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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine.
Das Steuersystem erfasst eine Änderungshistorie einer Zustandsgröße
der Brennkraftmaschine von einem Initialwert aus und berechnet den
Istwert der Zustandsgröße auf der Grundlage des
Initialwerts und der Änderungshistorie.
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VERWANDTER STAND DER TECHNIK
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Ein
in der Patentdruckschrift 1 offenbartes Steuersystem setzt einen
Sollwert eines maximalen Hubs eines Brennkraftmaschinenventils auf
der Grundlage eines Brennkraftmaschinenbetriebszustands, um die
Brennstoffeffizienz und die Ausgabe zu verbessern. Das Steuersystem
führt eine Regelung durch, so dass der Istwert des maximalen
Hubs gleich dem Sollwert wird. Typischerweise ist das Steuersystem
wie nachstehend beschrieben aufgebaut.
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Das
Steuersystem umfasst ein Stellglied, das den maximalen Hub ändert,
und einen Messgeber, der ein Impulssignal auf der Grundlage eines
Betriebs des Stellglieds ausgibt. Eine Zählerschaltung erfasst
die Änderungshistorie des maximalen Hubs durch selektives
Erhöhen und Verringern eines Zählwerts auf der
Grundlage des durch den Messgeber ausgegebenen Impulssignals. Die
Zählerschaltung wird durch eine Sicherungsenergiequelle
mit Energie versorgt. Wird die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle
zum Beispiel bei einem Anhalten eines Betriebs der Brennkraftmaschine
unterbrochen, dann wird der Zählwert ohne Rücksichtnahme darauf,
wie lange eine derartige Unterbrechung andauert, auf 0 rückgesetzt
und wird die Änderungshistorie gelöscht.
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Nachdem
die Brennkraftmaschine angelassen ist, lädt und entlädt
ein Mikrocomputer selektiv eine Speicherzelle eines flüchtigen
Speichers des Mikrocomputers durch die Sicherungsenergiequelle, wodurch
der Zählwert der Zählerschaltung oder die Änderungshistorie
des maximalen Hubs von dem Initialwert zu dem Zeitpunkt eines Anlassens
der Brennkraftmaschine aus gespeichert wird. Wird die Brennkraftmaschine
angehalten, dann wird der Endwert des maximalen Hubs in einem wiederbeschreibbaren
nicht-flüchtigen Speicher gespeichert und als der Initialwert
des maximalen Hubs nach einem erneuten Anlassen der Brennkraftmaschine
verwendet. Der Mikrocomputer berechnet den Istwert des maximalen
Hubs auf der Grundlage der Änderungshistorie und des in
dem flüchtigen Speicher gespeicherten Initialwerts des
maximalen Hubs. Der Mikrocomputer ändert den maximalen
Hub des Brennkraftmaschinenventils durch das Stellglied, um die
Differenz zwischen dem Istwert und einem Sollwert zu verringern, der
auf der Grundlage des Betriebszustands der Brennkraftmaschine gesetzt
wird.
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Eine
Vibration der Fahrzeugkarosserie oder der Brennkraftmaschine kann
jedoch ein Kontaktversagen in einer Versorgungsschaltung zwischen
der Sicherungsenergiequelle und dem Mikrocomputer verursachen. Im
Einzelnen kann eine zeitweilige Unterbrechung der Energieversorgung
von der Sicherungsenergiequelle auftreten, das heißt, ein
zeitweiliger Ausfall. Trotz des zeitweiligen Energieausfalls bleiben
die in dem flüchtigen Speicher gespeicherten Daten der Änderungshistorie
erhalten, bis eine gewisse Zeitspanne nach der Unterbrechung der
Energieversorgung verstreicht. Die erhalten gebliebenen Daten sind
verwendbar, nachdem die Energieversorgung wiederhergestellt ist,
falls der Inhalt der Daten unverändert bleibt. Da jedoch
der Zustand der Energieversorgung vor und nach dem zeitweiligen
Energieausfall instabil wird, kann sich der Inhalt der Daten ändern.
Treten eine Vibration der Fahrzeugkarosserie oder der Brennkraftmaschine
nacheinander auf, dann kann ein zeitweiliger Energieausfall ebenso
in einer kurzen Zeitspanne erneut auftreten.
- Patentdruckschrift
1: japanische Patentoffenlegung Nr.
