DE102007061303A1

DE102007061303A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit

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Publication number: DE102007061303A1
Application number: DE102007061303A
Authority: DE
Inventors: Naoki Isesaki Okamoto; Masahiro Atsugi Arai; Hatsuo Atsugi Nagaishi; Takahiro Atsugi Yoshino
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: CN101205839A; JP4889474B2; DE102007061303B4; CN101205839B; US20080167789A1; JP2008157049A; US8165784B2

Abstract

Bei einer variablen Ventileinheit, die mit einem variablen Ventilmechanismus, der die Öffnungscharakteristika eines Motorventils durch eine Drehbewegung einer Steuerwelle variiert, einem Aktuator, der eine Drehbewegung der Steuerwelle erzeugt, einem Anschlag der die Drehbewegung der Steuerwelle begrenzt und einem Winkelsensor versehen ist, der Signale gemäß den Winkelpositionen der Steuerwelle ausgeben kann, wobei das Signal des Winkelsensors an einer Winkelposition, bei der die Drehung der Steuerwelle durch den Anschlag begrenzt wird, erlernt wird, der Aktuator so gesteuert wird, dass die Steuerwelle gegen den Anschlag gedrückt wird, nachdem das Antriebsmoment des Aktuators reduziert wurde, und die Signale des Winkelsensors beim reduzierten Antriebsmoment gespeichert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Methode zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In der offen gelegten japanischen (Kokai) Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 205-188286 wird ein variabler Ventilmechanismus offenbart, bei dem ein Ventilhubbetrag und ein Ventilarbeitswinkel eines Motorventils durch eine Drehung einer Steuerwelle kontinuierlich verändert werden, die von einem Aktuator gedreht wird.
Im oben genannten veröffentlichten Dokument wird ferner offenbart, dass der Aktuator so gesteuert wird, das der minimale Ventilhubbetrag und der minimale Ventilarbeitswinkel während der Kraftstoffabschaltung erreicht werden, bei der ein Fahrzeug die Geschwindigkeit verringert, und in einem solchen Fall die Ausgaben eines Winkelsensors erlernt werden, der einen Drehwinkel der Steuerwelle erfasst.
Beim Erlernen der Sensorausgabe wird die Steuerwelle im Übrigen von einem Aktuator angetrieben, bis die Drehbewegung der Steuerwelle von einem Anschlag begrenzt wird, und danach wird die erhaltene Ausgabe des Winkelsensors erlernt, wenn die Steuerwelle in Kontakt mit den Anschlag kommt.
Jedoch verursacht das kontinuierliche Aufbringen des Aktuator-Drehmoments auf die Steuerwelle, wobei die Steuerwelle ständig in Kontakt mit dem Anschlag steht, eine Biegung bei einer Winkelsensor-Befestigungseinheit, u.s.w. und es tritt wiederum eine Änderung bei den Ausgaben des Winkelsensors ein, selbst wenn die Drehung der Steuerwelle angehalten wurde, und als Folge davon entsteht ein unerfreuliches Problem, wobei sich die Lerngenauigkeit vermindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Verschlechterung der Lerngenauigkeit zu verhindern, die durch die Biegung einer Winkelsensor-Befestigungseinheit u.s.w. verursacht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 13. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine neuartige Methode bereit, wobei eine Betätigung des Aktuators so gesteuert wird, dass die Steuerwelle gegen den Anschlag gedrückt wird, ein durch den Aktuator ausgeübtes Antriebsmoment reduziert wird und die Ausgabesignale des Winkelsensors in einem Zustand des reduzierten Antriebsmoments des Aktuators als Signale an einer Referenzposition erlernt werden, bei der die Ausführung einer Drehbewegung der Steuerwelle durch den Anschlag begrenzt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
Darin zeigt:
1 ein Systemschaubild eines Fahrzeugsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau eines variablen Ventilhubmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Querschnittsansicht, die einen Teil des variablen Ventilhubmechanismus zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm eines Lernprozesses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Zeitschaubild, das die Charakteristika des Winkels einer Steuerwelle und eines Motorbetätigungsbetrags beim Lernprozess der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm des Lernprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ein Zeitschaubild, das die Charakteristika des Winkels einer Steuerwelle eines Motorbetätigungsbetrags beim Lernprozess der zweiten Ausführungsform zeigt;
8 ein Ablaufdiagramm des Lernprozesses gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
9 ein Zeitschaubild, das die Charakteristika des Winkels einer Steuerwelle und eines Motorbetätigungsbetrags beim Lernprozess der dritten Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein Systemschaubild eines Fahrzeugmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 in einem Saugrohr 102 eines Motors 101 angeordnet.
Die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 ist aus einem Drosselventil 103b und einem Drosselmotor 103a zusammengesetzt, der das Drosselventil 103b antreibt.
Die Luft wird über die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 und ein Ansaugventil 105 in eine Brennkammer 106 des Motors 101 angesaugt.
Ein Kraftstoff-Einspritzventil 131 ist an einem Ansaugkanal 130 stromaufwärts eines Einlassventils 105 jedes Zylinders vorgesehen. Das Kraftstoff-Einspritzventil 131 spritzt Kraftstoff proportional zu einer Einspritz-Impulsbreite eines von einem Motor-Steuergerät 114 gesendeten Einspritz-Impulssignals ein.
Der in die Brennkammer 106 angesaugte Kraftstoff wird gezündet und durch eine Funkenzündung einer Zündkerze (nicht dargestellt) verbrannt. Das Verbrennungsabgas in der Brennkammer 106 wird über ein Auslassventil 107 ausgestoßen und durch einen vorderen Katalysator 108 und einen hinteren Katalysator 109 gereinigt.
Im Übrigen kann den Motor ein Motor, der den Kraftstoff direkt in die Brennkammer 106 einspritzt, oder ein Motor sein, der den Kraftstoff komprimiert und zündet.
Das Auslassventil 107 wird angetrieben, um sich mit einem vorgegebenen Ventilhubbetrag, einem Ventilarbeitswinkel und einem Ventiltiming zu öffnen und zu schließen, das von einer Nockenwelle 111 aufrechterhalten wird, die an einer Auslassnockenwelle 110 montiert ist.
Auf der anderen Seite sind als variabler Ventilmechanismus, der die Öffnungscharakteristika des Einlassventils 105 verändert, ein variabler Ventilhubmechanismus 112 und ein variabler Ventiltimingmechanismus 113 eingebaut.
Der variable Ventilhubmechanismus 112 ist ein Mechanismus, um den Ventilhubbetrag des Einlassventils 105 zusammen mit dem Ventilarbeitswinkel kontinuierlich zu verändern.
Der variable Ventiltimingmechanismus 113 ist ein Mechanismus, um eine Mittelphase des Ventilarbeitswinkels des Einlassventils 105 durch Verändern einer Drehphase einer Einlass-Antriebswelle 3 (siehe 2) in Bezug auf eine Kurbelwelle 120 zu verändern.
