DE102005041092B4

DE102005041092B4 - Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005041092B4
Application number: DE102005041092.8A
Authority: DE
Inventors: Kazunari Izumi; Haruyuki Urushihata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: US7308877B2; US20060042579A1; JP4196294B2; DE102005041092A1; JP2006070754A

Abstract

Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, die eine Ventilsteuerzeit eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils durch Verändern einer Drehzahl eines Antriebsmotors (26) relativ zu einer Drehzahl einer Nockenwelle (16) auf eine derartige Weise einstellt, um eine Drehphase der Nockenwelle (16) relativ zu einer Kurbelwelle (12) einer Brennkraftmaschine (11) zu verändern, wobei die Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit:einen Kurbelwinkelsensor (20), der bei jedem vorgegebenen Kurbelwinkel ein Kurbelwinkelsignal ausgibt;einen Nockenwinkelsensor (19), der bei jedem vorgegebenen Nockenwinkel ein Nockenwinkelsignal ausgibt;eine Ventilsteuerzeitberechnungseinrichtung (30, 103 - 110) zum Berechnen einer Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal jedes Mal, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird; und eine Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) zum wiederkehrenden Berechnen einer letzten Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit und der Ist-Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt hat, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, wobei der Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einer Differenz zwischen einer Information, die die Drehzahl des Motors (26) darstellt, und einer Information, die die Drehzahl der Nockenwelle (16) darstellt, wiederkehrend berechnet wird, wenn die innere Verbrennung unter einer vorgegebenen Bedingung läuft, dadurch gekennzeichnet, dassdie Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) die letzte Ist-Ventilsteuerzeit berechnet, wenn mindestens einer von einem Veränderungsbetrag einer Brennkraftmaschinendrehzahl, einem Veränderungsbetrag der Ist-Ventilsteuerzeit und einem Veränderungsbetrag einer Soll-Ventilsteuerzeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, die eine Ventilsteuerzeit eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine variiert.
Die JP 2001 - 355 462 A , die ein Gegenstück der US 6 405 694 B2 ist, zeigt eine Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, in der eine Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Kurbelwinkelsignal und einem Nockenwinkelsignal berechnet wird. Ein Kurbelwinkelsensor gibt das Kurbelwinkelsignal alle vorgegebenen Kurbelwinkel aus und ein Nockenwinkelsensor gibt das Nockenwinkelsignal alle vorgegebenen Nockenwinkel aus. In dieser Steuerung kann jedoch die Ist-Ventilsteuerzeit nicht während einem Zeitraum von dem Zeitpunkt, wenn ein vorhergehendes Nockenwinkelsignal ausgegeben ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn das nächste Nockenwinkelsignal ausgegeben ist, berechnet werden. Somit wird, sogar obwohl die Ist-Ventilsteuerzeit kontinuierlich variiert wird, die Ist-Ventilsteuerzeit schrittweise aktualisiert.
Die JP 2004 - 162 706 A zeigt eine weitere Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, in der ein Antriebsmotor eine Drehphase einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle variiert, um eine Ventilsteuerzeit einzustellen. In dieser Ventilsteuerzeitsteuerung wird eine Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Nockenwinkelsignal und einem Kurbelwinkelsignal jedes Mal berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal von dem Nockenwinkelsensor ausgegeben wird. Ein Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag wird wiederkehrend auf der Grundlage von einem Unterschied zwischen der Antriebsmotordrehzahl und der Drehzahl der Nockenwelle berechnet. Der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag wird zu der Ist-Ventilsteuerzeit addiert, die zu dem Zeitpunkt berechnet wird, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, um eine letzte Ist-Ventilsteuerzeit zu erhalten. Somit wird, sogar wenn das Nockenwinkelsignal nicht ausgegeben wird, die Ist-Ventilsteuerzeit wiederkehrend berechnet, um eine Genauigkeit der Ventilsteuerzeitsteuerung zu verstärken.
In dieser Ventilsteuerzeitsteuerung wird jedoch eine Berechnungsbelastung der Steuerung erhöht, da die Ist-Ventilsteuerzeit immer auf der Grundlage von der Differenz der Drehzahlen berechnet wird, sogar wenn das Kurbelwinkelsignal nicht ausgegeben wird.