2005-201117
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß besteht
eine Aufgabe der Erfindung in einem Bereitstellen eines Steuersystems
einer Brennkraftmaschine, das den Istwert einer Zustandsgröße
der Brennkraftmaschine genau berechnet, selbst wenn ein zeitweiliger
Ausfall der Energieversorgung von einer Sicherungsenergiequelle
in einer kurzen Zeitspanne erneut auftritt.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steuersystem einer Brennkraftmaschine
vorgesehen. Das Steuersystem umfasst ein Stellglied, das in einem
Betriebsbereich ope riert, um eine Zustandsgröße
der Brennkraftmaschine zu ändern. Der Betriebsbereich weist
einen Endausschlag auf. Ein Wert der Zustandsgröße,
der dem Endausschlag entspricht, wird als ein Bezugswert bezeichnet.
Das Steuersystem umfasst eine Sicherungsenergiequelle und einen
durch die Sicherungsenergiequelle mit Energie versorgten Historienerfassungsabschnitt.
Ein Wert der Zustandsgröße zu dem Zeitpunkt, zu
dem eine Energieversorgung des Historienerfassungsabschnitts begonnen
wird, wird als ein Initialwert der Zustandsgröße
bezeichnet. Der in einem Energieversorgungszustand befindliche Historienerfassungsabschnitt
erfasst eine Änderungshistorie der Zustandsgröße
von dem Initialwert aus. Ein flüchtiger Speicher wird durch
die Sicherungsenergiequelle mit Energie versorgt. Der in einem Energieversorgungszustand befindliche,
flüchtige Speicher speichert Daten der Änderungshistorie.
Ein Steuerabschnitt berechnet den Istwert der Zustandsgröße
auf der Grundlage des Initialwerts und der Änderungshistorie.
Der Steuerabschnitt umfasst einen Restdatenbestimmungsabschnitt,
einen Initialwertsetzabschnitt und einen Bezugswertlernabschnitt.
Nachdem die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle zu
dem flüchtigen Speicher aus einer zeitweiligen Unterbrechung
wiederhergestellt ist, bestimmt der Restdatenbestimmungsabschnitt,
ob die Daten der in dem flüchtigen Speicher erhalten gebliebenen Änderungshistorie
Daten sind, die unmittelbar vor der Unterbrechung der Energieversorgung
gespeichert wurden. Bestimmt der Restdatenbestimmungsabschnitt, dass
die in dem flüchtigen Speicher erhalten gebliebenen Daten
die Daten sind, die unmittelbar vor der Unterbrechung der Energieversorgung
gespeichert wurden, dann weist der Initialwertsetzabschnitt den auf
der Grundlage der Restdaten berechneten Istwert der Zustandsgröße
dem Initialwert zu. Bestimmt der Restdatenbestimmungsabschnitt,
dass die in dem flüchtigen Speicher erhalten gebliebenen
Daten keine Daten sind, die unmittelbar vor der Unterbre chung der
Energieversorgung gespeichert wurden, dann führt der Bezugswertlernabschnitt
ein Bezugswerterlernen durch, bei dem der Bezugswertlernabschnitt
das Stellglied in den Endausschlag bewegt, den Bezugswert dem Initialwert
zuweist und die Änderungshistorie löscht. Tritt
die zeitweilige Unterbrechung der Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle
erneut vor einer Vollendung des Bezugswerterlernens auf, dann erklärt
der Steuerabschnitt die Bestimmung des Restdatenbestimmungsabschnitts
für ungültig und veranlasst den Bezugswertlernabschnitt,
das Bezugswerterlernen nach einer Wiederherstellung der Energieversorgung
auszuführen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Brennkraftmaschine, die
durch ein Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung gesteuert wird;
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2 eine
Draufsicht eines in 1 gezeigten Ventiltriebs;
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3 eine
Perspektivansicht mit Teilaufriss eines in 2 gezeigten
Zwischenantriebsmechanismus;
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4 eine
Blockdarstellung einer Steuerwelle, eines bürstenlosen
Motors und eines Mikrocomputers, die in 3 gezeigt
sind;
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5(a) bis 5(h) Zeitdiagramme
von Ausgabesignalverläufen von in 4 gezeigten
Sensoren und von Zählwerten von Zählern;
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6(a) eine Tabelle von Ausgabesignalen und elektrischen
Winkelzählwerten von elektrischen Winkelsensoren D1 bis
D3, die in 5(a) bis 5(c) gezeigt
sind;
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6(b) eine Tabelle von Ausgabesignalen und Positionszählwerten
von Positionssensoren S1 und S2, die in 5(d) und 5(e) gezeigt sind;
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7 ein
Ablaufdiagramm eines Betriebs des in 4 gezeigten
Mikrocomputers, wenn ein zeitweiliger Energieausfall einer Sicherungsenergiequelle
auftritt; und
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8(a) und 8(b) Darstellungen
von Bitdaten eines spezifischen Beispiels gemäß 7.