Ein Motor-Steuergerät 114 beinhaltet einen Mikrocomputer und berechnet durch einen arithmetischen Prozess gemäß einem zuvor gespeicherten Programm eine Kraftstoff-Einspritzmenge, einen Zündzeitpunkt, eine Ansaugluft-Sollmenge und dergleichen. Die Motor-Steuergerät 114 gibt die Steuerungssignale an das Kraftstoff-Einspritzventil 131, einen Leistungstransistor einer Zündspule, eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104, einen variablen Ventilhubmechanismus 112 und einen variablen Ventiltimingmechanismus 113 aus.
Signale von verschiedenen Sensoren werden in das Motor-Steuergerät 114 eingegeben.
Beispiele dieser verschiedenen Sensoren umfassen einen Luftmengenmesser 115, der die Ansaugluftmenge des Motors 101 erfasst, einen Gaspedalsensor 116, der einen Tritt- oder Niederdrückbetrag eines von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigten Gaspedals erfasst, einen Kurbelwinkelsensor 117, der ein Referenz-Kurbelwinkelsignal für jede Referenz-Drehposition der Kurbelwelle 120 ausgibt, einen Drosselklappensensor 118, der eine Öffnungs-TVO des Drosselventils 103 erfasst, einen Wassertemperatursensor 119, der die Kühlwassertemperatur des Motors 101 erfasst, und einen Nockensensor 132, der Nockensignale für jede Referenz-Drehposition der Einlass-Antriebswelle 3 ausgibt.
Darüber hinaus werden die Signale eines Zündungsschalters (Motorschalters) 134 in das Motor-Steuergerät 114 eingegeben.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen variablen Ventilhubmechanismus 112 zeigt.
Die Einlassventile 105 sind für jeden Zylinder paarweise angeordnet und über diesen Einlassventilen 105 ist die Einlass-Antriebswelle 3, die durch die Kurbelwelle 120 rotierend angetrieben wird, entlang der Zylinder-Reihenrichtung drehbar gelagert.
Auf der Einlass-Antriebswelle 3 ist ein Schwingnocken 4, der das öffnen und Schließen des Einlassventils 105 betätigt, relativ drehbar angebracht bzw. aufgesteckt, wobei er in Kontakt mit einem Ventilstößel 105a des Einlassventils 105 gehalten wird.
Der variable Ventilhubmechanismus 112, der den Ventilarbeitswinkel und den Ventilhubbetrag des Einlassventils 105 kontinuierlich verändert, ist zwischen der Einlass-Antriebswelle 3 und dem Schwingnocken 4 angeordnet.
Der variable Ventiltimingmechanismus 113, der die Mittelphase des Ventilarbeitswinkels des Einlassventils 105 durch Verändern der Drehphase der Einlass-Antriebswelle 3 in Bezug auf die Kurbelwelle 120 verändert, ist an einem Ende der Einlass-Antriebswelle 3 angeordnet.
Der variable Ventilhubmechanismus 112 weist, wie in 2 und 3 dargestellt, einen ringförmigen Antriebsnocken 11 (eine Antriebs-Exzenterwelle), die exzentrisch und starr an der Einlass-Antriebswelle 3 montiert ist, ein kreisförmiges Verbindungsglied 12 (erstes Verbindungsglied), das relativ drehbar auf diesen Antriebsnocken 11 aufgesteckt ist, eine Steuerwelle 13, die angeordnet ist, um sich in einer Richtung, in die eine Zylinderreihe angeordnet ist, und nahezu parallel zur Einlass-Antriebswelle 3 zu erstrecken, einen ringförmigen Steuernocken 14 (eine Steuer-Exzenterwelle), die exzentrisch und starr auf dieser Steuerwelle 13 befestigt ist, einen Kipphebel 15, der relativ drehbar auf diesen Steuernocken 14 aufgesteckt ist, und von dem gleichzeitig ein Ende mit dem Kopfende des ringförmigen Verbindungsglieds 12 verbunden ist, und ein stabförmiges Verbindungsglied 16 (zweites Verbindungsglied) auf, das mit dem anderen Ende des Kipphebels 15 und dem Schwingnocken 4 verbunden ist.
Die Steuerwelle 13 wird über eine Getriebevorrichtung 18 von einem Motor (Aktuator) 17 einstellbar rotierend angetrieben.
Ein Vorsprung 13a ist auf der Steuerwelle 13 einstückig vorgesehen und dadurch, dass der Vorsprung 13a in Kontakt mit einem Anschlag 13b gebracht wird, der auf einem Zylinderkopf, u.s.w. einstückig vorgesehen ist, wird die Drehung der Steuerwelle 13 an einer Winkelposition begrenzt, die einem minimalen Ventilhubbetrag entspricht.
Ein weiterer Anschlag, die eine maximale Ventilhubposition definiert, kann zusammen mit dem Anschlag 13b vorgesehen werden, der den minimalen Ventilhubbetrag definiert.
Wenn sich die Einlass-Antriebswelle 3 bei der oben genannten Anordnung in Verbindung mit der Kurbelwelle 120 dreht, bewegt sich das ringförmige Verbindungsglied 12 nahezu parallel über den Antriebsnocken 11 und gleichzeitig bewegt sich der Kipphebel 15 um eine Mittelachse der Steuerwelle 14 hin und her, der Schwingnocken 14 bewegt sich über das stabförmige Verbindungsglied 16 hin und her und das Einlassventil 105 wird angetrieben, um sich zu öffnen und zu schließen.
Durch die Veränderung des Drehwinkels der Steuerwelle 13 durch den Motor 17 werden die Wellen-Mittelstellung der Steuerwelle 14, die als Mittelpunkt der Hin- und Herbewegung des Kipphebels 15 dient, verändert und ferner die Positur des Schwingnockens 4 verändert.
Während die Mittelphase des Ventilarbeitswinkels des Einlassventils 105 nahezu konstant bleibt, werden der Ventilarbeitswinkel und der Ventilhubbetrag des Einlassventils 105 auf diese Art und Weise kontinuierlich verändert.
Die Erfassungssignale von einem Winkelsensor 133, der den Drehwinkel der Steuerwelle 13 erfasst, werden in das Motor-Steuergerät 114 eingegeben. Um die Steuerwelle 13 zur Ziel-Winkelposition zu bewegen, die dem Ziel-Ventilhubbetrag entspricht, werden die Richtung und Größe der am Motor 17 angelegten elektrischen Spannung auf der Basis der Ziel-Winkelposition und der vom Winkelsensor 133 erfassten augenblicklichen Winkelposition einer Feedback-Regelung unterzogen.
Beim variablen Ventilhubmechanismus 112 der vorliegenden Erfindung wirkt die Reaktionskraft zum Öffnen/Schließen in der reduzierenden Richtung des Ventilhubbetrags und daher ist ein Motordrehmoment erforderlich, das der Reaktionskraft standhält, um den vergrößerten Zustand des Ventilhubbetrags aufrecht zu erhalten.