Ferner ist aus DE 103 92 698 T5 eine Steuerung gemäß den Oberbegriffen von Ansprüchen 1 und 2 offenbart.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des vorstehenden erfolgt und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit zu schaffen, die die Ventilsteuerzeit genau steuert und ihre Berechnungsbelastung verringert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Steuerung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und mit einer Steuerung mit den Merkmalen von Anspruch 2 gelöst.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt, in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und in denen:

1 eine schematische Ansicht eines Motorsteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist;
2 eine schematische Ansicht einer Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit ist;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ist-Ventilsteuerzeitberechnungsprogramm zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ist-Ventilsteuerzeitberechnungsprogramm zeigt;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ist-Ventilsteuerzeitberechnungsprogramm zeigt;
6A bis 6C Zeitdiagramme zum Erläutern eines Wegs einer Ist-Ventilsteuerzeitberechnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind;
7 ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Ist-Ventilsteuerzeitberechnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist; und
8 ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Wegs einer Ist-Ventilsteuerzeitberechnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Bezugnehmend auf 1 bis 7 ist nachstehend ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben.
1 zeigt schematisch einen Gesamtaufbau eines Verbrennungsmotorsteuersystems. Eine Brennkraftmaschine 11, die nachstehend als Verbrennungsmotor bezeichnet ist, hat eine Kurbelwelle 12. Eine Antriebskraft der Kurbelwelle 12 wird durch eine Steuerzeitkette 13 (oder einem Steuerzeitriemen) und Kettenräder 14, 15 auf eine Einlassnockenwelle 16 und eine Auslassnockenwelle 17 übertragen. Eine Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit 18 ist mit der Einlassnockenwelle 16 gekoppelt. Die Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit 18 variiert eine Drehphase (Nockenwellenphase) der Einlassnockenwelle 16 relativ zu der Kurbelwelle 12, so dass die Ventilsteuerzeit eines Einlassventils (nicht gezeigt) eingestellt wird.
Ein Nockenwinkelsensor 19 ist um die Einlassnockenwelle 16 vorgesehen. Der Nockenwinkelsensor 19 gibt alle vorgegebenen Nockenwinkel der Einlassnockenwelle 16 ein Nockenwinkelsignal aus. Ein Kurbelwinkelsensor 20 ist um die Kurbelwelle 12 vorgesehen. Der Kurbelwinkelsensor 20 gibt alle vorgegebenen Kurbelwinkel ein Kurbelwinkelsignal aus. Bezugnehmend auf 2 ist ein Aufbau der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit 18 beschrieben. Die Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit 18 hat einen Phasensteuermechanismus 21. Der Phasensteuermechanismus 21 hat ein äußeres Zahnrad 22, ein inneres Zahnrad 23 und ein Planetenzahnrad 24. Das äußere Zahnrad 22 ist konzentrisch mit der Einlassnockenwelle 16 angeordnet und hat Innenzähne. Das innere Zahnrad 22 ist konzentrisch mit dem äußeren Zahnrad 22 angeordnet und hat Außenzähne. Das Planetenrad 24 ist zwischen dem äußeren Zahnrad 22 und dem inneren Zahnrad 23 angeordnet, um mit beiden Zahnrädern 22, 23 einzugreifen. Das äußere Zahnrad 22 dreht integral mit dem Kettenrad 14, das in Synchronisation mit der Kurbelwelle 12 dreht und das innere Zahnrad 23 dreht integral mit der Einlassnockenwelle 16. Das Planetenrad 24 dreht um das innere Zahnrad 23, um eine Drehkraft von dem äußeren Zahnrad 22 auf das innere Zahnrad 23 zu übertragen. Eine Drehphase des inneren Zahnrads 23 relativ zu dem äußeren Zahnrad 22 wird durch Variieren einer Umlaufdrehzahl des Planetenrads 24 relativ zu der Drehzahl des inneren Zahnrads 23 eingestellt.
Der Verbrennungsmotor 11 ist mit einem Motor 26 versehen, der die Drehzahl des Planetenrads 24 variiert. Eine Drehwelle 27 des Motors 26 ist konzentrisch mit der Einlassnockenwelle 16, dem äußeren Zahnrad 22 und dem inneren Zahnrad 23 angeordnet. Eine Verbindungswelle 28 verbindet die Drehwelle 27 mit einer Lagerwelle 25 des Planetenrads 24. Wenn der Motor angeregt ist, dreht das Planetenrad 24 auf der Lagerwelle 25 und läuft um das innere Zahnrad 23. Ferner ist der Motor 26 mit einem Motorpositionssensor versehen, der ein Motorwinkelsignal gemäß einer Drehposition des Motors 26 ausgibt.