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BESTE AUSFÜHRUNGSART
ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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1 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Ein Steuersystem des dargestellten Ausführungsbeispiels
steuert den maximalen Hub eines Einlassventils 20 einer
Brennkraftmaschine.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist die Brennkraftmaschine vier
Zylinder auf. Jeder der Zylinder weist ein Paar von Auslassventilen 10 und
ein Paar von Einlassventilen 20 auf. Unter Bezugnahme auf 1 weist
ein Zylinderkopf 2 einen Auslassventiltrieb 90 für
die Auslassventile 10 und einen Einlassventiltrieb 100 für
die Einlassventile 20 auf.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist der Auslassventiltrieb 90 Spielversteller 12 auf,
von denen jeder einem der Auslassventile 10 entspricht.
Ein Kipphebel 13 ist zwischen dem Spielversteller 12 und
dem Auslassventil 10 angeordnet. Ein Ende des Kipphebels 13 wird
durch den Spielversteller 12 gelagert und das andere Ende
des Kipphebels 13 wird in Kon takt mit einem Sockelende
des Auslassventils 10 gehalten. Eine Auslassnockenwelle 14 wird
durch den Zylinderkopf 2 drehbar gelagert. Eine Vielzahl
von Nocken 15 ist in der Auslassnockenwelle 14 gebildet. Die
Außenumfangsfläche von jeder der Nocken 15 kontaktiert
eine Rolle 13a, die bei dem Mittelpunkt des Kipphebels 13 angeordnet
ist. Ein Halter 16 ist in dem Auslassventil 10 angeordnet.
Eine Ventilfeder 11 erstreckt sich zwischen dem Halter 16 und
dem Zylinderkopf 2. Die Drängkraft der Ventilfeder 11 drängt
das Auslassventil 10 in eine Richtung, in der sich das
Auslassventil 10 schließt. Dies presst die Rolle 13a des
Kipphebels 13 gegen die Außenumfangsfläche
des Nocken 15. Läuft die Brennkraftmaschine und
dreht sich der Nocken 15, dann kippt der Kipphebel 13 um
den Abschnitt des Kipphebels 13, der durch den Spielversteller 12 als
der Hebelpunkt gelagert ist. Im Ergebnis wird das Auslassventil 10 durch
den Kipphebel 13 selektiv geöffnet und geschlossen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 weist der Einlassventiltrieb 100 wie
der Auslassventiltrieb 90 eine Ventilfeder 21,
einen Halter 26, einen Kipphebel 23 und einen
Spielversteller 22 auf. Eine Einlassnockenwelle 24 wird
durch den Zylinderkopf 2 drehbar gelagert. Eine Vielzahl
von Nocken 25 ist in der Einlassnockenwelle 24 gebildet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst der Einlassventiltrieb 100,
im Gegensatz zu dem Auslassventiltrieb 90, einen Zwischenantriebsmechanismus 50, der
zwischen jedem Nocken 25 und dem entsprechenden Kipphebel 23 befindlich
ist. Der Zwischenantriebsmechanismus 50 weist einen Eingangsabschnitt 51 und
ein Paar von Ausgangsabschnitten 52 auf. Der Eingangsabschnitt 51 und
die Ausgangsabschnitte 52 werden durch ein Lagerrohr 53 derart
gelagert, dass der Eingangsabschnitt 51 und die Ausgangsabschnitte 52 kippen
können. Das Lagerrohr 53 ist an dem Zylinderkopf 2 befestigt.
Der Kipphebel 23 wird durch die Drängkraft des
Spielverstellers 22 und die der Ventilfeder 21 hin
zu den Ausgangsabschnitten 52 gedrängt. Dies lässt
eine Rolle 23a die Außenumfangsfläche
von jedem Ausgabeabschnitt 52 kontaktieren. Die Rolle 23a ist
bei dem Mittelpunkt des Kipphebels 23 angeordnet. Im Ergebnis
werden der Eingangsabschnitt 51 und jeder Ausgangsabschnitt 52 gedrängt,
um in eine Linksrichtung W1 zu kippen. Eine Rolle 51a wird
gegen die Außenumfangsfläche des Nockens 25 gepresst.
