ von ± 22,5° auf beiden Seiten der diametralen Achse L, erzeugen die jeweiligen Hall-Elemente 18u, 18v, 18w in der in 5 dargestellten Weise ein Messsignal mit einem niedrigen Spannungspegel (L). Das auf diese Weise erzeugte jeweilige Messsignal der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w stellt somit ein Signal dar, bei dem eine Umschaltung des Spannungspegels in zueinander unterschiedlichen Zeiten in Abhängigkeit von der Istdrehstellung θ der Motorwelle 14 erfolgt.
Der Stator 20 ist um die Motorwelle 14 herum in deren Außenbereich angeordnet, wobei 12 Statorkerne 21 des Stators 20 in jeweils gleichen Abständen um die Achse θ herum angeordnet sind und jeder Kern 21 mit einer Wicklung 22 versehen ist. Hierbei sind in der in 6 veranschaulichten Weise jeweils drei Wicklungen 22 in Sternschaltung zu einer Gruppe zusammengefasst, wobei ein mit der nicht zusammengeschalteten Seite der Wicklungen verbundener Anschluss 23 mit einer Treiberschaltung 110 einer Motor-Steuereinrichtung 100 verbunden ist. Indem einer jeden Wicklung 22 von der Treiberschaltung 110 ein elektrischer Strom zugeführt wird, wird im Umfangsbereich der Motorwelle 14 ein magnetisches Drehfeld in der Uhrzeigerrichtung oder der Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 3 erzeugt. Wenn ein magnetisches Drehfeld in der Uhrzeigerrichtung gemäß 3 erzeugt wird, treten die jeweiligen Magneten 15a mit diesem Magnetfeld in Wechselwirkung, sodass der Motorwelle 14 ein Drehmoment in der Normaldrehrichtung verliehen wird. In ähnlicher Weise wird der Motorwelle 14 ein Drehmoment in der Gegendrehrichtung verliehen, wenn ein magnetisches Drehfeld in der Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 3 erzeugt wird.
Wie in den 2 und 4 veranschaulicht ist, wird ein Phasenänderungsmechanismus 30 der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 von einem Zahnkranz 32, einem Hohlrad 33, einer Exzenterwelle 34, einem Planetenrad 35 und einer Ausgangswelle 36 gebildet.
Der Zahnkranz 32 ist koaxial im äußeren Umfangsbereich der Ausgangswelle 36 angeordnet und kann in Bezug auf die Ausgangsachse 36 um die gleiche Achse O herum wie die Motorwelle 14 eine Relativdrehung ausführen. Wenn das Antriebsdrehmoment einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen Zahnriemen auf den Zahnkranz 32 übertragen wird, wird der Zahnkranz 32 um die Achse O als Mittelpunkt herum in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 in Drehung versetzt, wobei die Drehbewegungsphase in Bezug auf die Kurbelwelle aufrecht erhalten wird. Das Hohlrad 33 wird von einem Zahnrad mit Innenverzahnung gebildet und ist koaxial an der Innenseite des Zahnkranzes 32 angebracht, sodass es sich gemeinsam mit dem Zahnkranz 32 dreht.
Die Excenterwelle 34 ist durch Befestigung an der Motorwelle 14 derart angeordnet, dass die Außenseite eines Endbereichs der Excenterwelle 34 in Bezug auf die Achse O exzentrisch verläuft, wobei die Excenterwelle 34 gemeinsam mit der Motorwelle 14 in Drehung versetzt werden kann. Das Planetenrad 35 wird von einem Zahnrad mit Außenverzahnung gebildet und ist zur Ausführung einer Planetenbewegung an der Innenseite des Hohlrades 33 angeordnet, wobei ein aus mehreren Zähnen bestehender Abschnitt des Planetenrades 35 jeweils mit einem aus mehreren Zähnen bestehenden Abschnitt des Hohlrades 33 in Eingriff tritt. Das koaxial an der Außenseite des vorstehend beschriebenen einen Endbereiches der Excenterwelle 34 angeordnete Planetenrad 35 kann in Bezug auf die Excenterwelle 34 eine Relativdrehung um eine Excenterachse P herum ausführen. Die Ausgangsachse 36 ist durch einen Bolzen koaxial an einer Nockenwelle 11 der Brennkraftmaschine befestigt und dreht sich gemeinsam mit der Nockenwelle 11 um die gleiche Achse O als Mittelpunkt wie die Motorwelle 14. An der Ausgangswelle 36 ist ein Eingriffsteil 37 in Form einer ringförmigen Platte ausgebildet, bei der die Achse 0 den Mittelpunkt bildet. In dem Eingriffsteil 37 sind um die Achse 0 herum neun Eingriffslöcher 38 in jeweils gleichen Abständen ausgebildet, während bei dem Planetenrad 35 in den jeweiligen Eingriffslöchern 38 gegenüberliegenden neun Bereichen Eingriffsklauen 39 hervorragen. Die Eingriffsklauen 39 sind um die Excenterachse P herum in jeweils gleichen Abständen angeordnet und greifen in die entsprechenden Eingriffslöcher 38 ein.
Wenn die Motorwelle 14 und die Excenterwelle 34 in Bezug auf den Zahnkranz 32 keine Relativdrehung ausführen, wird das Planetenrad 35 bei der Drehbewegung der Kurbelwelle gemeinsam mit dem Zahnkranz 32 in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 in Drehung versetzt, während es mit dem Hohlrad 33 in Eingriff steht. Hierbei drücken die Eingriffsklauen 39 in der Drehrichtung gegen den Innenrand der Eingriffslöcher 38, sodass die Ausgangsachse 36 in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 gedreht wird, ohne eine Relativdrehung in Bezug auf den Zahnkranz 32 auszuführen. Die Drehbewegungsphase der Nockenwelle 11 in Bezug auf die Kurbelwelle, d.h., die Ventilsteuerzeit bei einem von der Kurbelwelle 11 betätigten Einlassventil oder Auslassventil, wird somit aufrecht erhalten.
Wenn die Motorwelle 14 und die Excenterwelle 34 dagegen auf Grund eines Anstiegs des Drehmoments in der Gegendrehrichtung und dergleichen eine Relativdrehung in der Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 4 in Bezug auf den Zahnkranz 32 ausführen, verändert sich die Eingriffsstellung des Planetenrades 35 mit dem Hohlrad 33, während das Planetenrad 35 durch die Planetenbewegung eine Relativdrehung in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 in Bezug auf die Excenterwelle 34 ausführt. Da sich hierbei die von den Eingriffsklauen 39 auf die Eingriffslöcher 38 in der Drehrichtung ausgeübte Druckkraft vergrößert, findet eine Winkel-Vorverstellung der Ausgangswelle 36 in Bezug auf den Zahnkranz 32 statt, sodass sich die Ventilsteuerzeiten in Richtung einer Winkelvoreilung verändern.
Wenn dagegen die Motorwelle 14 und die Excenterwelle 34 auf Grund eines Anstiegs des Drehmoments in der Normaldrehrichtung und dergleichen eine Relativdrehung in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 in Bezug auf den Zahnkranz 32 ausführen, verändert sich die Eingriffsstellung des Planetenrades 35 mit dem Hohlrad 33, während das Planetenrad 35 auf Grund der Planetenbewegung eine Relativdrehung in der Gegenuhrzeigerrichtung gemäß 4 in Bezug auf die Excenterwelle 34 ausführt. Da hierbei die Eingriffsklauen 39 in der Gegendrehrichtung gegen die Eingriffslöcher 38 drücken, findet eine Winkel-Rückverstellung der Ausgangsachse 36 in Bezug auf den Zahnkranz 32 statt, sodass sich die Ventilsteuerzeiten in Richtung einer Winkel-Rückverstellung bzw. Verzögerung verändern.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Motor-Steuereinrichtung 100 der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 die Treiberschaltung 110 sowie eine Steuerschaltung 150. Gemäß 2 sind die Treiberschaltung 110 und die Steuerschaltung 150 üblicherweise außerhalb des Motors 12 angeordnet, jedoch kann die jeweilige Anordnungsposition der Treiberschaltung 110 und der Steuerschaltung 150 in geeigneter Weise gewählt werden. So kann z.B. die Treiberschaltung 110 innerhalb des Motors 12 angeordnet sein, während die Steuerschaltung 150 außerhalb des Motors 12 angeordnet ist, oder es kann z.B. auch nur ein Teil der Treiberschaltung 110 innerhalb des Motors 12 angeordnet sein, während der restliche Teil der Treiberschaltung 110 und die Steuerschaltung 150 außerhalb des Motors 12 angeordnet sind.