Der Winkelsensor 133 ist ein berührungsloser Winkelsensor. Als berührungsloser Winkelsensor werden, wie in der japanischen offen gelegten (Kokai) Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-194580 offenbart, zum Beispiel ein Sensor, der einen Magnet umfasst, der an einem Ende der Steuerwelle 13 angebracht ist, und eine elektromagnetische Umwandlungseinrichtung verwendet, die gegenüber einer Außenumfangsfläche des Magnets angeordnet ist, und die Änderungen des magnetischen Flusses in Zusammenhang mit der Drehung der Steuerwelle 13 erfasst.
Jedoch ist der Winkelsensor 133 nicht ausschließlich auf einen berührungslosen Sensor begrenzt, sondern ein Berührungs-Winkelsensor, der z. B. ein Potenziometer verwendet, kann eingesetzt werden.
Als variabler Ventiltimingmechanismus 113 wird ein bekannter variabler Drehschieber-Ventiltimingmechanismus verwendet.
Der variable Drehschieber-Ventiltimingmechanismus ist ein Mechanismus, bei dem eine voreilwinkel-seitige Hydraulikkammer und eine nacheilwinkel-seitige Hydraulikkammer auf beiden Seiten des Drehschiebers dadurch ausgebildet sind, dass der durch die Einlass-Antriebswelle 3 abgestützte Drehschieber in einem von einem Nocken-Kettenzahnrad abgestützten Gehäuse angeordnet ist, und der relative Winkel des Drehschiebers in Bezug auf das Nocken-Kettenzahnrad verändert wird, indem die Zuführung und die Ableitung eines Öldrucks zur voreilwinkel-seitigen Hydraulikkammer und der nacheilwinkel-seitigen Hydraulikkammer gesteuert wird, um dadurch die Drehphase der Einlass-Antriebswelle 3 in Bezug auf die Kurbelwelle 120 zu verändern.
Bei der Steuerung des variablen Ventilhubmechanismus 112 wird der augenblickliche Drehwinkel der Steuerwelle 13 aus Signalen des Winkelsensors 133 erfasst und die Stromversorgung des Motors 17 wird einer Feedback-Regelung unterzogen, so dass sich ein erfasster Wert dieses augenblicklichen Drehwinkels dem Ziel-Drehwinkel annähert, der dem Ziel-Ventilhubbetrag entspricht.
Bei der Feedback-Regelung wird die am Motor 17 aufgebrachte elektrische Spannung dadurch geregelt, dass das Duty-ratio bzw. das relative Verhältnis der Dauer bzw. die relative Einschaltdauer der Betriebsignale (der Betätigungsumfang) verändert wird, um die Stromversorgung des Motors 17 gemäß der Abweichung zwischen dem erfassten Wert und dem Zielwert des Drehwinkels einzuschalten und auszuschalten.
Es sei angemerkt, dass die relative Einschaltdauer bei der vorliegenden Anwendung ein On-time-ratio bzw. eine Einschaltdauer in einem Regelzyklus ist und die durchschnittliche am Motor 17 anliegende elektrische Spannung durch eine Veränderung der relativen Einschaltdauer verändert wird.
Die relative Einschaltdauer wird mit Vorzeichen berechnet und die Richtung des Anlegens der Spannung am Motor 17 kann dazwischen umgeschaltet werden, wenn eine positive relative Einschaltdauer vorliegt und wenn eine negative relative Einschaltdauer vorliegt.
Wenn die relative Einschaltdauer positiv ist, wird ein Motordrehmoment erzeugt, um die Steuerwelle 13 in eine Richtung zu drehen, die eine Erhöhung des Ventilhubbetrags bewirkt, und wenn die relative Einschaltdauer negativ ist wird ein Motordrehmoment erzeugt, um die Steuerwelle 13 in eine Richtung zu drehen, die eine Reduzierung des Ventilhubbetrags bewirkt. Wie oben beschrieben, wird der augenblickliche Drehwinkel der Steuerwelle 13 aus Signalen des Winkelsensors 133 erfasst und die Stromversorgung des Motors 17 einer Feedback-Regelung unterzogen. Wenn irgendeine Abweichung bei der Korrelation zwischen den Signalen des Winkelsensors 133 und dem augenblicklichen Winkel der Steuerwelle 13 auftritt, wird der augenblickliche Drehwinkel daher falsch erfasst und die Regelgenauigkeit zum Ziel-Ventilhubbetrag (Ziel-Drehwinkel) verschlechtert sich.
Demzufolge weist das Motor-Steuergerät 114 eine Funktion auf, um die Signale des Winkelsensors 133 an der minimalen Ventilhubposition zu erlernen, bei der der Vorsprung 13a in Kontakt mit dem Anschlag 13b kommt, und die Korrelation zwischen den Signalen des Winkelsensors 133 und der Winkelpositionen der Steuerwelle 13 auf der Basis der erlernten Signalen zu korrigieren.
Das Ablaufdiagramm von 4 zeigt Details eines Lernprozesses vom Motor-Steuergerät 114. Die im Ablaufdiagramm von 4 dargestellte Routine wird mit einer Unterbrechung in vorgegebenen Zeitabständen ausgeführt.
Bei einem Schritt S101 im Ablaufdiagramm von 4 wird ermittelt, ob die Lernbedingungen an der minimalen Ventilhubposition erfüllt sind, oder nicht.
Hierbei wird beurteilt, dass die Lernbedingungen erfüllt sind, wenn der Zündschalter (Motorschalter) 134 unter solchen Bedingungen von EIN auf AUS umgeschaltet wurde, dass der variable Ventilhubmechanismus 112 und der Winkelsensor 133 als normal erkannt wurden.
Wenn beurteilt wird, dass die Lernbedingungen erfüllt sind, rückt der Steuerprozess zu einem Schritt S102 vor.
Beim Schritt S102 wird beurteilt, ob ein AUS-Befehl für den Motor 17 erstellt wurde, oder nicht, und falls kein AUS-Befehl erstellt wurde, rückt die Steuerung zu einem Schritt S103 vor.
Beim Schritt S103 wird der Ziel-Drehwinkel der Steuerwelle 13 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zwangsweise in die reduzierende Richtung des Ventilhubbetrags verändert und die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) der Betriebsignale des Motors 17 wird gemäß dem Ziel-Drehwinkel einer Feedback-Regelung unterzogen.
Bei einem Änderungsprozess des Ziel-Drehwinkels beim Schritt S103 ist der Ziel-Drehwinkel nicht durch den Drehwinkel begrenzt, der der Anschlagposition entspricht, und selbst nachdem der Ziel-Drehwinkel einen Drehwinkel erreicht, der der Anschlagposition entspricht, wird der Ziel-Drehwinkel mit der beibehaltenen vorherigen Geschwindigkeit und Richtung (siehe 5) verändert.
Wenn der Ziel-Drehwinkel, wie oben beschrieben, in die reduzierende Richtung des Ventilbetrags verändert wird, indem das Motordrehmoment verringert wird, das in die Richtung wirkt, die eine Erhöhung des Ventilhubbetrags, wie in 5 dargestellt, verursacht, mit anderen Worten, indem die positive relative Einschaltdauer verringert wird, wird die Steuerwelle 13 durch die Ventil-Reaktionskraft zum Öffnen/Schließen in die reduzierende Richtung des Ventilhubbetrags gedreht.