Die Rolle 51a ist bei dem distalen Ende eines sich in radialer
Richtung erstreckenden Abschnitts des Eingangsabschnitts 51 gebildet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, presst der Nocken 25 den
Eingangsabschnitt 51 während des Gleitens auf
die Rolle 51a, wenn die Brennkraftmaschine läuft und
sich der Nocken 25 des Einlassventiltriebs 100 dreht.
Dies veranlasst die Ausgangsabschnitte 52 zu einem Kippen
in einer Umfangsrichtung des Lagerrohrs 53. Kippen die
Ausgangsabschnitte 52, dann kippt der Kipphebel 23 um
den Abschnitt des Kipphebels 23, der durch den Spielversteller 22 als
der Hebelpunkt gelagert ist. Im Ergebnis wird das Einlassventil 20 durch
den Kipphebel 23 selektiv geöffnet und geschlossen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 geht eine Steuerwelle 54,
die entlang der axialen Richtung angetrieben wird, durch das Lagerrohr 53 hindurch.
Die Steuerwelle 54 ist durch ein Anbindungselement mit dem
Eingangsabschnitt 51 und den Ausgangsabschnitten 52 wirkverbunden.
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Wie
an dem rechten Ende von 2 gezeigt ist, ist ein als ein
Stellglied dienender bürstenloser Motor 60 bei
dem Sockelende der Steuerwelle 54 angeordnet. Steuert ein
Mikrocomputer 70 den bürstenlosen Motor 60,
um die Steuerwelle 54 in der axialen Richtung zu verstellen,
dann kippen die Ausgangsabschnitte 52 relativ zu dem Eingangsabschnitt 51.
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3 zeigt
den internen Aufbau des Zwischenantriebsmechanismus 50.
Der Zwischenantriebsmechanismus 50 verbindet die Steuerwelle 54 mit
dem Eingangsabschnitt 51 und den Ausgangsabschnitten 52.
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Wie
in 3 gezeigt ist, befindet sich der Eingangsabschnitt 51 zwischen
den zwei Ausgangsabschnitten 52. Ein zylindrischer Verbindungsraum ist
in dem Eingangsabschnitt 51 und jedem der Ausgangsabschnitte 52 gebildet.
Ein Eingangszahnwellenprofilabschnitt 51h ist in der Innenumfangsfläche des
Eingangsabschnitts 51 gebildet. Ein Ausgangszahnwellenprofilabschnitt 52h ist
in der Innenumfangsfläche von jedem Ausgangsabschnitt 52 gebildet.
Die Flankenlinie der Ausgangszahnwellenprofilabschnitte 52h ist
in der Richtung geneigt, die der Richtung des Eingangszahnwellenprofilabschnitts 51h entgegengesetzt
ist.
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Ein
zylindrisches Gleiterzahnrad 55 ist in dem Raum angeordnet,
der in dem Eingangsabschnitt 51 und den Ausgangsabschnitten 52 gebildet ist.
Die Außenumfangsfläche des Gleiterzahnrads 55 umfasst
einen ersten Zahnwellenprofilabschnitt 55a und ein Paar
von zweiten Zahnwellenprofilabschnitten 55b. Der erste
Zahnwellenprofilabschnitt 55a ist zwischen den zwei zweiten
Zahnwellenprofilabschnitten 55b angeordnet. Der erste Zahnwellenprofilabschnitt 55a und
der Eingangszahnwellenprofilabschnitt 51h greifen ineinander
ein. Die zweiten Zahnwellenprofilabschnitte 55b gehen in
Eingriff mit den entsprechenden Ausgangszahnwellenprofilabschnitten 52h.
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Eine
sich in der Umfangsrichtung erstreckende Nut 55c ist in
der Innenwand des Gleiterzahnrads 55 gebildet. Eine Hülse 56 geht
in Eingriff mit der Nut 55c. Der Hülse 56 ist
es möglich, sich entlang der Nut 55c zu bewegen
und sich in der Umfangsrichtung hinsichtlich des Gleiterzahnrads 55 zu
verschieben. Die relative Verstellung der Hülse 56 in
der axialen Richtung relativ zu dem Gleiterzahnrad 55 wird
durch die Wand der Nut 55c beschränkt.
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Das
Lagerrohr 53 ist in den Raum in dem Gleiterzahnrad 55 eingefügt.
Die Steuerwelle 54 geht durch das Lagerrohr 53 hindurch.