Die Steuerschaltung 150 steuert die elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 unter Verwendung der Treiberschaltung 110 und steuert außerdem den Betrieb der Brennkraftmaschine durch Steuerung von Zündvorgängen, Kraftstoffeinspritzvorgängen usw.
Hierbei wird die Steuerschaltung 150 von einer Schaltungsanordnung wie einem Mikrocomputer gebildet. Die Steuerschaltung 150 ist mit einem ersten Drehzahlsensor 160 zur Erfassung der Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 verbunden und erhält somit ein Messsignal des ersten Drehzahlsensors 160, das die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 in Form einer Frequenz als ein erstes Maschinendrehzahlsignal angibt. Weiterhin ist die Steuerschaltung 150 mit einem zweiten Drehzahlsensor 162 zur Erfassung der Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle verbunden und erhält somit ein Messsignal des zweiten Drehzahlsensors 162, das die Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle in Form einer Frequenz als ein zweites Maschinendrehzahlsignal angibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 ungefähr den halben Wert der Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle.
Die Steuerschaltung 150 ist außerdem mit einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 der Treiberschaltung 110 verbunden, über den ihr ein Motor-Umdrehungssignal zugeführt wird, das die Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 angibt, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird. Diese Istdrehzahl R_m stellt hierbei einen Wert dar, der durch Hinzufügung eines die Drehrichtung angebenden Vorzeichens zu einem den Betrag angebenden Absolutwert erhalten wird. Dieses Vorzeichen wird in der Normaldrehrichtung von einem positiven Vorzeichen und in der Gegendrehrichtung von einem negativen Vorzeichen gebildet.
Die Steuerschaltung 150 erzeugt als der Treiberschaltung 110 zugeführte Steuersignale ein erstes Steuersignal, das eine Solldrehzahl r_m der Motorwelle 14 angibt, sowie ein zweites Steuersignal, das eine Solldrehrichtung dm der Motorwelle 14 angibt. Hierbei stellt die Solldrehzahl r_m einen Wert dar, der kein die Drehrichtung angebendes Vorzeichen aufweist und von einem Absolutwert gebildet wird, der lediglich den Betrag der Drehzahl angibt. So wird z.B. das erste Steuersignal in Form eines Digitalsignals erzeugt, dessen Spannung, Tastverhältnis, Frequenz oder dergleichen der Solldrehzahl r_m proportional ist. Als das zweite Steuersignal wird z.B. ein Digitalsignal erzeugt, dessen Spannung in Abhängigkeit vom Vorliegen der Normaldrehrichtung und der Gegendrehrichtung angehoben bzw. abgesenkt wird.
Wie in 7 veranschaulicht ist, schaltet die Steuerschaltung 150 bei diesem Ausführungsbeispiel ein Signalgeneratorsystem für das Steuersignal in Abhängigkeit vom Vorliegen einer Größer/Kleiner-Relation der von dem erhaltenen ersten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 zu einem vorgegebenen Bezugswert R_cas um. Hierbei ist der Bezugswert R_cas auf einen Wert eingestellt, der gleich den unteren Messgrenzwerten sowohl des ersten Drehzahlsensors 160 als auch des zweiten Drehzahlsensors 162 oder größer ist und in einem Speicher der Steuerschaltung 150 vorgespeichert wird.
Nachstehend wird das unter Verwendung der Steuerschaltung 150 gebildete Signalgeneratorsystem für das Steuersignal näher beschrieben.
Wenn die von dem ersten Maschinendrehzahlsignal angegebene Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 kleiner als der Bezugswert R_cas ist, erzeugt die Steuerschaltung 150 das erste und zweite Steuersignal auf der Basis des erhaltenen Motor-Umdrehungssignals, wie dies in 7 veranschaulicht ist. Im einzelnen berechnet hierbei die Steuerschaltung 150 die Ist-Ventilsteuerzeit aus der von dem Motor-Umdrehungssignal angegebenen Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 und stellt eine Soll-Ventilsteuerzeit in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung, der Öltemperatur und dergleichen ein. Sodann bestimmt die Steuerschaltung 150 eine Solldrehzahl r_m und eine Solldrehrichtung d_m der Motorwelle 14 aus der Phasendifferenz zwischen der berechneten Ist-Ventilsteuerzeit und Soll-Ventilsteuerzeit und erzeugt das erste und das zweite Steuersignal, die jeweils die Solldrehzahl r_m und die Solldrehrichtung d_m enthalten. Hierbei ist eine Korrelation der Solldrehzahl r_m und der Phasendifferenz zu der Ist-Ventilsteuerzeit und der Soll-Ventilsteuerzeit in dem Speicher der Steuerschaltung 150 vorgespeichert, sodass die Solldrehzahl r_m in Abhängigkeit von dieser Korrelation berechnet werden kann.
Wenn dagegen die von dem ersten Maschinendrehzahlsignal angegebene Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 den Bezugswert R_cas erreicht oder überschreitet, erzeugt die Steuerschaltung 150 das erste und das zweite Steuersignal auf der Basis des erhaltenen ersten und zweiten Maschinendrehzahlsignals, wie dies in 7 veranschaulicht ist. Im einzelnen berechnet hierbei die Steuerschaltung 150 die Ist-Ventilsteuerzeit aus der von dem ersten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 und der von dem zweiten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle und stellt die Soll-Ventilsteuerzeit in Abhängigkeit von der Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 bzw. der Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle, der Drosselklappenöffnung, der Öltemperatur und dergleichen ein. Ähnlich wie bei dem Fall, bei dem die Istdrehzahl R_ca unter dem Bezugswert R_cas liegt, erzeugt die Steuerschaltung 150 sodann das erste und das zweite Steuersignal, die jeweils die aus der Phasendifferenz zwischen der Ist-Ventilsteuerzeit und der Soll-Ventilsteuerzeit bestimmte Solldrehzahl r_m bzw. Solldrehrichtung d_m enthalten.
Die Treiberschaltung 110 schaltet den Motor 12 ein und treibt den Motor 12 in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Steuersignalen an.
Die Treiberschaltung 110 wird von einer elektrischen Schaltungsanordnung gebildet und umfasst einen Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120, einen Regelabschnitt 124 und einen elektrischen Stromzuführungsabschnitt 126.
Der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 ist mit den Hall-Elementen 18u, 18v, 18w verbunden und wird somit von den jeweiligen Messsignalen der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w beaufschlagt. Weiterhin ist der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 mit der Steuerschaltung 150 verbunden, erzeugt das die Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 angebende Motor-Umdrehungssignal auf der Basis der jeweiligen Messsignale der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w und führt dieses erzeugte Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung 150 zu.