Wenn jedoch die Drehung der Steuerwelle 13 durch den Anschlag 13b begrenzt und die Drehung der Steuerwelle 13 gestoppt wird, verändert sich der Ziel-Drehwinkel graduell, wohingegen sich der vom Winkelsensor 133 erfasste augenblickliche Drehwinkel nicht verändert, und sich daher die Abweichung zwischen dem Ziel-Drehwinkel und dem augenblicklichen Drehwinkel vergrößert.
Demzufolge wird die relative Einschaltdauer (die angelegte elektrische Spannung) der Betriebsignale des Motors 17, wie in 5 dargestellt, in Richtung Null abnehmend verändert, und selbst wenn die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) Null erreicht, wird die Regelabweichung nicht reduziert und daher verändert sich die relative Einschaltdauer auf einen negativen Wert.
Falls die relative Einschaltdauer negativ ist, wird die Richtung des Anlegens der elektrischen Spannung am Motor 17 zur Richtung, um ein Motordrehmoment in die Richtung zu erzeugen, um den Ventilhubbetrag zu reduzieren, und die Steuerwelle 13 wird durch das Motordrehmoment gegen den Anschlag 13b gedrückt.
In diesem Fall ist ein Begrenzer (< 0) für die negative relative Einschaltdauer vorgesehen, der das Motordrehmoment zum Drehen der Steuerwelle 13 in die reduzierende Richtung des Ventilhubbetrags erzeugt.
Bei einem Schritt S104 erfolgt eine Beurteilung, ob die relative Einschaltdauer des Motors 17 gleichgroß oder kleiner als der Begrenzer ist, oder nicht.
Falls die relative Einschaltdauer gleichgroß oder kleiner als der Begrenzer ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S105 vor und indem der Begrenzerwert auf die relative Einschaltdauer eingestellt wird, wird verhindert, dass die relative Einschaltdauer niedriger als der Begrenzer festgelegt wird. Dies verhindert, dass die Steuerwelle 13 durch ein überhöhtes Motordrehmoment gegen den Anschlag 13b gedrückt wird.
Bei einem Schritt S106 wird, nachdem der Zündschalter 134 ausgeschaltet wurde, beurteilt, ob die Motordrehzahl (U/min) zu Null wird, oder nicht, d. h., ob die Drehung des Motors 101 auf der Basis der Signale vom Kurbelwinkelsensor 117 gestoppt wurde, oder nicht.
Wenn die Drehung des Motors 101 beendet ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S107 vor und ein AUS-Befehl für den Motor 17 wird eingestellt.
Wenn der AUS-Befehl beim Schritt S107 eingestellt wurde, rückt der Prozess, wenn die Steuerung beim nächsten Mal zum Schritt 102 vorrückt, dadurch dass beurteilt wurde, dass der AUS-Befehl eingestellt wurde, vom Schritt S102 zu einem Schritt S108 vor.
Beim Schritt S108 wird beurteilt, ob die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) der Betriebsignale des Motors 17 gleich Null ist und falls die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) nicht gleich Null ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S111 vor und indem die relative Einschaltdauer auf Null eingestellt wird, wird die elektrische Spannungsversorgung des Motors 17 unterbrochen, um den Motor 17 auszuschalten.
Wenn der Motor 17 ausgeschaltet ist, rückt der Prozess beim nächsten Mal vom Schritt S108 zu einem Schritt S109 vor.
Beim Schritt S109 wird beurteilt, ob die Signale des Winkelsensors 133 stabil in der Umgebung der Signale liegen, die dem minimalen Ventilhubbetrag (in der Umgebung der Anschlagposition) entsprechen, oder nicht.
Wenn die Signale des Winkelsensors 133 z. B. in einem Bereich liegen, der das Signal umfasst, das dem minimalen Ventilhubbetrag entspricht, und die Differenz zwischen den maximalen und den minimalen Signalwerten innerhalb einer Referenzzeit geringer als der Grenzwert ist, wird beurteilt, dass die Signale des Winkelsensors 133 stabil sind.
Falls die Signale des Winkelsensors 133 als stabil beurteilt wurden, rückt die Steuerung zu einem Schritt S110 vor und die Signale des Winkelsensors 133 werden dann als Signale an der Winkelposition, bei der die Drehung der Steuerwelle 13 durch den Anschlag 13b begrenzt wurde, d. h. als Signale an der minimalen Ventilhubposition gespeichert.
Jedes Mal, wenn Signale an der minimalen Ventilhubposition neu erforderlich sind, werden die bisherigen Speicherwerte gelöscht und die neu gefundenen Sensorsignale gespeichert.
Wenn die Signale des Winkelsensors 133 an der minimalen Ventilhubposition gespeichert (erlernt) werden, wird die Korrelation zwischen den Signalen des Winkelsensors 133 und dem Drehwinkel der Steuerwelle 13 auf der Basis der Sensorausgabe (des erlernten Werts) an der Anschlagposition neu gespeichert und auf der Basis der Korrelation nach der Modifikation wird der Drehwinkel der Steuerwelle 13 aus den Signalen des Winkelsensors 133 festgestellt.
In einer Tabelle, die die Signale des Winkelsensors 133 auf den Drehwinkel der Steuerwelle 13 umwandelt, werden z. B. die Daten des Winkels, die jedem Signalwert entsprechen, auf der Basis der Signale (erlernten Werte) des Winkelsensors 133 an der minimalen Ventilhubposition einheitlich modifiziert.
Im Zustand, bei dem die Steuerwelle 13 durch das Drehmoment des Motors 17 gegen den Anschlag 13b gedrückt ist, tritt eine Biegung am Befestigungsabschnitt des Winkelsensors 133 auf und dies verändert die Signale des Winkelsensors 133, obwohl die Drehung der Steuerwelle 13 gestoppt wurde, und die Sensorsignale an der Anschlagposition können mit geeigneter Genauigkeit nicht erlernt werden.
Wenn sich der Motor 101 dreht, schwingt die Steuerwelle 13 in Verbindung mit der Schwingung des Motors 101 und dies verändert die Signale des Winkelsensors 123, so dass die Sensorsignale an der Anschlagposition nicht mit ausreichender Genauigkeit erlernt werden können.
Nachdem die Steuerwelle 13 durch das Motordrehmoment gegen den Anschlag 13b gedrückt wurde, wird daher die Stromversorgung zum Motor 17 unterbrochen und dadurch die Biegung am Sensor-Befestigungsabschnitt verringert. Dabei werden die Sensorsignale, nachdem die Drehung des Motors gestoppt ist, an der Anschlagposition erlernt und dadurch kann ein sehr präzises Lernen erreicht werden.