Ein sich axial erstreckendes Langloch 53a ist in der Rohrwand
des Lagerrohrs 53 gebildet. Ein Eingriffstift 57 ist
zwischen dem Gleiterzahnrad 55 und der Steuerwelle 54 vorgesehen.
Der Eingriffstift 57 verbindet das Gleiterzahnrad 55 durch
das Langloch 53a mit der Steuerwelle 54. Ein Ende
des Eingriffstifts 57 wird in einer in der Steuerwelle 54 gebildeten
(nicht gezeigten) Aussparung aufgenommen, und das andere Ende des Eingriffstifts 57 geht
durch ein in der Hülse 56 gebildetes Durchgangsloch 56a hindurch.
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Wird
die Steuerwelle 54 axial verstellt, dann wird das Gleiterzahnrad 55 zusammen
mit der Steuerwelle 54 axial verstellt. Ein Eingreifen
zwischen dem ersten Zahnwellenprofilabschnitt 55a in dem Eingangszahnwellenprofilabschnitt 51h und
zwischen den zweiten Zahnwellenprofilabschnitten 55b und
den Ausgangszahnwellenprofilabschnitten 52h verursacht
ein Drehen des Eingangsabschnitts 51 und jedes Ausgangsabschnitts 52 in
einander entgegengesetzten Richtungen. Im Ergebnis wird die relative
Phasendifferenz zwischen dem Eingangsabschnitt 51 und jedem
Ausgangsabschnitt 52 geändert. Dies ändert
den maximalen Hub des zugehörigen Einlassventils 20 ab.
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Unter
Bezugnahme auf 4 bis 6 führt
der Mikrocomputer 70 eine Regelung derart durch, dass der
maximale Hub des Einlassventils 20 gleich dem dem Brennkraftmaschinenbetriebszustand
entsprechenden Sollhub wird. 4 zeigt
eine Blockdarstellung der Steuerwelle 54, des bürstenlosen Motors 60 und
des Mikrocomputers 70. 5 zeigt
ein Zeitgabediagramm von Änderungen der Ausgabesignalverläufe
und von Zählwerten von verschiedenen Sensoren.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist das Sockelende der Steuerwelle 54 durch
einen Umwandlungsmechanismus 61 mit einer Abtriebswelle 60a des
bürstenlosen Motors 60 verbunden. Der Umwandlungsmechanismus 61 wandelt
eine Drehung der Abtriebswelle 60a in eine axiale lineare
Bewegung der Steuerwelle 54 um. Im Einzelnen wird eine
Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Abtriebswelle 60a durch
den Umwandlungsmechanismus 61 in eine Hin- und Herbewegung
der Steuerwelle 54' umgewandelt. Ein Eingriffabschnitt 54a ist
in der Steuerwelle 54 gebildet. Ein erster Anschlag 3a und
ein zweiter Anschlag 3b sind in einer Zylinderkopfabdeckung 3 der
Brennkraftmaschine gebildet. Der Eingriffabschnitt 54a kann
den ersten Anschlag 3a und den zweiten Anschlag 3b kontaktieren.
Der Eingriffabschnitt 54a ist zwischen dem ersten Anschlag 3a und
dem zweiten Anschlag 3b verstellbar. Kontaktiert der Eingriffabschnitt 54a den
ersten Anschlag 3a, dann befindet sich die Steuerwelle 54 in
einem Endausschlag, der einen oberen Totpunkt (”Hi end”)
darstellt. In diesem Zustand ist der Betriebsbetrag des bürstenlosen
Motors 60, der der Drehwinkel ist, ein entworfener maximaler
Wert DH0. Kontaktiert der Eingriffabschnitt 54a den zweiten
Anschlag 3b, dann befindet sich die Steuerwelle 54 in
einem Endausschlag, der einen unteren Totpunkt (Lo end) darstellt.
In diesem Zustand ist der Drehwinkel des bürstenlosen Motors 60 ein entworfener
minimaler Wert DL0.