Im einzelnen umfasst der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 ein erstes Antivalenzglied 121 (Exklusiv-ODER-Glied), ein zweites Antivalenzglied 122 (Exklusiv-ODER-Glied) sowie ein Inverterglied 123, das nachstehend vereinfacht als Inverter bezeichnet ist. Die jeweiligen Messsignale der Hall-Elemente 18v, 18w werden dem ersten Antivalenzglied 121 zugeführt, während dem zweiten Antivalenzglied 122 das Messsignal des Hall- Elements 18u sowie das Ausgangssignal des ersten Antivalenzglieds 121 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des zweiten Antivalenzgliedes 122 wird dem Inverter 123 zugeführt. Wie in 5 veranschaulicht ist, erfolgt jeweils ein Übergang der Spannung des Ausgangssignals des Inverters 123 zwischen einem hohen Pegel (H) und einem niedrigen Pegel (L), wenn eine Signalflanke bei einem der Messsignale der jeweiligen Hall-Elemente 18u, 18v, 18w auftritt. Solange die Spannung des Ausgangssignals des Inverters 123 aufrecht erhalten wird, entspricht der Drehwinkelbereich der Motorwelle 14 einem Winkelbereich X_θ, der im wesentlichen 1/3 des vorstehend beschriebenen Winkelbereiches W_θ entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet somit der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 aus der zeitlichen Differenz zwischen den im Ausgangssignal des Inverters 123 auftretenden Signalflanken. Der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel berechnet gleichzeitig die Drehrichtung der Motorwelle 14, d.h., das Vorzeichen der Istdrehzahl R_m, aus der Reihenfolge des Auftretens der Signalflanken in den Messsignalen der jeweiligen Hall-Elemente 18u, 18v, 18w. Das erzeugte Motor-Umdrehungssignal gibt somit die in Bezug auf den Absolutwert und das Vorzeichen berechnete Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 an und wird der Steuerschaltung 150 zugeführt.
Wie in 1 veranschaulicht ist, ist der Regelabschnitt 124 mit dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 verbunden und erhält somit das von dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 erzeugte Motor-Umdrehungssignal. Der Regelabschnitt 124 ist außerdem mit der Steuerschaltung 150 verbunden und erhält auf diese Weise das von der Steuerschaltung 150 erzeugte erste Steuersignal. Auf der Basis des erhaltenen Motor-Umdrehungssignals und ersten Steuersignals erzeugt der Regelabschnitt 124 ein Befehlssignal, durch das dem elektrischen Stromzuführungsabschnitt 126 eine Anweisung zum Anlegen einer Stellspannung V_m an den Motor 12 zugeführt wird, d.h., der Regelabschnitt 124 bestimmt die Stellspannung V_m in Form eines Stell- oder Steuerwertes zur Einregelung des von dem Motor-Umdrehungssignal angegebenen Absolutwertes der Istdrehzahl R_m auf die von dem ersten Steuersignal angegebene Solldrehzahl r_m und erzeugt sodann das Befehlssignal, das die ermittelte Stellspannung V_m enthält.
Der elektrische Stromzuführungsabschnitt 126 ist mit dem Regelabschnitt 124 verbunden und erhält somit das von dem Regelabschnitt 124 erzeugte Befehlssignal. Außerdem ist der elektrische Stromzuführungsabschnitt 126 mit der Steuerschaltung 150 verbunden und erhält das von der Steuerschaltung 150 erzeugte zweite Steuersignal. Darüber hinaus ist der elektrische Stromzuführungsabschnitt 126 mit einem Anschluss 23 des Motors 12 verbunden und führt dem Motor 12 die durch das Befehlssignal angegebene Spannung V_m zur Realisierung der von dem zweiten Steuersignal angegebenen Solldrehrichtung d_m zu. Im einzelnen bestimmt der mit den Hall-Elementen 18u, 18v, 18w verbundene und eine in 6 veranschaulichte Wechselrichterschaltung 127 aufweisende elektrische Stromzuführungsabschnitt 126 für jedes Schaltelement 128 der Wechselrichterschaltung 127 ein Schaltmuster auf der Basis der jeweiligen Messsignale der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w, des zweiten Steuersignals und des Befehlssignals. In Abhängigkeit von dem festgelegten Schaltmuster erfolgt bei dem elektrischen Stromzuführungsabschnitt 126 eine Umschaltung des Durchschaltens und Sperrens eines jeden Schaltelements 128, wobei dann die Spannung jeweils einer Wicklung 22 von zwei durchgeschalteten Schaltelementen 128 zugeführt wird.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Motor-Steuereinrichtung 100 die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 einen unter dem Bezugswert R_cas liegenden niedrigen Drehzahlwert annimmt, erzeugt die Steuerschaltung 150 das erste und zweite Steuersignal auf der Basis des die Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 angebenden Motor-Umdrehungssignals. Da hierbei der Bezugswert R_cas dem unteren Messgrenzwert des ersten Drehzahlsensors 160 entspricht oder größer ist, erfolgen die Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals und die elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Steuersignal auch dann, wenn die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 kleiner als der untere Messgrenzwert des ersten Drehzahlsensors 160 ist. Da der Bezugswert R_cas außerdem auch dem unteren Messgrenzwert des zweiten Drehzahlsensors 162 entspricht oder größer ist, erfolgen die Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals und die elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Steuersignal auch dann, wenn die Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle kleiner als der untere Messgrenzwert des zweiten Drehzahlsensors 162 ist.
Wenn dagegen bei der Motor-Steuereinrichtung 100 die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 einen dem Bezugswert R_cas entsprechenden oder übersteigenden hohen Drehzahlwert annimmt, erzeugt die Steuerschaltung 150 das erste und zweite Steuersignal auf der Basis des die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 angebenden ersten Maschinendrehzahlsignals und des die Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle angebenden zweiten Maschinendrehzahlsignals. Hierbei stellt der Bezugswert R_cas die unteren Messgrenzwerte des ersten Drehzahlsensors 160 und des zweiten Drehzahlsensors 162 dar oder ist größer, wobei die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 ungefähr dem halben Wert der Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle entspricht. Wenn somit die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 den Bezugswert R_as erreicht oder überschreitet, werden sowohl das erste als auch das zweite Maschinendrehzahlsignal abgegeben. Auf diese Weise lassen sich die Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals auf der Basis des ersten und zweiten Maschinendrehzahlsignals und die elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Steuersignal zuverlässig realisieren.
Die Ventilsteuerzeiten können somit in Abhängigkeit von dem Betrag der Maschinendrehzahl von der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 in geeigneter Weise eingestellt werden, indem der Motor 12 von der Motor-Steuereinrichtung 100 entsprechend angetrieben und gesteuert wird.
Die Steuerschaltung 150 der Motor-Steuereinrichtung 100 verwendet das erste und das zweite Maschinendrehzahlsignal auch bei der Steuerung der Brennkraftmaschine. Wenn somit das Steuersignal auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals erzeugt wird, wird die Steuerschaltung 150 im Vergleich zu dem Fall der Erzeugung des Steuersignals nur auf der Basis des ersten und zweiten Maschinendrehzahlsignals erheblich stärker belastet. Die Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals ist jedoch auf die Situation beschränkt, bei der die Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 unter dem Bezugswert R_cas liegt. Somit kann eine geeignete Einstellung der Ventilsteuerzeiten erfolgen, während gleichzeitig eine höhere Belastung der Steuerschaltung 150 weitgehend eingeschränkt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein in 8 veranschaulichtes zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Eine Motor-Steuereinrichtung 200 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst eine dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechende Umdrehungssignal-Generatorschaltung 210 in Verbindung mit einer einen unterschiedlichen Schaltungsaufbau aufweisenden Treiberschaltung 220. Mit Hilfe der Motor-Steuereinrichtung 200 des zweiten Ausführungsbeispiels lässt sich eine ähnliche Wirkung wie im Falle der Verwendung der Motor-Steuereinrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels erzielen.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein in 9 dargestelltes drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ebenfalls eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem ersten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 250 des dritten Ausführungsbeispiels ist eine Steuerschaltung 260 mit den Hall-Elementen 18u, 18v, 18w über eine Treiberschaltung 270 verbunden. Der Steuerschaltung 260 wird ein jeweiliges Messsignal von jedem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w als Motor-Umdrehungssignal zugeführt, das die Istdrehstellung θ der Motorwelle 14 angibt. Die Steuerschaltung 260 berechnet hierbei den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 durch Realisierung einer ähnlichen Funktion wie im Falle der Verwendung der Verknüpfungsglieder 121, 122, 123 des Umdrehungssignal-Generatorabschnitts 120 des ersten Ausführungsbeispiels und berechnet außerdem das Vorzeichen der Istdrehzahl R_m in ähnlicher Weise wie der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 des ersten Ausführungsbeispiels. Auf diese Weise werden der Absolutwert und das Vorzeichen berechnet, sodass die Steuerschaltung 260 das erste und zweite Steuersignal ähnlich wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels unter Verwendung der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 erzeugen kann.