Wenn der Motor 26 nicht angeregt ist, dreht die Drehwelle 27 in Synchronisation mit der Einlassnockenwelle 16. Das heißt, wenn die Drehzahl RM des Motors 26 mit der Drehzahl RC der Einlassnockenwelle 16 übereinstimmt und die Umlaufdrehzahl des Planetenrads 24 mit der Umlaufdrehzahl des inneren Zahnrads 23 übereinstimmt, wird ein Unterschied zwischen einer Drehphase des äußeren Zahnrads 22 und einer Drehphase des inneren Zahnrads 23 als ein gegenwärtiger Unterschied aufrecht erhalten, um die Ventilsteuerzeit als die gegenwärtige Ventilsteuerzeit aufrecht zu erhalten.
Wenn die Drehzahl RM des Motors 26 höher als die Drehzahl RC der Einlassnockenwelle 16 ausgeführt ist, d. h., wenn die Umlaufdrehzahl des Planetenrads 24 größer als die Umlaufdrehzahl des inneren Zahnrads 23 ausgeführt ist, wird die Drehphase des inneren Zahnrads 23 relativ zu dem äußeren Zahnrad 22 vorgerückt, so dass die Ventilsteuerzeit des Einlassventils vorgerückt wird.
Wenn die Drehzahl RM des Motors 26 niedriger als die Drehzahl RC der Einlassnockenwelle 16 ausgeführt wird, d. h., wenn die Umlaufdrehzahl des Planetenrads 24 geringer als die Drehzahl des inneren Zahnrads 23 ausgeführt ist, wird die Drehphase des inneren Zahnrads 23 relativ zu dem äußeren Zahnrad 22 vorgerückt, so dass die Ventilsteuerzeit des Einlassventils verzögert ist.
Die Ausgänge der Sensoren werden in eine elektronische Steuereinheit 30 eingegeben, die nachstehend als ECU 30 bezeichnet ist. Die ECU 30 hat einen Mikrocomputer, der Motorsteuerprogramme ausführt, die in einen ROM (Nur-Lese-Speicher) gespeichert sind, um eine Kraftstoffeinspritzung und eine Zündsteuerzeit entsprechend einer Motorantriebsbedingung zu steuern.
Die ECU 30 steuert den Motor 26 der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, so dass die Ist-Ventilsteuerzeit des Einlassventils mit einer Soll-Steuerzeit übereinstimmt. 3 bis 5 sind Ablaufdiagramme, die Ist-Ventilsteuerzeitberechnungsprogramme zeigen.
Während der Verbrennungsmotor 11 unter einer vorgegebenen Bedingung läuft, wird die Ist-Ventilsteuerzeit VTC auf der Grundlage von dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal jedes Mal berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird. Ein Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVT wird auf der Grundlage von einem Unterschied zwischen einer Drehzahlinformation des Motors 26 und der Drehzahlinformation der Einlassnockenwelle 16 berechnet. Der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVT wird zu der Ist-Ventilsteuerzeit VTC hinzugefügt, um eine letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT zu erhalten. Somit wird, sogar wenn das Nockenwinkelsignal nicht ausgegeben wird, die Ist-Ventilsteuerzeit VT in einem vorgegebenen Berechnungszeitraum berechnet, um die Steuerbarkeit der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit zu verbessern.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Motorwinkelsignal, das von dem Motorpositionssensor ausgegeben wird, jedes Mal gezählt, wenn der Motor 26 um einen vorgegebenen Winkel dreht. Ein Kurbelwinkelsignal, das von dem Kurbelwinkelsensor 20 ausgegeben wird, wird ebenso jedes Mal gezählt, wenn die Kurbelwelle 12 um einen vorgegebenen Kurbelwinkel dreht. Ein Veränderungsbetrag ΔCmo des Motorwinkelsignalzählwerts wird als die Drehzahlinformation des Motors 26 verwendet und ein Veränderungsbetrag ΔCcr des Kurbelwinkelsignalzählwerts wird als die Drehzahlinformation der Einlassnockenwelle 16 verwendet.