Nachdem die Motordrehung gestoppt ist, wird ferner beurteilt, ob die Signale des Winkelsensors 133 stabil sind, oder nicht. Es ist daher möglich, die Situation zu vermeiden, bei der die Sensorsignale an der Anschlagposition im Zustand erlernt werden, bei dem eine Schwankung der Signale des Winkelsensors 133 nicht auf ihren Normalzustand wiederhergestellt wurde.
Es erfordert eine hinreichend lange Zeit, um die Drehung des Motors 101 anzuhalten, nachdem der Zündschalter 134 ausgeschaltet wurde, verglichen mit der Zeit, die erforderlich ist, um die Steuerwelle 13 zur Anschlagposition zu drehen, nachdem der Zündschalter 134 ausgeschaltet wurde.
Wenn bei der oben genannten Ausführungsform die Drehung des Motors 101 als gestoppt beurteilt wird, bedeutet dies, dass die Steuerwelle 13 angetrieben wird, um sich zu der Position zu drehen, bei der die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag gedrückt ist und die Sensorsignale erlernt werden.
Um den erzeugten Aufprall zu reduzieren, wenn die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b prallt, ist es in dem Fall, bei dem die Änderungsgeschwindigkeit des Ziel-Drehwinkels der Steuerwelle 13 in eine Richtung zur Reduzierung des Ventilhubbetrags verlangsamt wird, möglich, den Lernprozess so festzulegen, dass die Stromversorgung des Motors 17 unterbrochen wird, nachdem bestätigt ist, dass die Steuerwelle 13 angetrieben wurde, um sich zur Position zu drehen, bei der die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b gedrückt ist.
Insbesondere wenn der Ziel-Drehwinkel der Steuerwelle 13 die Anschlagposition überschreitet und/oder die relative Einschaltdauer des Motors 17 den Begrenzer (< 0) einhält, wird beurteilt, dass die Steuerwelle 13 angetrieben wurde, um sich zur Position zu drehen, bei der die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b gedrückt ist, und falls der Motor 101 bei dieser Bedingung stehen bleibt, kann die Stromversorgung des Motors 17 unterbrochen werden.
Beim oben genannten Beispiel wird darüber hinaus die Stromversorgung des Motors 17 unterbrochen, um das Motordrehmoment auf Null zu bringen, aber die relative Einschaltdauer der Betriebssignale des Motors 17 wird vom Begrenzer auf eine Standardeinstellung (0 > Standardeinstellung > Begrenzer) zurückgeführt und das Motordrehmoment, das die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b drückt, kann reduziert werden.
Das Ablaufdiagramm von 6 zeigt eine zweite Ausführungsform des Lernprozesses.
Im Ablaufdiagramm von 6 wird bei einem Schritt S201 beurteilt, ob die Lernbedingungen erfüllt sind, oder nicht.
Beim zweiten Beispiel werden die Sensorsignale an der Anschlagposition während des Betriebs des Motors 101 erlernt. Es wird beurteilt, dass die Lernbedingungen erfüllt sind, wenn der variable Ventilhubmechanismus 112 und der Winkelsensor 133 normal sind, sowie, wenn die Betriebsbedingungen, die die Funktionsfähigkeit des Motors 101 schwer beeinträchtigen, selbst in dem Fall nicht eintreten, bei dem der Ventilhubbetrag des Einlassventils 105 zwangsweise auf den minimalen Ventilhubbetrag gesteuert wird.
Während der Kraftstoffabschaltung, liefert z. B. das Bringen des Ventilhubbetrags auf den minimalen Ventilhubbetrag keinen großen Effekt auf Funktionsfähigkeit des Motors 101.
Wenn die Lernbedingungen erfüllt sind, rückt die Steuerung zu einem Schritt S202 vor.
Beim Schritt S202 wird beurteilt, ob ein AUS-Befehl für den Motor 17 eingestellt ist und falls kein AUS-Befehl eingestellt ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S203 vor.
Beim Schritt S203 wird der Ziel-Drehwinkel der Steuerwelle 13 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zwangsweise in die reduzierende Richtung des Ventilhubbetrags verändert und die relative Einschaltdauer der Betriebssignale des Motors 17 wird gemäß dem Ziel-Drehwinkel (siehe 7) einer Feedback-Regelung unterzogen.
Die Korrelation zwischen der relativen Einschaltdauer der Betriebsignale des Motors 17 und dem Motordrehmoment bei der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform und die Feedback-Regelung der relativen Einschaltdauer sollte auf die gleiche Art und Weise wie bei ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
Bei einem Schritt S204 wird beurteilt, ob der Ziel-Drehwinkel der Drehwelle 13 auf den Grenzwert oder darunter reduziert ist.
Der Grenzwert ist ein Wert, bei dem der Ventilhubbetrag kleiner als der minimale Ventilhubbetrag wird.
Falls der Ziel-Drehwinkel sich auf den Grenzwert oder darunter verringert hat, rückt die Steuerung zu einem Schritt S205 vor.
Beim Schritt S205 wird ermittelt, ob die relative Einschaltdauer der Betriebssignale des Motors 17, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform (siehe 7) beschrieben, den Begrenzer (< 0) einhält, oder nicht.
Wenn in diesem Fall der Ziel-Drehwinkel der Steuerwelle 13 auf den Grenzwert oder darunter verringert wurde und die relative Einschaltdauer den Begrenzer einhält, wird beurteilt, dass die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b gedrückt ist und die Steuerung rückt zu einem Schritt S206 vor.
Beim Schritt S206 wird gleichermaßen wie beim Schritt S109 beurteilt, ob die Signale des Winkelsensors 133 in der Umgebung der Signale an der Anschlagposition stabil sind, oder nicht.
Wenn die Signale des Winkelsensors 133 stabil sind, rückt die Steuerung zu einem Schritt S207 vor und der AUS-Befehl des Motors 17 wird eingestellt.
Demzufolge rückt die Steuerung zum Schritt S202 vor und danach wird beurteilt, dass der AUS-Befehl eingestellt ist und die Steuerung rückt zu einem Schritt S208 vor.
Man beachte, dass es anstelle der Beurteilung, ob die Signale des Winkelsensors 133 stabil sind, oder nicht, möglich ist, zu beurteilen, ob der Zustand, bei dem der Ziel-Drehwinkel auf den Grenzwert oder darunter reduziert wurde und die relative Einschaltdauer den Begrenzer (< 0) einhält, eine vorgegebene Zeitspanne oder länger angedauert hat.
Beim Schritt S208 wird ermittelt, ob die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) gleich Null ist, oder nicht, und falls die relative Einschaltdauer (angelegte elektrische Spannung) Null nicht erreicht hat, rückt die Steuerung zu einem Schritt S211 vor, die relative Einschaltdauer wird auf Null gebracht und die Stromversorgung des Motors 17 unterbrochen.
Weil die relative Einschaltdauer auf Null gebracht wurde, rückt die Steuerung beim nächsten Mal vom Schritt S208 zum Schritt S209 vor.
Beim Schritt S209 wird beurteilt, ob die Signale des Winkelsensors 133 in der Umgebung der Signale an der Anschlagposition stabil sind, oder nicht.