Bei der Treiberschaltung 270 der Motor-Steuereinrichtung 250 ist der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 des ersten Ausführungsbeispiels nicht vorgesehen, sondern die Hall-Elemente 18u, 18v, 18w sind mit einem Regelabschnitt 280 verbunden, der den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 aus der zeitlichen Differenz zwischen den in zumindest einem der von den jeweiligen Hall-Elementen 18u, 18v, 18w erhaltenen Motor-Umdrehungssignale auftretenden Signalflanken berechnet. Der Regelabschnitt 280 bestimmt dann die Stellspannung V_m als Stell- oder Steuerwert zur Einregelung des berechneten Absolutwertes der Istdrehzahl R_m auf die von dem ersten Steuersignal angegebene Solldrehzahl r_m und erzeugt ein Befehlssignal, das diese Stellspannung V_m enthält.
Bei Verwendung der Motor-Steuereinrichtung 250 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann somit eine ähnliche Wirkung wie im Falle der Motor-Steuereinrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels erhalten werden.
Gemäß einer in 10 veranschaulichten Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels kann das von jedem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w erhaltene Messsignal auch der Steuerschaltung 260 ohne Zwischenschaltung der Treiberschaltung 270 zugeführt werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein in 11 veranschaulichtes viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem ersten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauteile und Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 300 dieses vierten Ausführungsbeispiels ist ein Signalformungsabschnitt 314 auf der Eingangsseite eines Inverters 123 in einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 312 einer Treiberschaltung 310 angeordnet. Dieser Signalformungsabschnitt 314 ist nur mit dem Hall-Element 18w der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w zur Verbesserung der Flankensteilheit des Messsignals dieses Hall-Elements 18w verbunden und führt das auf diese Weise verarbeitete Messsignal dem Inverter 123 zu. Die Steuerschaltung 150 erhält somit ein im wesentlichen durch Inversion des Messsignals des Hall-Elements 18w gebildetes Motor-Umdrehungssignal und kann den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 aus der zeitlichen Differenz zwischen den Flanken dieses Motor-Umdrehungssignals berechnen. Auch bei der Motor-Steuereinrichtung 300 gemäß diesem vierten Ausführungsbeispiel lässt sich somit eine ähnliche Wirkung wie im Falle der Motor-Steuereinrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels erzielen.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann das von dem Signalformungsabschnitt 314 geformte Messsignal des Hall-Elements 18w der Steuerschaltung 150 auch ohne eine Inversion dieses Messsignals zugeführt werden.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Ein in 12 veranschaulichtes fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ebenfalls eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem ersten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 350 des fünften Ausführungsbeispiels schaltet eine Steuerschaltung 360 das Signalerzeugungssystem eines Steuersignals in Abhängigkeit von einer Größer/Kleiner-Relation eines vorgegebenen Bezugswertes R_crs zu der von dem über den zweiten Drehzahlsensor 162 erhaltenen zweiten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle um. Hierbei wird der Bezugswert R_crs auf einen den unteren Messgrenzwerten des ersten Drehzahlsensors 160 und des zweiten Drehzahlsensors 162 entsprechenden oder größeren Wert eingestellt und in einem Speicher der Steuerschaltung 360 vorgespeichert.
Wenn hierbei im einzelnen die von dem zweiten Maschinendrehzahlsignal angegebene Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle kleiner als der Bezugswert R_crs ist, erzeugt die Steuerschaltung 360 ein erstes und ein zweites Steuersignal auf der Basis eines von der Treiberschaltung 110 erhaltenen Motor-Umdrehungssignals, wie dies in 12 veranschaulicht ist. Die Erzeugung eines jeden Steuersignals erfolgt hierbei in ähnlicher Weise wie im Falle einer unter dem Bezugswert R_cas liegenden Istdrehzahl R_ca bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Auch wenn somit die jeweiligen Istdrehzahlen R_cr und R_cr der Kurbelwelle und der Nockenwelle 11 kleiner als die entsprechenden unteren Messgrenzwerte der Drehzahlsensoren 160, 162 sind, lässt sich eine zuverlässige Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignals unter Verwendung der Steuerschaltung 360 und damit wiederum eine zuverlässige elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 unter Verwendung der Treiberschaltung 110 gewährleisten.
Wenn dagegen die von dem zweiten Maschinendrehzahlsignal angegebene Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle den Bezugswert R_crs erreicht oder überschreitet, erzeugt die Steuerschaltung 360 das erste und zweite Steuersignal auf der Basis des von dem ersten Drehzahlsensor 160 und dem zweiten Drehzahlsensor 162 erhaltenen ersten und zweiten Maschinendrehzahlsignals, wie dies in 12 veranschaulicht ist. Die Erzeugung eines jeden Steuersignals erfolgt hierbei in ähnlicher Weise wie im Falle einer den Bezugswert R_cas erreichenden oder überschreitenden Istdrehzahl R_ca bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Da somit die Steuerschaltung 360 die Erzeugung der Steuersignale unter Verwendung der von den Drehzahlsensoren 160, 162 jeweils zuverlässig abgegebenen Maschinendrehzahlsignalen durchführen kann, lässt sich eine zuverlässige elektrische Stromzuführung zu dem Motor 12 unter Verwendung der Treiberschaltung 110 gewährleisten.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Ein in 13 veranschaulichtes sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels dar, wobei dem fünften Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Wie in 13 veranschaulicht ist, erzeugt eine Steuerschaltung 410 einer Motor-Steuereinrichtung 400 des sechsten Ausführungsbeispiels bei einer dem Bezugswert R_crs entsprechenden oder diesen überschreitenden Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle jedes Steuersignal auf der Basis der von den beiden Drehzahlsensoren 160, 162 erhaltenen Maschinendrehzahlsignale und eines von der Treiberschaltung 110 erhaltenen Motor-Umdrehungssignals. Im einzelnen ermittelt die Steuerschaltung 410 hierbei eine Bezugs-Ventilsteuerzeit bei jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine aus der von dem ersten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_ca der Nockenwelle 11 und der von dem zweiten Maschinendrehzahlsignal angegebenen Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle. Außerdem ermittelt die Steuerschaltung 410 eine Phasendifferenz in Bezug auf diese Bezugs-Ventilsteuerzeit aus der von dem Motor-Umdrehungssignal angegebenen Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 und berechnet eine Ist-Ventilsteuerzeit aus dieser Phasendifferenz und der Bezugs-Ventilsteuerzeit. Die Steuerschaltung 410 bestimmt sodann die Solldrehzahl r_m und die Solldrehrichtung dm aus der Phasendifferenz zwischen dieser Ist-Ventilsteuerzeit und einer separat eingestellten bzw. vorgegebenen Soll-Ventilsteuerzeit und erzeugt das erste und zweite Steuersignal, durch die jeweils die Solldrehzahl r_m und die Solldrehrichtung d_m angegeben werden. Wenn die Solldrehzahl R_cr der Kurbelwelle unter dem Bezugswert R_crs liegt, erzeugt die Steuerschaltung 410 das erste und zweite Steuersignal in ähnlicher Weise wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel (ersten Ausführungsbeispiel).