Andererseits wird, während der Verbrennungsmotor 11 nicht unter der vorgegebenen Bedingung läuft, keine wiederkehrende Ist-Ventilsteuerzeitberechnung ausgeführt. Die Ist-Ventilsteuerzeit wird nur berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, um eine Berechnungsbelastung der ECU 30 zu verringern.
Das Ist-Ventilsteuerzeitberechnungsprogramm, das in 3 bis 5 gezeigt ist, wird wiederkehrend ausgeführt, nachdem ein Zündschalter eingeschaltet ist. In Schritt 101 wird eine Bestimmung, ob der Verbrennungsmotor 11 läuft, auf der Grundlage von dem Kurbelwinkelsignal von dem Kurbelwinkelsensor 20 gemacht.
Wenn die Antwort in Schritt 101 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 102, in dem eine Bestimmung, ob der Nockenwinkelsensor 19 normal ist, gemäß einem Nockenwinkelsensorfehlfunktionserfassungsprogramm gemacht wird.
Wenn der Computer bestimmt, dass der Nockenwinkelsensor 19 normal ist (kein Fehler), schreitet der Ablauf zu Schritt 103, in dem eine Bestimmung gemacht wird, ob das Nockenwinkelsignal, das von dem Nockenwinkelsensor 19 ausgegeben wird, eingegeben wird.
Wenn die Antwort in Schritt 103 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 104, in dem eine Eingangszeit Team des Nockenwinkelsignals in einem Speicher (nicht gezeigt) der ECU 30 gespeichert wird und dann schreitet der Ablauf zu Schritt 105, in dem eine Eingangszeit Tcrk des Kurbelwinkelsignals in dem Speicher gespeichert wird.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 106, in dem eine Zeitdifferenz T des Nockenwinkelsignals relativ zu dem Kurbelwinkelsignals auf der Grundlage von der nachstehenden Gleichung berechnet wird. $TVT = Tcrk - Tcam + K$
„K“ ist ein Korrekturwert, um einen Unterschied im Ansprechen zwischen dem Nockenwinkelsensor 19 und dem Kurbelwinkelsensor 20 zu korrigieren.
In Schritt 107 wird die Drehphase VTB des Nockenwinkelsignals relativ zu dem Kurbelwinkelsignal auf der Grundlage von einer nachstehenden Gleichung berechnet. $VTB = TVT / T120 \times 120 ° CA$
„T120“ ist ein Zeitraum, in dem die Kurbelwelle 12 um 120°CA gedreht wird, was auf der Grundlage von dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 20 berechnet wird.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 108, in dem eine Bestimmung gemacht wird, ob die Ventilsteuerzeit bei einer Bezugsstellung ist. Wenn die Antwort in Schritt 108 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 109, in den eine gegenwärtige Drehphase VTB des Nockenwinkelsignals relativ zu dem Kurbelwinkelsignal als die Bezugsdrehphase VTBK der Einlassnockenwelle 16 relativ zu der Kurbelwelle 12 gelernt ist. Und dann schreitet der Ablauf zu Schritt 110. $VTBK = VTB$
Wenn die Antwort in Schritt 108 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 110, wobei der Schritt 109 übersprungen wird.
In Schritt 110 wird die Drehphase VTC des Nockenwinkelsignals relativ zu der Bezugsdrehphase VTBK auf der Grundlage von der gegenwärtigen Drehphase VTB des Nockenwinkelsignals berechnet wird. Die Drehphase VTC des Nockenwinkelsignals wird als die Ist-Ventilsteuerzeit VTC zum Zeitpunkt, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, definiert. $VTC = VTB - VTBK$
Die Abläufe in den Schritten 103 bis 110 dienen als eine Ventilsteuerzeitberechnungseinrichtung zum Zeitpunkt, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird. Die Ist-Ventilsteuerzeit VTC wird jedes Mal berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal eingegeben wird.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 111, in dem beide von den Ventilsteuerzeitveränderungsbeträgen ΔVTH und ΔVTS jedes Mal auf „0“ zurückgesetzt werden, wenn die Ist-Ventilsteuerzeit VTC zu dem Zeitpunkt berechnet wird, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird. Und dann schreitet der Ablauf zu Schritt 126, in dem die letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet wird. $VT = VTC + Δ VTH + Δ VTS$
Zum Zeitpunkt eines Eingebens des Nockenwinkelsignals ist VT = VTC, da ΔVTH = 0, ΔVTS = 0 in Schritt 111 sind.