Falls die Signale des Winkelsensors 133 als stabil beurteilt werden, rückt die Steuerung zu einem Schritt S210 vor und die Signale des Winkelsensors 133 werden dann als Signale an der Position (Anschlagposition) gespeichert, bei der die Drehung der Steuerwelle 13 durch den Anschlag 13b (siehe 7) begrenzt wurde.
Wenn die Signale an der Anschlagposition gespeichert sind, wird die Korrelation zwischen den Signalen des Winkelsensors 133 und dem Drehwinkel (Ventilhubbetrag) der Steuerwelle 13 auf der Basis der zuvor gespeicherten Signale modifiziert und auf der Basis der Korrelation nach der Modifikation wird der Drehwinkel (Ventilhubbetrag) der Steuerwelle 13 aus den Signalen des Winkelsensors 133 erhalten.
Nachdem die Steuerwelle 13 durch das Motordrehmoment gegen den Anschlag 13b gedrückt ist, wird auch bei der oben genannten Ausführungsform die Stromversorgung des Motors 17 unterbrochen und dadurch eine Biegung am Sensor-Befestigungsabschnitt verringert. Es ist daher möglich, eine Schwankung der Sensorausgabe aufgrund der Biegung zu vermeiden und die Sensorsignale an der Anschlagposition werden mit hoher Genauigkeit erlernt.
Auf der Basis des Ziel-Drehwinkels (Ziel-Ventilhubbetrags) und der relativen Einschaltdauer des Motors 17 wird ferner beurteilt, ob die Steuerwelle 13 durch das Motordrehmoment gegen den Anschlag 13b gedrückt ist. Deshalb ist es möglich, das Motordrehmoment zu reduzieren, wenn die Bedingung, bei der die Steuerwelle 13 in Kontakt mit dem Anschlag 13b kommt, definitiv erreicht ist und dadurch kann die Lerngenauigkeit ebenfalls verbessert werden.
Anstelle der Unterbrechung der Stromversorgung des Motors 17 wird bei der oben genannten zweiten Ausführungsform die relative Einschaltdauer des Motors 17 vom Begrenzer auf eine Standardeinstellung (0 > Standardeinstellung > Begrenzer) zurückgeführt und das Motordrehmoment, das die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b drückt, kann reduziert werden.
Ferner wird bei der zweiten Ausführungsform die minimale Ventilhubposition erlernt, aber in dem Fall, bei dem die Drehung der Steuerwelle 13 in die ansteigende Richtung des Ventilhubbetrags durch den Anschlag 13b begrenzt wird, kann das Sensorsignal an dieser maximalen Ventilposition auf die gleiche Art und Weise erlernt werden.
Das Ablaufdiagramm von 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des Lernprozesses.
Beim Ablaufdiagramm von 8 wird bei einem Schritt S301 ermittelt, ob die Lernbedingungen erfüllt sind, oder nicht.
Die Lernbedingungen, die hier ermittelt werden, dienen wie bei der zweiten Ausführungsform zur Bestimmung, ob der variable Ventilhubmechanismus 112 und der Winkelsensor 133 normal sind, oder nicht und gleichzeitig, ob die Betriebsbedingungen die Funktionsfähigkeit des Motors 101 nicht übermäßig verschlechtern, selbst wenn der Ventilhubbetrag des Einlassventils 105 zwangsweise auf den minimalen Ventilhubbetrag gesteuert wird.
In einem Schritt S302 wird ermittelt, ob irgendein Änderungsbefehl der relativen Einschaltdauer eingestellt ist, oder nicht, und wenn kein Änderungsbefehl eingestellt ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S303 vor.
Beim Schritt S303 wird die relative Einschaltdauer des Motors 17 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit von dem von der regulären Feedback-Regelung bestimmten Wert zwangsweise reduziert.
Das heißt, dass bei der dritten Ausführungsform, durch die Feedback-Regelung der relativen Einschaltdauer in Richtung des Ziel-Drehwinkels, die relative Einschaltdauer des Motors 17 anstelle der Drehung der Steuerwelle 13 auf die minimale Ventilhubposition (Anschlagposition) zwangsweise reduziert wird, nachdem die Steuerwelle 13 zur Anschlagposition gedreht wurde.
Bei einem Schritt S304 wird beurteilt, ob die relative Einschaltdauer des Motors 17 auf einen Grenzwert B oder darunter (siehe 9) verringert wurde, oder nicht.
Der Grenzwert B ist ein negativer Wert (< 0), der eine Drehmomenterzeugung zur Drehung der Steuerwelle 13 in der reduzierenden Richtung des Ventilhubbetrags bewirkt und zuvor als relative Einschaltdauer eines Absolutwerts gespeichert wurde, der die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b mit einer Druckkraft drücken kann, die größer als eine vorgegebene Kraft ist.
Wenn beim Schritt S304 beurteilt wird, dass die relative Einschaltdauer des Motors 17 auf den Grenzwert B oder darunter verringert wurde, rückt die Steuerung zu einem Schritt S305 vor und es wird beurteilt, ob die Ausgabe des Winkelsensors 133 in der Umgebung der Anschlagposition stabil ist, oder nicht.
Ob die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b gedrückt ist, oder nicht, wird auf diese Weise durch die Tatsache bestätigt, dass die relative Einschaltdauer des Motors 17 auf den Grenzwert B oder darunter reduziert wurde.
Falls die Ausgabe des Winkelsensors 133 stabil ist, rückt die Steuerung zu einem Schritt S306 vor und ein Änderungsbefehl der relativen Einschaltdauer des Motors 17 wird eingestellt.
Wenn die Steuerung beim nächsten Mal zum Schritt S302 gelangt, rückt demzufolge die Steuerung vom Schritt S302 auf einen Schritt S307 vor und beim Schritt S307 wird ermittelt, ob die relative Einschaltdauer des Motors 17 einen Grenzwert A erreicht hat, oder nicht.
Der Grenzwert A ist kleiner als 0 und größer als der Grenzwert B und wird zuvor als Wert gespeichert, der ein Anpress-Drehmoment am Anschlag 13b erzeugt, das keine übermäßige Biegung am Sensor-Befestigungsabschnitt erzeugt.
Falls beim Schritt S307 beurteilt wird, dass die relative Einschaltdauer des Motors 17 den Grenzwert A nicht erreicht hat, rückt die Steuerung zu einem Schritt S310 vor und ein Prozess zur Änderung der relativen Einschaltdauer des Motors 17 vom Grenzwert B zum Grenzwert A wird ausgeführt.
Beim Änderungsprozess des Schrittes S310 wird, nachdem die relative Einschaltdauer vom augenblicklichen Wert der Einschaltdauer auf einen Grenzwert C (0 > Grenzwert A > Grenzwert B > Grenzwert C) schrittweise geändert wurde, die relative Einschaltdauer erhöht und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vom Grenzwert C auf den Grenzwert A verändert, die Biegung am Sensor-Befestigungsbereich wird graduell reduziert (siehe 9) und jeder als Biegung im Moment der Reduzierung erzeugte Aufprall dadurch verringert.