Mit Hilfe der Steuerschaltung 410 kann somit die Solldrehzahl r_m sehr genau erhalten werden, indem sowohl das Motor-Umdrehungssignal als auch das Maschinendrehzahlsignal Verwendung finden, wenn die Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle einen höheren Drehzahlwert annimmt, der gleich dem Bezugswert R_crs ist oder diesen überschreitet. Da somit der Motor 12 mit Hilfe der Treiberschaltung 110 in Abhängigkeit von dem eine sehr genaue Solldrehzahl r_m angebenden ersten Steuersignal eingeschaltet und angetrieben werden kann, lässt sich eine höhere Einstellgenauigkeit der Ventilsteuerzeiten erzielen.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Ein in 14 veranschaulichtes siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem sechsten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 450 des siebten Ausführungsbeispiels ist ein D-Flip-Flop 464 einer Stufe auf der Ausgangsseite eines Inverters 123 in einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 462 einer Treiberschaltung 460 angeordnet. Durch dieses D-Flip-Flop 464 werden die Pegel von über einen Datenausgang und einen invertierten Datenausgang abgegebenen Ausgangssignalen in Abhängigkeit von der Anstiegsflanke eines einem Takteingang zugeführten Eingangssignals angehoben und abgesenkt.
Im einzelnen wird hierbei das Ausgangssignal des Inverters 123 dem Takteingang des D-Flip-Flops 464 als Motor-Umdrehungssignal zugeführt, während das Ausgangssignal des invertierten Signalausgangs des D-Flip-Flops 464 einem Signaleingang des D-Flip-Flops 464 zugeführt wird. Wie in 15 veranschaulicht ist, wird auf diese Weise das über den Signalausgang des D-Flip-Flops 464 abgegebene Motor-Umdrehungssignal zu einem Signal, das im Vergleich zum Abgabezeitpunkt am Inverter 123 nur die halbe Anzahl von Signalflanken aufweist. Hierbei wird die Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Signalflanken des von dem D-Flip-Flop 464 abgegebenen Motor-Umdrehungssignals gleich der Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anstiegsflanken des Ausgangssignals des Inverters 123, zwischen denen sich eine abfallende Flanke befindet, d.h., das von dem D-Flip-Flop 464 abgegebene Motor-Umdrehungssignal stellt ein Signal dar, das den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 genau wiedergibt. Dieses Motor-Umdrehungssignal wird somit der Steuerschaltung 410 als ein den Absolutwert der Istdrehzahl R_m angebendes Signal zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das aus den jeweiligen Messsignalen der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w berechnete Vorzeichen der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 von dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 462 der Steuerschaltung 410 durch ein in Bezug auf das Motor-Umdrehungssignal unterschiedliches Motor-Drehrichtungssignal zugeführt. Die Steuerschaltung 410 kann somit die Istdrehzahl R_m mit dem zugehörigen Vorzeichen auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals und des Motor-Drehrichtungssignals erfassen.
Mit Hilfe des von dem D-Flip-Flop 464 der Steuerschaltung 410 zugeführten Motor-Umdrehungssignals kann somit der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 462 die Anzahl der Signalflanken auf die Hälfte reduzieren, ohne hierdurch eine Abweichung bei der als weiterführende Information abgegebenen Istdrehzahl R_m hervorzurufen. Auch wenn bei einer hohen Drehzahl des Motors 12 zum Abgabezeitpunkt am Inverter 123 keine ausreichende zeitliche Differenz zwischen den Signalflanken des Motor-Umdrehungssignals vorliegt, kann auf diese Weise die zeitliche Differenz zwischen den Signalflanken des Motor-Umdrehungssignals zum Zeitpunkt der Signalübertragung zu der Steuerschaltung 410 auf den doppelten Wert erhöht werden. Da außerdem die Verarbeitungsbelastung auf Grund des Motor-Umdrehungssignals bei der Steuerschaltung 410 auf ein geringes Ausmaß begrenzt werden kann, lässt sich die Belastung der Steuerschaltung 410 verringern.
Wenn ferner eine Störung bei der Signalübertragung von zumindest einem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w zu dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 462 z.B. in der in 16 veranschaulichten Weise auftritt, erfolgt keine Spannungsumschaltung bei einer Flanke dieses (durch eine doppelt strichpunktierte Linie dargestellten) Störungssignals in dem Ausgangssignal des Inverters 123. Hierbei tritt dann eine Signalflanke zu einem anderen Zeitpunkt als im Normalzustand (siehe 15) in dem von dem D-Flip-Flop 464 abgegebenen Motor-Umdrehungssignal auf. Wenn somit der Steuerschaltung 410 das Motor-Umdrehungssignal über das D-Flip-Flop 464 zugeführt wird, kann das Vorliegen eines Störzustands bei den Hall-Elementen 18u, 18v, 18w in Abhängigkeit von dem zeitlichen Auftreten der Signalflanke dieses Empfangssignals festgestellt werden. Bei der Beurteilung des Vorliegens eines Störzustands kann z.B. ein Verfahren Anwendung finden, bei dem die zeitliche Differenz zwischen einer Signalflanke und einer vorherigen Signalflanke bei jedem Auftreten einer Signalflanke in dem Motor-Umdrehungssignal berechnet und das Verhältnis dieser berechneten Zeitdifferenz und der auf der Basis des Zeitpunkts des Auftretens der vorherigen Signalflanke berechneten Zeitdifferenz mit einem normalen Verhältniswert verglichen werden.
Achtes Ausführungsbeispiel
Ein in 17 veranschaulichtes achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des siebten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem siebten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 500 des achten Ausführungsbeispiels sind D-Flip-Flops 514, 516 in zwei Stufen ausgangsseitig eines Inverters 123 in einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 512 einer Treiberschaltung 510 angeordnet. Mit Hilfe dieser beiden D-Flip-Flops 514 und 516 werden die Pegel von über einen Datenausgang und einen invertierten Datenausgang abgegebenen Ausgangssignalen in Abhängigkeit von der Anstiegsflanke eines einem Takteingang zugeführten Eingangssignals angehoben und abgesenkt.
Im einzelnen ist hierbei das D-Flip-Flop 514 der Eingangsstufe auf eine Signal-Eingabebetriebsart eingestellt, die derjenigen des D-Flip-Flops 464 des siebten Ausführungsbeispiels ähnelt. Bei dem D-Flip-Flop 516 der zweiten Stufe wird das über den Signalausgang des D-Flip-Flops 514 der ersten Stufe abgegebene Ausgangssignal dem Takteingang zugeführt, während das Ausgangssignal des invertierten Signalausgangs dieses D-Flip-Flops 516 einem Signaleingang zugeführt wird. Demzufolge wird in der in 18 veranschaulichten Weise das über den Signalausgang des D-Flip-Flops 516 der zweiten Stufe abgegebene Motor-Umdrehungssignal zu einem Signal, das im Vergleich zu dem Abgabezeitpunkt am Inverter 123 nur 1/4 der Anzahl von Signalflanken aufweist. Hierbei wird die Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Flanken in dem von dem D- Flip-Flop 516 der zweiten Stufe abgegebenen Motor-Umdrehungssignal gleich der Zeitdifferenz zwischen Anstiegsflanken in dem Ausgangssignal des Inverters 123, die durch zwei Perioden voneinander getrennt sind, d.h., das von dem D-Flip-Flop 516 der zweiten Stufe abgegebene Motor-Umdrehungssignal gibt den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 genau wieder. Demzufolge wird dieses Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung 410 als ein den Absolutwert der Istdrehzahl R_m angebendes Signal zugeführt.