Unterdessen, bei der Antwort NEIN in Schritt 103, wird eine Bestimmung gemacht, ob die Bedingung für eine wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung in den Schritten 112 bis 114 in 4 eingerichtet ist.
Die Bedingung für eine wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung hat nachstehende Bedingungen.

(1) Ein Veränderungsbetrag ΔNE der Verbrennungsmotordrehzahl NE je vorgegebenen Zeitraum ist mehr als oder gleich einem vorgegebenen Wert α (Schritt 112) .
(2) Ein Veränderungsbetrag ΔVT der Ist-Ventilsteuerzeit VT je vorgegebenen Zeitraum ist mehr als oder gleich einem vorgegebenen Wert β (Schritt 113).
(3) Ein Veränderungsbetrag ΔVTtg der Soll-Ventilsteuerzeit VTtg je vorgegebenen Zeitraum ist mehr als oder gleich einem vorgegebenen Wert γ (Schritt 114).

Wenn mindestens eine der vorstehenden Bedingungen erfüllt ist, wird die Bedingung für eine wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung eingerichtet. Wenn der Computer bestimmt, dass die Bedingung für eine wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung nicht eingerichtet ist, endet der Ablauf, ohne die Schritte 115 und nachfolgende Schritte auszuführen.
Wenn die Bedingung für eine wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung eingerichtet ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 115, in dem der Zählwert des Kurbelwinkelsignals (oder der Zählwert des Motorwinkelsignals) korrigiert wird. Hierdurch werden, sogar wenn eine Ausgangszahl des Kurbelwinkelsignals je zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 12 von der Ausgangszahl des Motorwinkelsignals je Drehung des Motors 26 verschieden ist, diese Zählwerte auf die gleiche Zahl gebracht.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 116, in dem ein Veränderungsbetrag ΔCcr der Kurbelwinkelsignalzählzahl, die ein Datenwert ist, der eine Korrelation mit einem Drehwinkelveränderungsbetrag der Einlassnockenwelle 16 hat, auf der Grundlage von der nachstehenden Gleichung berechnet wird. $Δ Ccr = Ccr (i) - Ccr (i - 1)$
Hier ist Ccr (i) ein gegenwärtiger Zählwert des Kurbelwinkelsignals und Ccr (i - 1) ist eine vorhergehende Zählzahl des Kurbelwinkelsignals.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 117, in dem ein Veränderungsbetrag ΔCmo des Motorwinkelsignalzählwerts, der ein Datenwert ist, der eine Korrelation mit einem Drehwinkelveränderungsbetrag des Motors 26 hat, auf der Grundlage von der nachstehenden Gleichung berechnet wird. $Δ Cmo = Cmo (i) - Cmo (i - 1)$
Hier ist Cmo (i) eine gegenwärtige Zählwert des Motorwinkelsignals und Cmo (i - 1) ist ein vorhergehender Zählwert des Motorwinkelsignals.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 118, in dem eine Differenz „C“ zwischen dem Veränderungsbetrag ΔCmo und dem Veränderungsbetrag ΔCcr ist $C = Δ Cmo - Δ Ccr$
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 119, in dem die Differenz „C“ in einen Drehwinkelveränderungsbetrag „D“ des Motors 26 relativ zu der Einlassnockenwelle 16 gemäß einer nachstehenden Gleichung umgewandelt wird. $D = C \times D0$
Hier ist D0 ein Umwandlungskoeffizient, der zu einem Drehwinkelveränderungsbetrag des Motors 26 relativ zu der Einlassnockenwelle 16 korrespondiert, wenn die Differenz „C“ ein Zähler ist.