Es sei angemerkt, dass es anstelle der schrittweisen Änderung der relativen Einschaltdauer vom augenblicklichen Wert auf den Grenzwert C und danach dessen graduelle Änderung auf den Grenzwert A möglich ist, die relative Einschaltdauer schrittweise vom erhaltenen Wert, wenn die Steuerung zum Schritt S310 vorrückt, auf den Grenzwert B und danach diesen graduell auf den Grenzwert A zu ändern, oder den Wert schrittweise zur erhaltenen relativen Einschaltdauer zurückzuführen, wenn die Ausführungsbeurteilung im Schritt S306 erfolgt ist und danach diesen graduell auf den Grenzwert A zu ändern.
Wenn die relative Einschaltdauer des Motors 17 beim Prozess des Schrittes S310 auf den Grenzwert A geändert wurde, rückt die Steuerung vom Schritt des S307 beim nächsten Mal vom Schritt S307 zum Schritt S308 vor und es wird beurteilt, ob die Ausgabe des Winkelsensors 133 in der Umgebung der Anschlagposition stabil ist, oder nicht.
Wenn sich die Ausgabe des Winkelsensors 133 stabilisiert hat, rückt die Steuerung zum Schritt S309 vor und die Signale des Winkelsensors 133 werden dann als Signale an der Position, bei der die Drehung der Steuerwelle 13 durch den Anschlag 13b begrenzt ist, das heißt, als Signale an der minimalen Ventilhubposition (siehe 9) gespeichert.
Gemäß der dritten Ausführungsform werden die Sensorsignale, nachdem die Steuerwelle 13 fest gegen den Anschlag 13b gedrückt, die Druckkraft verringert wurde und mit der mit einer schwachen Kraft gegen den Anschlag 13b gepressten Steuerwelle 13 erlernt. Dadurch kann die Verschlechterung der Lerngenauigkeit, die durch die Biegung des Sensor-Befestigungsabschnitts verursacht wurde, vermieden werden und selbst während dem Motorlauf kann der minimale Ventilhubzustand (der Druckzustand gegen den Anschlag 13b) stabil aufrechterhalten werden.
Dies ist nicht die Konfiguration, um ferner die relative Einschaltdauer des Motors 17 auf die minimale Ventilhubposition (Anschlagposition) durch Verändern der Zielvorgabe der Feedback-Regelung zu ändern. Daher kann die relative Einschaltdauer des Motors 17 durch optionale Charakteristika verändert werden und die Biegung des Sensor- Befestigungsbereichs kann bei erwünschten Charakteristika verringert werden, während ein eindeutiges Andrücken der Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b erreicht wird.
Es sei angemerkt, dass es möglich ist, den Begrenzer und die Grenzwerte A, B und C aus der erhaltenen relativen Einschaltdauer zu aktualisieren, wenn sich das Sensorsignal in der Umgebung der minimalen Ventilhubposition (Anschlagposition) zu stabilisieren beginnt.
In dem Fall, bei dem der Ziel-Ventilhubbetrag bei den ersten und zweiten Beispielen verändert wird und die relative Einschaltdauer in Richtung des Grenzwerts B beim dritten Beispiel verändert wird, ist es ferner möglich, den Aufprall, der erzeugt wird, wenn die Steuerwelle 13 entgegen den Anschlag 13b prallt, derart zu reduzieren, dass diese Werte mit einer hohen Geschwindigkeit zu Beginn verändert werden, und wenn beurteilt wurde, dass eine Möglichkeit besteht, dass die Steuerwelle 13 gegen den Anschlag 13b prallt, wird die Änderungsgeschwindigkeit des Ziel-Ventilhubbetrags und die relative Einschaltdauer auf eine niedrigere Geschwindigkeit verändert.
Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 206-344118 vom 21. Dezember 2006 werden hiermit durch Inbezugnahme miteinbezogen.
Während nur ausgesuchte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird dem Durchschnittsfachmann aus dieser Offenbarung einleuchten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierbei erfolgen können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den anliegenden Claims definiert ist.
Darüber hinaus dient die vorhergehende Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung und nicht zum Zwecke der Begrenzung der Erfindung, wie sie durch die anliegenden Ansprüche und ihren Äquivalenten definiert ist.
Zusammenfassend ist festzustellen:
Bei einer variablen Ventileinheit, die mit einem variablen Ventilmechanismus, der die Öffnungscharakteristika eines Motorventils durch eine Drehbewegung einer Steuerwelle variiert, einem Aktuator, der eine Drehbewegung der Steuerwelle erzeugt, einem Anschlag der die Drehbewegung der Steuerwelle begrenzt und einem Winkelsensor versehen ist, der Signale gemäß den Winkelpositionen der Steuerwelle ausgeben kann, wobei das Signal des Winkelsensors an einer Winkelposition, bei der die Drehung der Steuerwelle durch den Anschlag begrenzt wird, erlernt wird, der Aktuator so gesteuert wird, dass die Steuerwelle gegen den Anschlag gedrückt wird, nachdem das Antriebsmoment des Aktuators reduziert wurde, und die Signale des Winkelsensors beim reduzierten Antriebsmoment gespeichert werden.