Mit Hilfe des von dem D-Flip-Flop 516 der zweiten Stufe der Steuerschaltung 410 zugeführten Motor-Umdrehungssignals kann somit der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 512 die Anzahl von Signalflanken auf 1/4 verringern, ohne einen Fehler oder eine Abweichung bei der als weiterführende Information abgegebenen Istdrehzahl R_m zu verursachen. Auf diese Weise lässt sich die Belastung der Steuerschaltung 410 durch ein ähnliches Funktionsprinzip wie im Falle des siebten Ausführungsbeispiels verringern.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Ein in 19 veranschaulichtes neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des achten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem achten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 550 des neunten Ausführungsbeispiels ist ein Frequenz-Spannungs-Umsetzerabschnitt 564, der nachstehend vereinfacht als FV-Umsetzerabschnitt 564 bezeichnet ist, ausgangsseitig eines Inverters 123 in einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 562 einer Treiberschaltung 560 angeordnet. Dieser FV- Umsetzerabschnitt 564 berechnet eine Signalfrequenz F_m aus der Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anstiegsflanken bei einem Ausgangssignal des Inverters 123, zwischen denen sich eine abfallende Flanke befindet (d.h., es wird ein Kehrwert dieser Zeitdifferenz berechnet). Außerdem setzt der FV-Umsetzerabschnitt 564 die berechnete Signalfrequenz F_m in der in 20 veranschaulichten Weise linear in eine Schaltspannung V_S um. Wenn hierbei die Signalfrequenz F_m kleiner als ein Schwellenwert F_mth ist, liegt die Schaltspannung V_S unter einem Schwellenwert V_Stn· Wenn dagegen die Signalfrequenz F_m den Schwellenwert F_mth erreicht oder übersteigt, erreicht auch die Schaltspannung V_S den Schwellenwert V_sth oder übersteigt ihn. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Signalfrequenz F_m einen Wert an, der dem Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 proportional ist. Wenn somit bei diesem Ausführungsbeispiel in der in 20 veranschaulichten Weise der Absolutwert der Istdrehzahl R_m unter einem dem Schwellenwert F_mth entsprechenden Wert R_mth liegt, kann davon ausgegangen werden, dass die Schaltspannung V_S unter dem Schwellenwert V_sth liegt. Wenn dagegen der Absolutwert der Istdrehzahl R_m den dem Schwellenwert F_mth entsprechenden Wert R_mth erreicht oder übersteigt, kann davon ausgegangen werden, dass die Schaltspannung V_S den Schwellenwert V_sth erreicht oder überschreitet.
Außerdem ist ein Schalterabschnitt 566 zwischen dem Inverter 123 und der Steuerschaltung 410 in dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 562 angeordnet. Über diesen Schalterabschnitt 566 erfolgt eine Umschaltung der Zuführung des Motor-Umdrehungssignals von dem Inverter 123 zu der Steuerschaltung 410 in Abhängigkeit von der von dem FV-Umsetzerabschnitt 564 abgegebenen Schaltspannung V_S, d.h., wenn die Schaltspannung V_S unter dem Schwellenwert V_sth liegt, erfolgt durch Überführung des Schalterabschnitts 566 in den Einschaltzustand in der in 20 veranschaulichten Weise eine direkte Zuführung des Motor-Umdrehungssignals von dem Inverter 123 zu der Steuerschaltung 410. Hierbei erhält die Steuerschaltung 410 somit das von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugte Motor-Umdrehungssignal in dieser Form. Wenn dagegen die Schaltspannung V_S die Schwellenspannung V_sth erreicht oder übersteigt, wird durch Überführung des Schalterabschnitts 566 in den Abschaltzustand in der in 20 veranschaulichten Weise das Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung 410 von dem Inverter 123 über die D-Flip-Flops 514, 516 zugeführt, sodass in diesem Falle die Steuerschaltung 410 ein Motor-Umdrehungssignal erhält, bei dem die Anzahl der Signalflanken im Vergleich zum Abgabezeitpunkt am Inverter 123 auf 1/4 verringert ist.
Bei diesem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 562 wird somit bei einem unter dem Wert R_mth liegenden Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 das von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugte Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung 410 in dieser Form zugeführt, sodass die Istdrehzahl R_m durch die Steuerschaltung 410 ohne Begrenzung der Anzahl von Signalflanken genau dem Motor-Umdrehungssignal entnommen werden kann, wenn die Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 eine niedrige Drehzahl annimmt.
Wenn dagegen bei dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 562 der Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 den Wert R_mth erreicht oder überschreitet, kann die Anzahl der Signalflanken des von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugten Motor-Umdrehungssignals auf 1/4 verringert werden, sodass ein Motor-Umdrehungssignal mit einer eingeschränkten Anzahl von Signalflanken in der Steuerschaltung 410 verarbeitet wird, wenn die Drehzahl des Motors 12 entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine usw. einen hohen Drehzahlwert annimmt. Hierdurch wird bei der Steuerschaltung 410 ein Anstieg der Belastung bei der Verarbeitung des Motor-Umdrehungssignals eingeschränkt und auf diese Weise die Belastung verringert.
Zehntes Ausführungsbeispiel
Ein in 21 veranschaulichtes zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des neunten Ausführungsbeispiels dar, wobei dem neunten Ausführungsbeispiel weitgehend entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Bei einer Motor-Steuereinrichtung 600 des zehnten Ausführungsbeispiels ist in einem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 612 einer Treiberschaltung 610 ein Schalterabschnitt 614 zwischen dem D-Flip-Flop 514 der ersten Stufe und der Steuerschaltung 410 angeordnet. Über diesen Schalterabschnitt 614 wird die Zuführung des Motor-Umdrehungssignals von dem Inverter 123 zu der Steuerschaltung 410 in Abhängigkeit von einer Schaltspannung V_S umgeschaltet, die von einem FV-Umsetzerabschnitt 514 zugeführt wird. Bis die Schaltspannung V_S einen Schwellenwert V_sth erreicht, wird der Schalterabschnitt 614 in den Einschaltzustand versetzt und führt das Motor-Umdrehungssignal von dem D-Flip-Flop 514 der ersten Stufe unter Umgehung des D-Flip-Flops 516 der zweiten Stufe der Steuerschaltung 410 zu. Auf diese Weise erhält die Steuerschaltung 410 ein Motor-Umdrehungssignal, bei dem die Anzahl der Signalflanken im Vergleich zum Abgabezeitpunkt am Inverter 123 auf die Hälfte reduziert ist. Wenn dagegen die Schaltspannung V_S die Schwellenspannung V_sth erreicht oder überschreitet, erfolgt die Zuführung des Motor-Umdrehungssignals durch Überführung des Schalterabschnitts 614 in den Abschaltzustand von dem Inverter 123 über die D-Flip-Flops 514, 516 zu der Steuerschaltung 410, sodass in diesem Falle die Steuerschaltung 410 ein Motor-Umdrehungssignal erhält, bei dem die Anzahl der Signalflanken im Vergleich zum Abgabezeitpunkt am Inverter 123 auf 1/4 reduziert ist.