In Schritt 120 wird der Drehwinkelveränderungsbetrag „D“ in einen Veränderungsbetrag einer variablen Ventilsteuerzeit dVTH je Berechnungszeitraum gemäß einer nachstehenden Gleichung umgewandelt wird. $dVTH = D / G$
Hier ist „G“ ein Untersetzungsverhältnis des Phaseneinstellmechanismus 21, das zu einem Verhältnis zwischen einen Relativdrehbetrag des Motors 26 relativ zu der Einlassnockenwelle 16 und dem Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag (Veränderungsbetrag der Nockenwellenphase) korrespondiert.
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 121, in dem der Veränderungsbetrag einer variablen Ventilsteuerzeit dVTH integriert wird, um den Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTH anzutreiben, nachdem ein aktualisiertes Nockenwinkelsignal ausgegeben ist. $Δ VTH = Δ VTH + dVTH$
Auch wenn der Computer in Schritt 102 bestimmt, dass der Nockenwinkelsensor 19 fehlerhaft ist, wird der Ablauf in den Schritten 115 bis 121 ausgeführt, um den Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag dVTH je Berechnungszeitraum zu integrieren, um den Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTH während einem Zeitraum von dem Zeitpunkt, bei dem der Nockenwinkelsensor 19 noch immer normal ist, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem das letzte Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, bevor der Nockenwinkelsensor fehlerhaft wird, zu erhalten.
Nachdem der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTH berechnet ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 126 in 3, um die letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT gemäß der nachstehenden Gleichung zu berechnen. $VT = VTC + Δ VTH + Δ VTS$
Wenn der Nockenwinkelsensor 19 fehlerhaft ist, ist ΔVTS Null, so dass VT = VTC + ΔVTH eingerichtet ist. Die Abläufe in den Schritten 112 bis 121 und 126 korrespondieren zu einer Einrichtung zur wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung.
In Schritt 101 bestimmt der Computer, dass der Verbrennungsmotor 11 nicht läuft, der Ablauf schreitet zu Schritt 122, in dem ein Veränderungsbetrag ΔCmo eines Zählwerts des Motorwinkelsignals gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet wird. $Δ Cmo = Cmo (i) - Cmo (i - 1)$
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 123, wobei der Veränderungsbetrag ΔCmo in den Drehwinkelveränderungsbetrag D des Motors 26 auf der Grundlage von der nachstehenden Gleichung umgewandelt wird. $D = C \times D0$
In Schritt 124 wird der Drehwinkelveränderungsbetrag „D“ in einen Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag dVTS je Berechnungszeitraum gemäß der nachstehenden Gleichung umgewandelt. $dVTS = D / G$
Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 125, in dem der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag dVTS integriert wird, um den Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTS während einem Zeitraum von dem Zeitpunkt, wenn das letzte Nockenwinkelsignal ausgegeben ist, bevor der Verbrennungsmotor stoppt, bis zum momentanen Zeitpunkt anzutreiben. $Δ VTS = Δ VTS + dVTS$
Nachdem der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTS berechnet ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 126, in dem die letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT gemäß einer nachstehenden Gleichung berechnet wird. $VT = VTC + Δ VTH + Δ VTS$
Während der Verbrennungsmotor nicht läuft, ist ΔVTH Null, so dass eingerichtet ist, dass VT = VTC + ΔVTS.
Alternativ kann, wenn der Verbrennungsmotor nicht läuft oder wenn der Nockenwinkelsensor 19 fehlerhaft ist, die Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einer mechanischen Bezugsstellung, wie beispielsweise der am meisten verzögerten Stellung oder einer Bezugsstellung, die durch eine andere Erfassungseinrichtung erfasst wird, berechnet werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird, wenn die Antriebsbedingung eine vorgegebene Bedingung ist, die Ist-Ventilsteuerzeitberechnung zu dem Zeitpunkt, bei dem der Nockenwinkel ausgegeben wird, ausgeführt und die wiederkehrende Ist-Ventilsteuerzeitberechnung wird auf der Grundlage von der Drehinformation des Motors 26 und der Einlassnockenwelle 16 ausgeführt. D. h., dass, wenn der Veränderungsbetrag ΔNE der Verbrennungsmotordrehzahl NE je vorgegebenen Zeitraum größer als ein voreingestellter Wert ist, wie durch den Pfeil „A“ in 6A gezeigt ist, wenn der Veränderungsbetrag ΔVT der Ist-Ventilsteuerzeit VT größer als ein voreingestellter Wert ist, wie durch den Pfeil „A“ in 6B gezeigt ist oder wenn der Veränderungsbetrag ΔVT der Soll-Ventilsteuerzeit VTtg größer als ein voreingestellter Wert ist, wie durch den Pfeil „A“ in 6C gezeigt ist, die nachstehende Berechnung ausgeführt wird.