3: Einlass-Antriebswelle
4: Schwingnocken
11: Antriebsnocken
12: ringförmiges Verbindungsglied
13: Steuerwelle
13a: Vorsprung
13b: Anschlag
14: Steuernocken
15: Kipphebel
16: stabförmiges Verbindungsglied
17: Motor
18: Getriebevorrichtung
101: Motor
102: Ansaugrohr
103a: Drosselmotor
103b: Drosselventil
104: Drosselklappe
105: Einlassventil
105a: Ventilstößel
106: Brennkammer
107: Auslassventil
108: vorderer Katalysator
109: hinterer Katalysator
110: Auslassnockenwelle
111: Nockenwelle
112: variabler Ventilhubmechanismus
113: Variabler Ventiltimingmechanismus
114: Motor-Steuergerät
115: Luftmengenmesser
116: Gaspedalsensor
117: Kurbelwinkelsensor
118: Drosselklappensensor
119: Temperatursensor
120: Kurbelwelle
130: Ansaugkanal
131: Kraftstoff-Einspritzventil
132: Nockensensor
133: Winkelsensor
134: Zündungsschalter

Claims

Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit, die mit einem variablen Ventilmechanismus, der die Öffnungscharakteristika eines Motorventils (105) durch eine Drehbewegung einer Steuerwelle (13) verändert, einem Aktuator (17), der eine Drehbewegung der Steuerwelle (13) erzeugt, einem Anschlag (13b), der angeordnet ist, um die Drehbewegung der Steuerwelle (13) zu begrenzen, und einem Winkelsensor (133) versehen ist, der die Signale gemäß einer Winkelposition der Steuerwelle (13) ausgeben kann, die aufweist: eine Antriebssteuerungseinrichtung (114) um das Antriebsmoment des Aktuators (17) zu reduzieren, nachdem der Aktuator (17) gesteuert wurde, so dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist; und eine Lerneinrichtung (114) zum Erlernen der Signale des Winkelsensors, unter einer Bedingung, bei der das Antriebsmoment des Aktuators (17) durch die Antriebssteuerungseinrichtung (114) reduziert wird, als Signale an einer Referenzposition, an der die Drehbewegung der Steuerwelle (13) durch den Anschlag (13b) begrenzt ist.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) den Aktuator (17) steuert, wenn ein Motor (101) stehen bleibt und das Antriebsmoment des Aktuators (17) unter der Bedingung reduziert, dass sich der Motor (101) im Stillstand befindet.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) auf der Basis eines Betätigungsumfangs des Aktuators (17) beurteilt, ob die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist, oder nicht, und das Antriebsmoment des Aktuators (17) in dem Fall reduziert, bei dem beurteilt wurde, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 3, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) beurteilt, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist, wenn der Betätigungsumfang einen vorgegebenen Wert erreicht und die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) auf der Basis der Signale des Winkelsensors (133) beurteilt, ob die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist, oder nicht, und das Antriebsmoment des Aktuators (17) in dem Fall reduziert, bei dem beurteilt wird, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lerneinrichtung (114) die Ausgaben des Winkelsensors (133) als Ausgaben an der Referenzposition erlernt, nachdem das Antriebsmoment des Aktuators (17) reduziert ist und wenn gleichzeitig die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Aktuator (17) ein Motor (17) ist, und wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) die Stromversorgung für den Motor (17) abschaltet, um dadurch das Antriebsmoment zu reduzieren.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) das Antriebsmoment des Aktuators (17) graduell reduziert.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) einen Betätigungsumfang des Aktuators (17) begrenzt, wenn die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) den Aktuator (17) steuert, um eine Drehbewegung der Steuerwelle (13) zu einer Zielwinkelposition zu erzeugen, die eine Winkelposition überschreitet, bei der die Drehbewegung durch den Anschlag (13b) dadurch begrenzt wird, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt wird.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) einen Betätigungsumfang des Aktuators (17) so verändert, dass eine Winkelposition der Steuerwelle (13) einer Winkelpositionen näherkommt, bei der die Drehbewegung durch den Anschlag (13b) begrenzt wird, damit die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt werden kann.
Vorrichtung zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 1, wobei die Antriebsteuerungseinrichtung (114) einen Betätigungsumfang des Aktuators (17) verändert, bis ein erster Referenzbetrag überschritten wird, um dadurch die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) zu drücken, nach welchem der Betätigungsumfang zu einem zweiten Referenzbetrag zurückgeführt wird, um das Antriebsmoment des Aktuators (17) zu reduzieren.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit, die mit einem variablen Ventilmechanismus, der die Öffnungscharakteristika eines Motorventils (105) durch eine Drehbewegung einer Steuerwelle (13) verändert, einem Aktuator (17), der eine Drehbewegung der Steuerwelle (13) erzeugt, einem Anschlag (13b), der angeordnet ist, um die Drehbewegung der Steuerwelle (13) zu begrenzen, und einem Winkelsensor (133) versehen ist, der die Signale gemäß einer Winkelposition der Steuerwelle (13) ausgeben kann, das die folgenden Schritte aufweist: Steuern des Aktuators (17) so dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt wird; Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17) unter der Bedingung, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist; und Erlernen der Ausgaben des Winkelsensors (133) in einem Zustand, bei dem das Antriebsmoment des Aktuators (17) reduziert ist, als Ausgaben an einer Referenzposition, an der die Drehbewegung der Steuerwelle (13) durch den Anschlag (13b) begrenzt ist.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Andrückens der Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) die folgenden Schritte umfasst: Beurteilen, ob ein Motorschalter (134) ausgeschaltet ist, oder nicht; und Steuern des Aktuators (17), so dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt wird, wenn der Motorschalter (134) ausgeschaltet wird, und wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) die folgenden Schritte umfasst: Beurteilen, ob die die Drehung des Motors (101) gestoppt wurde, oder nicht; und Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17) unter der Bedingung, dass die Drehung des Motors (101) gestoppt wurde.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) die folgenden Schritte umfasst: Beurteilen auf der Basis eines Betätigungsbetrags des Aktuators (17), ob die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist, oder nicht; und Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17), wenn beurteilt wurde, dass die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) die folgenden Schritte umfasst: Beurteilen, ob ein Betätigungsbetrag des Aktuators (17) einen vorgegebenen Wert erreicht hat, oder nicht; Beurteilen, ob die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind, oder nicht; und Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17) wenn der Betätigungsbetrag den vorgegebenen Wert erreicht hat und die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) die folgenden Schritte aufweist: Beurteilen, ob die Steuerwelle (13) auf der Basis der Signale des Winkelsensors (133) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist, oder nicht; und Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17) in dem Fall, bei dem beurteilt wurde, dass die Steuerwelle (13) entgegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Schritt des Erlernens der Ausgaben des Winkelsensors (133) die folgenden Schritte umfasst: Beurteilen, ob das Antriebsmoment des Aktuators (17) reduziert wurde, oder nicht; Beurteilen, ob die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind, oder nicht; und Erlernen der Ausgaben des Winkelsensors (133) als Ausgaben an der Referenzposition, nachdem das Antriebsmoment des Aktuators (17) reduziert wurde und wenn gleichzeitig die Signale des Winkelsensors (133) stabil sind.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei der Aktuator (17) ein Motor (17) ist, und der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) den folgenden Schritt aufweist: Ausschalten der elektrischen Stromversorgung für den Motor (17).
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) den folgenden Schritt aufweist: graduelles Reduzieren des Antriebsmoments des Aktuators (17).
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Andrückens der Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) den folgenden Schritt umfasst: Begrenzen eines Betätigungsbetrags des Aktuators (17) wenn die Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) gedrückt ist.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Andrückens der Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) den folgenden Schritt umfasst: Steuern des Aktuators (17), so dass die Steuerwelle (13) eine Drehbewegung zu einer Zielwinkelposition ausführen kann, die eine Winkelposition überschreitet, an der die Drehbewegung durch den Anschlag (13b) begrenzt wird.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Andrückens der Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) den folgenden Schritt umfasst: Verändern eines Betätigungsbetrags des Aktuators (17), sodass die Winkelposition der Steuerwelle (13) der Winkelposition näherkommt, an der die Drehbewegung durch den Anschlag (13b) begrenzt wird.
Verfahren zum Erlernen einer Referenzposition einer variablen Ventileinheit nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Andrückens der Steuerwelle (13) gegen den Anschlag (13b) den folgenden Schritt umfasst: Verändern eines Betätigungsbetrags des Aktuators (17) bis ein erster Referenzbetrag überschritten ist, und wobei der Schritt des Reduzierens des Antriebsmoments des Aktuators (17) den folgenden Schritt umfasst: Zurückführen des Betätigungsbetrags auf einen zweiten Referenzbetrag.