Bei dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 612 kann somit die Anzahl der Signalflanken des von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugten Motor-Umdrehungssignals verringert werden, wenn der Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 einerseits unter dem Wert R_mth und andererseits über dem Wert R_mth liegt oder diesem entspricht. Auf diese Weise wird die Belastung der Steuerschaltung 410 durch ein ähnliches Prinzip wie im Falle des siebten Ausführungsbeispiels reduziert. Darüber hinaus kann bei dem Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 612 bei einem dem Wert R_mth entsprechenden oder diesen übersteigenden Absolutwert der Istdrehzahl R_m die Anzahl der Signalflanken im Vergleich zu dem Fall verringert werden, bei dem der Absolutwert der Istdrehzahl R_m unter dem Wert R_mth liegt. Wenn somit die Drehzahl des Motors 12 entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine usw. einen hohen Drehzahlwert annimmt, kann ein Anstieg des Verarbeitungsausmaßes des Motor-Umdrehungssignals in der Steuerschaltung 410 ausreichend eingeschränkt und damit die Belastung in erheblichem Maße verringert werden.
Vorstehend sind zwar mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben worden, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
So werden z.B. bei den Steuerschaltungen 150, 260, 360, 410 des ersten bis zehnten Ausführungsbeispiels die Solldrehzahl r_m und die Solldrehrichtung d_m der Motorwelle 14 ohne Vorzeichen als Regelsollwerte aus der Phasendifferenz zwischen der Ist-Ventilsteuerzeit und der Soll-Ventilsteuerzeit bestimmt. Zusätzlich zu der Solldrehzahl r_m und der Solldrehrichtung d_m können dann eine mit einem Vorzeichen versehene Solldrehzahl der Motorwelle 14, ein Soll-Änderungsbetrag der Drehzahl der Motorwelle 14, ein Sollwert des elektrischen Laststroms in dem Motor 12 usw. als Regelwerte aus der Phasendifferenz zwischen der Ist-Ventilsteuerzeit und der Soll-Ventilsteuerzeit bestimmt werden. Die Steuerschaltungen 150, 260, 360, 410 können somit auch derart aufgebaut sein, dass zumindest eine Art dieser Werte vorab ausgewählt und als Regelsollwert festgelegt wird, wobei dann eine geeignete Anzahl von diesen Regelsollwert angebenden Steuersignalen erzeugt wird. Hierbei kann ein Steuersignal eine Art des Regelsollwerts oder auch Regelsollwerte verschiedener Art angeben.
Ferner kann bei den Steuerschaltungen 150, 260 des zweiten bis vierten Ausführungsbeispiels das Erzeugungssystem des Steuersignals auch in Abhängigkeit von der Größer/Kleiner-Relation der Istdrehzahl R_cr der Kurbelwelle zu dem Bezugswert R_crs in ähnlicher Weise wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel umgeschaltet werden. Darüber hinaus kann bei den Steuerschaltungen 410 des sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiels das Erzeugungssystem des Steuersignals auch in Abhängigkeit von der Größer/Kleiner-Relation der Istdrehzahl R_ca der Kurbelwelle 11 zu dem Bezugswert R_cas in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel umgeschaltet werden.
Weiterhin können bei den Steuerschaltungen 410 des zweiten und sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiels das erste und zweite Steuersignal auch auf der Basis des ersten und zweiten Maschinendrehzahlsignals und des Motor-Umdrehungssignals ohne Einbeziehung der Istdrehzahlen R_cr, R_ca der Kurbelwelle und der Nockenwelle 11 erzeugt werden. Hierbei erfolgt bei der Abgabe sowohl des ersten als auch des zweiten Maschinendrehzahlsignals die Erzeugung des Steuersignals in ähnlicher Weise wie in dem Fall, in dem bei dem sechsten Ausführungsbeispiel die Istdrehzahl R_cr den Bezugswert R_crs erreicht oder überschreitet. Wenn das erste und/oder das zweite Maschinendrehzahlsignal nicht abgegeben werden, erfolgt die Erzeugung des Steuersignals in ähnlicher Weise wie in dem Fall, in dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Istdrehzahl R_ca unter dem Bezugswert R_cas liegt. Wenn somit das erste und/oder das zweite Maschinendrehzahlsignal nicht abgegeben werden, erfolgt die Erzeugung des Steuersignals auf der Basis des verbleibenden Motor-Umdrehungssignals, sodass sich eine geeignete Einstellung der Ventilsteuerzeiten realisieren lässt.
Außerdem können bei den Umdrehungssignal-Generatorabschnitten 120 des ersten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiels und der Umdrehungssignal-Generatorschaltung 210 des zweiten Ausführungsbeispiels das den Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 angebende Motor-Umdrehungssignal und das das Vorzeichen der Istdrehzahl R_m, d.h., die Drehrichtung der Motorwelle 14 angebende Drehrichtungssignal auch getrennt erzeugt und den Steuerschaltungen 150, 360, 410 zugeführt werden. Darüber hinaus kann bei den Umdrehungssignal-Generatorabschnitten 462, 512, 562, 612 des siebten bis zehnten Ausführungsbeispiels das Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung 410 auch in einer Form zugeführt werden, bei der zusätzlich zu dem Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 das Vorzeichen der berechneten Istdrehzahl R_m angegeben wird.
Außerdem können bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Messsignale von zwei oder nur einem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w der Steuerschaltung 260 über die Treiberschaltung 270 oder ohne Zwischenschaltung der Treiberschaltung 270 zugeführt werden. Darüber hinaus kann bei dem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 120 nicht in ähnlicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel angeordnet sein, sondern das Messsignal von zumindest einem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w kann den Steuerschaltungen 260, 410 auch über die Treiberschaltung 110 oder ohne Zwischenschaltung der Treiberschaltung 110 zugeführt werden.
Ferner kann bei dem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel das Messsignal von nur einem der Hall-Elemente 18u, 18v, 18w den Steuerschaltungen 360, 410 auch durch Inversion dieses Messsignals oder ohne Inversion dieses Messsignals in ähnlicher Weise wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel zugeführt werden. Weiterhin können bei dem vierten bis zehnten Ausführungsbeispiel die Umdrehungssignal-Generatorabschnitte 312, 120, 462, 512, 562, 612 in ähnlicher Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch als separate, unterschiedliche Schaltungsanordnungen in Bezug auf die Treiberschaltungen 310, 110, 460, 510, 560, 610 ausgestaltet sein.
Obwohl bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Drehstrommotor Verwendung findet, kann auch ein anderer bekannter Motor als ein solcher bürstenloser Drehstrommotor verwendet werden. Ferner wird bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel ein Hall-Element als Drehstellungssensor verwendet, jedoch kann auch z.B. ein magnetisches Widerstandselement als Drehstellungssensor Verwendung finden.
Ferner ist es zweckmäßig, eine geeignete Anzahl von Drehstellungssensoren in Abhängigkeit von der Art dieser Sensoren und der Art des Motors in der Drehrichtung des Motors anzuordnen und das Motor-Umdrehungssignal mit einer vorgegebenen, erwünschten Anzahl von Signalflanken zu erzeugen.
Darüber hinaus kann der Umdrehungssignal-Generatorabschnitt 462 des siebten Ausführungsbeispiels zusätzlich auch einen FV-Umsetzerabschnitt 564 und einen Schalterabschnitt 566 aufweisen, durch die Verbindungen wie im Falle des neunten Ausführungsbeispiels herstellbar sind. Wenn hierbei der Absolutwert der Istdrehzahl R_m der Motorwelle 14 unter dem Wert R_mth liegt, wird das von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugte Motor-Umdrehungssignal in dieser Form der Steuerschaltung 410 zugeführt. Wenn dagegen der Absolutwert der Istdrehzahl R_m den Wert R_mth erreicht oder überschreitet, wird das von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugte Motor-Umdrehungssignal mit einer auf die Hälfte verringerten Anzahl von Signalflanken der Steuerschaltung 410 zugeführt. Hierbei kann eine geeignete Anzahl von D-Flip-Flops zur Verringerung der Anzahl der Signalflanken bei dem von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugten Motor-Umdrehungssignal entsprechend dem Verringerungsverhältnis der berechneten Anzahl von Signalflanken verwendet werden. Außerdem kann eine geeignete Anzahl von den D-Flip-Flops zugeordneten Schalterabschnitten zur Durchführung von Additions- und Subtraktionsvorgängen bei der Anzahl der Signalflanken des von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugten Motor-Umdrehungssignals in Abhängigkeit von dem Verringerungsverhältnis der berechneten Anzahl von Signalflanken und der Anzahl der verwendeten D-Flip-Flops an geeigneten Stellen vorgesehen werden. Obwohl die Durchführung der Verringerungsverarbeitung oder der Additions- und Subtraktionsvorgänge bei der Anzahl der Signalflanken des von den Verknüpfungsgliedern 121 bis 123 erzeugten Motor-Umdrehungssignals in Form bekannter Maßnahmen erfolgen kann, kann auch ein anderer Aufbau (z.B. unter Verwendung eines Mikrocomputers) anstelle der von den D-Flip-Flops und einem Schalter bei dem siebten bis zehnten Ausführungsbeispiel gebildeten Anordnung in Betracht gezogen werden.