Insbesondere wird, wie in 7 gezeigt ist, die ein Zeitdiagramm ist, die Ist-Ventilsteuerzeit VTC auf der Grundlage von dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal jedes Mal berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal eingegeben wird, während der Verbrennungsmotor läuft. Wenn das Nockenwinkelsignal eingegeben wird (ausgegeben wird), wird die Ist-Ventilsteuerzeit VTC zu dem Zeitpunkt, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, die letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT. Unterdessen, wenn das Nockenwinkelsignal nicht eingegeben wird, wird der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag dVTH je Berechnungszeitraum auf der Grundlage von dem Unterschied „C“ (= ΔCmo - ΔCcr) zwischen dem Motorwinkelsignal und dem Veränderungsbetrag des Zählwerts des Kurbelwinkelsignals berechnet. Dann wird der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag dVTH integriert, um den Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTH zu erhalten. Dann wird der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVTH zu der aktualisierten Ist-Ventilsteuerzeit VTC addiert, um die letzte Ist-Ventilsteuerzeit VT zu erhalten.
Wenn der Verbrennungsmotor unter einer Übergangsbedingung läuft, wird die wiederkehrende
Ist-Ventilsteuerzeitberechnung ausgeführt, so dass die Ist-Ventilsteuerzeit VT in einem vorgegebenen Zeitraum berechnet werden kann, um die Steuerbarkeit der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit zu verbessern.
Während die Antriebsbedingung außerhalb der vorgegebenen Bedingung ist, wie durch den Pfeil „B“ in 6A bis 6D gezeigt ist, wird die wiederkehrende Ist-Ventilsteuerzeitberechnung nicht ausgeführt, aber die Ist-Ventilsteuerzeitberechnung zu dem Zeitpunkt, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, wird ausgeführt.
Somit wird, wenn die Veränderungsbeträge der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der Ist-Ventilsteuerzeit VT und der Soll-Ventilsteuerzeit VTtg verhältnismäßig klein sind, die Ist-Ventilsteuerzeitberechnung zu dem Zeitpunkt, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, ausgeführt, um die Berechnungsbelastung der ECU 30 zu verringern.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Bezugnehmend auf 8 ist nachstehend ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.
Im Allgemeinen steigt, entsprechend wenn die Verbrennungsmotordrehzahl NE sinkt, ein Berechnungszeitraum jedes Steuerprogramms, um die Berechnungsmenge je vorgegebenen Zeitraum zu verringern.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl NE unter einem vorgegebenen Wert NEα ist, wie durch einen Pfeil „A“ in 8 gezeigt ist, werden beide, die Ist-Ventilsteuerzeitberechnung zu dem Zeitpunkt, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, und die wiederkehrende Ist-Ventilsteuerzeitberechnung ausgeführt. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl NE über dem vorgegebenen Wert NEα ist, wie durch den Pfeil „B“ in 8 gezeigt ist, wird nur die Ist-Ventilsteuerzeitberechnung zu dem Zeitpunkt, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben ist, ausgeführt.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl NE niedrig ist, die wiederkehrende Ventilsteuerzeitberechnung ausgeführt, um die Berechnungsbelastung der ECU 30 zu beschränken, und wenn das Nockenwinkelsignal nicht ausgegeben wird, wird die Ist-Ventilsteuerzeit in einem vorgegebenen Zeitraum berechnet, um die Genauigkeit der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit zu verbessern.
Gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVT auf der Grundlage von dem Zählwert des Motorwinkelsignals und des Kurbelwinkelsignals berechnet. Alternativ kann der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVT auf der Grundlage von einer Differenz zwischen dem Veränderungsbetrag des Motorwinkelsignals und dem Veränderungsbetrag des Kurbelwinkelsignals berechnet werden. Der Ventilsteuerzeitveränderungsbetrag ΔVT kann auf der Grundlage von einer Differenz zwischen der Drehzahl des Motors 26 und der Drehzahl der Einlassnockenwelle 16 berechnet werden.
Der Phaseneinstellmechanismus der Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit ist nicht auf den Planetengetriebemechanismus begrenzt.
Eine Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit stellt eine Ventilsteuerzeit eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils durch Verändern einer Motor (26) Drehzahl relativ zu einer Nockenwelle 16 ein. Wenn ein Verbrennungsmotor (11) unter einer vorgegebenen Bedingung läuft, wird eine Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Nockenwinkelsignal und einem Kurbelwinkelsignal jedes Mal berechnet, wenn das Nockenwinkelsignal eingegeben wird. Eine letzte Ventilsteuerzeit wird durch Addieren eines Ventilsteuerzeitveränderungsbetrags zu der Ist-Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt berechnet, bei dem das Kurbelwinkelsignal ausgegeben wird. Der Ventilsteuerzeitbetrag wird wiederkehrend auf der Grundlage von einem Unterschied zwischen einer Motordrehzahl und einer Drehzahl der Einlassnockenwelle (16) berechnet. Wenn der Verbrennungsmotor (11) unter einer anderen Bedingung läuft, wird nur eine Ist-Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt, zu dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, berechnet.

Claims

Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit, die eine Ventilsteuerzeit eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils durch Verändern einer Drehzahl eines Antriebsmotors (26) relativ zu einer Drehzahl einer Nockenwelle (16) auf eine derartige Weise einstellt, um eine Drehphase der Nockenwelle (16) relativ zu einer Kurbelwelle (12) einer Brennkraftmaschine (11) zu verändern, wobei die Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit: einen Kurbelwinkelsensor (20), der bei jedem vorgegebenen Kurbelwinkel ein Kurbelwinkelsignal ausgibt; einen Nockenwinkelsensor (19), der bei jedem vorgegebenen Nockenwinkel ein Nockenwinkelsignal ausgibt; eine Ventilsteuerzeitberechnungseinrichtung (30, 103 - 110) zum Berechnen einer Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal jedes Mal, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird; und eine Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) zum wiederkehrenden Berechnen einer letzten Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit und der Ist-Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt hat, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, wobei der Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einer Differenz zwischen einer Information, die die Drehzahl des Motors (26) darstellt, und einer Information, die die Drehzahl der Nockenwelle (16) darstellt, wiederkehrend berechnet wird, wenn die innere Verbrennung unter einer vorgegebenen Bedingung läuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) die letzte Ist-Ventilsteuerzeit berechnet, wenn mindestens einer von einem Veränderungsbetrag einer Brennkraftmaschinendrehzahl, einem Veränderungsbetrag der Ist-Ventilsteuerzeit und einem Veränderungsbetrag einer Soll-Ventilsteuerzeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit , die eine Ventilsteuerzeit eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils durch Verändern einer Drehzahl eines Antriebsmotors (26) relativ zu einer Drehzahl einer Nockenwelle (16) auf eine derartige Weise einstellt, um eine Drehphase der Nockenwelle (16) relativ zu einer Kurbelwelle (12) einer Brennkraftmaschine (11) zu verändern, wobei die Steuerung einer variablen Ventilsteuerzeit: einen Kurbelwinkelsensor (20), der bei jedem vorgegebenen Kurbelwinkel ein Kurbelwinkelsignal ausgibt; einen Nockenwinkelsensor (19), der bei jedem vorgegebenen Nockenwinkel ein Nockenwinkelsignal ausgibt; eine Ventilsteuerzeitberechnungseinrichtung (30, 103 - 110) zum Berechnen einer Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal jedes Mal, wenn das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird; und eine Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) zum wiederkehrenden Berechnen einer letzten Ist-Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einem Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit und der Ist-Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt hat, bei dem das Nockenwinkelsignal ausgegeben wird, wobei der Veränderungsbetrag einer Ventilsteuerzeit auf der Grundlage von einer Differenz zwischen einer Information, die die Drehzahl des Motors (26) darstellt, und einer Information, die die Drehzahl der Nockenwelle (16) darstellt, wiederkehrend berechnet wird, wenn die innere Verbrennung unter einer vorgegebenen Bedingung läuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einer wiederkehrenden Ventilsteuerzeitberechnung (30, 112 - 121, 126) die letzte Ist-Ventilsteuerzeit wiederkehrend berechnet, wenn eine Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger als oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.