Die vorstehend beschriebene Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung der mit einem Motor (12) versehenen Art umfasst somit eine Steuerschaltung (150) zur Erzeugung eines Steuersignals sowie eine Treiberschaltung (110) zur Einschaltung und Betätigung des Motors (12) in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung (150) erzeugten Steuersignal. Die Steuerschaltung (150), der ein die Istdrehzahl des Motors (12) angebendes Motor-Umdrehungssignal und ein die Istdrehzahl einer Brennkraftmaschine angebendes Maschinendrehzahlsignal zugeführt werden, erzeugt das Steuersignal auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unter einem Bezugswert liegt. Wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine den Bezugswert erreicht oder überschreitet, erzeugt die Steuerschaltung (150) das Steuersignal auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals.

Claims

Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung zur Regelung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, mit einer Steuerschaltung (150) zur Erzeugung eines Steuersignals, und einer Treiberschaltung (110) zur Einschaltung und Betätigung des Motors (12) in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung (150) erzeugten Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (150), der ein eine Istdrehzahl oder eine Istdrehstellung des Motors (12) angebendes Motor-Umdrehungssignal und ein die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine angebendes Maschinendrehzahlsignal zugeführt werden, das Steuersignal auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals erzeugt, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unter einem Bezugswert liegt, und das Steuersignal auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals erzeugt, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine den Bezugswert erreicht oder überschreitet.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung zur Regelung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, mit einer Steuerschaltung (150) zur Erzeugung eines Steuersignals, und einer Treiberschaltung (110) zur Einschaltung und Betätigung des Motors (12) in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung (150) erzeugten Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (150), der ein eine Istdrehzahl oder eine Istdrehstellung des Motors (12) angebendes Motor-Umdrehungssignal und ein die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine angebendes Maschinendrehzahlsignal zugeführt werden, das Steuersignal auf der Basis des Motor-Umdrehungssignals erzeugt, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine unter einem Bezugswert liegt, und das Steuersignal auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals und des Motor-Umdrehungssignals erzeugt, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine den Bezugswert erreicht oder überschreitet.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung zur Regelung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (150) zur Aufnahme eines eine Istdrehzahl oder eine Istdrehstellung des Motors (12) angebenden Motor-Umdrehungssignals und eines eine Istdrehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Maschinendrehzahlsignals und Erzeugung eines Steuersignals auf der Basis des Maschinendrehzahlsignals und des Motor-Umdrehungssignals, und eine Treiberschaltung (110) zur Einschaltung und Betätigung des Motors (12) in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung (150) erzeugten Steuersignal.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschaltung (150) ein Messsignal von zur Erfassung der Istdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drehzahlsensoren (160, 162) als das Maschinendrehzahlsignal zugeführt wird, und der Bezugswert auf einen Wert eingestellt ist, der gleich einem unteren Messgrenzwert der Drehzahlsensoren (160, 162) oder größer ist.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das die Istdrehzahl des Motors (12) angebende Motor-Umdrehungssignal auf der Basis eines Messsignals eines zur Erfassung der Istdrehstellung des Motors (12) vorgesehenen Drehstellungssensors erzeugt, und der Steuerschaltung (150) das von der Treiberschaltung (110) erzeugte Motor-Umdrehungssignal zugeführt wird.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das Motor-Umdrehungssignal auf der Basis der Messsignale einer Vielzahl der Drehstellungssensoren (18u, 18v, 18w) erzeugt.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das Messsignal mit einem in Abhängigkeit von der Istdrehstellung des Motors (12) zu verschiedenen Zeiten umgeschalteten Spannungspegel von der Vielzahl der Drehstellungssensoren (18u, 18v, 18w) erhält und das Motor-Umdrehungssignal mit einem bei jedem Auftreten einer Signalflanke in einem dieser Messsignale umgeschalteten Spannungspegel erzeugt.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschaltung (150) ein Messsignal von zur Erfassung der Istdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drehzahlsensoren (160, 162) als das Maschinendrehzahlsignal zugeführt wird, und der Bezugswert auf einen Wert eingestellt ist, der gleich einem unteren Messgrenzwert der Drehzahlsensoren (160, 162) oder größer ist.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2, 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das die Istdrehzahl des Motors (12) angebende Motor-Umdrehungssignal auf der Basis eines Messsignals eines zur Erfassung der Istdrehstellung des Motors (12) vorgesehenen Drehstellungssensors erzeugt, und der Steuerschaltung (150) das von der Treiberschaltung (110) erzeugte Motor-Umdrehungssignal zugeführt wird.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das Motor-Umdrehungssignal auf der Basis der Messsignale einer Vielzahl der Drehstellungssensoren (18u, 18v, 18w) erzeugt.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das Messsignal mit einem in Abhängigkeit von der Istdrehstellung des Motors (12) zu verschiedenen Zeiten umgeschalteten Spannungspegel von der Vielzahl der Drehstellungssensoren (18u, 18v, 18w) erhält und das Motor-Umdrehungssignal mit einem bei jedem Auftreten einer Signalflanke in einem dieser Messsignale umgeschalteten Spannungspegel erzeugt.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das erzeugte Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung (150) unter Verringerung der Anzahl von Signalflanken zuführt.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) das Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung (150) in der vorliegenden Form zuführt, wenn der von dem erzeugten Motor-Umdrehungssignal angegebene Absolutwert der Istdrehzahl des Motors (12) unter einem Schwellenwert liegt, und eine Verringerung der Anzahl von Signalflanken bei dem Motor-Umdrehungssignal vornimmt und dieses Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung (150) zuführt, wenn der von dem erzeugten Motor-Umdrehungssignal angegebene Absolutwert der Istdrehzahl des Motors (12) den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (110) eine Verringerung der Anzahl von Signalflanken bei dem Motor-Umdrehungssignal vornimmt und dieses Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung (150) zuführt, wenn der von dem erzeugten Motor-Umdrehungssignal angegebene Absolutwert der Istdrehzahl des Motors (12) unter einem Schwellenwert liegt, und eine im Vergleich zu dem Fall eines unter dem Schwellenwert liegenden Absolutwertes weitere Verringerung der Anzahl von Signalflanken bei dem Motor-Umdrehungssignal vornimmt und dieses Motor-Umdrehungssignal der Steuerschaltung (150) zuführt, wenn der von dem erzeugten Motor-Umdrehungssignal angegebene Absolutwert der Istdrehzahl des Motors (12) den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschaltung (150) ein Messsignal eines zur Erfassung der Istdrehstellung des Motors (12) vorgesehenen Drehstellungssensors als das die Istdrehstellung des Motors (12) angebende Motor-Umdrehungssignal zugeführt wird.
Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (150) eine Funktion zur Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine aufweist.