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Der
bürstenlose Motor 60 weist elektrische Winkelsensoren
D1, D2, D3 auf. Ein (nicht gezeigter) Vielpolmagnet mit acht Polen
ist in der Abtriebswelle 60a derart angeordnet, dass der
Vielpolmagnet mit der Abtriebswelle 60a einstückig
drehbar ist. Die elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 ge ben in 5(a) bis 5(c) dargestellte
Impulssignale gemäß dem Magnetismus des Vielpolmagnets
mit acht Polen aus. Jedes der Impulssignale stellt alternierend ein
logisches Hochpegelsignal H und ein logisches Niederpegelsignal
L dar. Die elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 sind in der Umfangsrichtung
der Abtriebswelle 60a um 120° beabstandet. Demgemäß wird
alle 45° bei der Drehung der Abtriebswelle 60a eine
Flanke des durch irgendeinen der elektrischen Winkelsensoren D1
bis D3 ausgegebenen Impulssignals erzeugt. Die Phase des Impulssignals
von irgendeinem der elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 ist von
der Phase des Impulssignals eines anderen der elektrischen Winkelsensoren
D1 bis D3 um den Betrag verstellt, der 30° einer Drehung
der Abtriebswelle 60a in der Vorstellrichtung oder der
Rückstellrichtung entspricht.
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Der
bürstenlose Motor 60 weist zwei Positionssensoren
S1, S2, von denen jeder als ein Drehmessgeber dient, und einen (nicht
gezeigten) Vielpolmagnet mit 48 Polen auf, der sich einstückig
mit der Abtriebswelle 60a entsprechend den Positionssensoren
S1, S2 dreht. Die Positionssensoren S1 beziehungsweise S2 geben
in 5(d) beziehungsweise 5(e) dargestellte Impulssignale aus, die
alternierende logische Hochpegelsignale H und logische Niederpegelsignal
L sind. Zur Gewinnung des Signalverlaufs von diesem Impulssignal
ist der Positionssensor S1 von dem Positionssensor S2 um 176,25° in
der Umfangsrichtung der Abtriebswelle 60a beabstandet. Demgemäß wird
alle 7,5° der Drehung der Abtriebswelle 60a eine
Flanke des durch einen oder beide der Positionssensoren S1, S2 ausgegebenen
Impulssignals erzeugt. Die Phase des Impulssignals des Positionssensors
S2 ist von der Phase des Impulssignals des Positionssensors S1 um
den Betrag verstellt, der 3,75° der Drehung der Abtriebswelle 60a in
der Vorstellrichtung oder der Rückstellrichtung entspricht.
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Die
Flanken des kombinierten Impulssignals der elektrischen Winkelsensoren
D1 bis D3 sind bei Intervallen von 15° beabstandet. Demgegenüber sind
die Flanken der kombinierten Impulssignale der Positionssensoren
S1, S2 bei Intervallen von 3,75° beabstandet. Demgemäß werden
vier Flanken in den kombinierten Impulssignalen der Positionssensoren S1,
S2 in der Spanne von einer Flanke zu einer nachfolgenden Flanke
der kombinierten Impulssignale der elektrischen Winkelsensoren D1
bis D3 erzeugt.
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Die
durch die elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 und die Positionssensoren
S1, S2 ausgegebenen Impulssignale werden durch den Mikrocomputer 70 empfangen.
Der Mikrocomputer 70 umfasst eine CPU (”central
processing unit”, zentrale Verarbeitungseinheit) 71,
einen ROM (”read-only memory”, Festwertspeicher) 72a,
einen DRAM (”dynamic random access memory”, dynamischer
Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 72b und einen EEPROM (”electrically
erasable und programable ROM”, elektrisch lösch-
und programmierbarer Festwertspeicher) 72c. Die CPU 71,
die als ein Steuerabschnitt dient, ist eine zentrale Verarbeitungseinheit,
die eine Berechnung und Informationsverarbeitung gemäß Programmen durchführt.
Der ROM 72a ist ein nicht-flüchtiger Speicher,
der Programme und Daten speichert, die für verschiedene
Arten von Steuerung erforderlich sind. Der DRAM 72b ist
ein flüchtiger Speicher, der Eingabedaten und Berechnungsergebnisse
zeitweilig speichert. Der DRAM 72b weist eine erste Adresse
ADP1 und eine zweite Adresse ADP2 auf. Der EEPROM 72c ist
ein wiederbeschreibbarer nicht-flüchtiger Speicher, der
durch eine Lernsteuerung gewonnene Initialwerte speichert.
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Die
CPU 71, der ROM 72a, der DRAM 72b und
der EEPROM 72c werden durch die Sicherungsenergiequelle 80 mit
Energie versorgt. Der DRAM 72b weist die erste Adresse
ADP1 und die zweite Adresse ADP2 auf, die in 8 dargestellt
sind. Die erste Adresse ADP1 weist vier Speicherzellen auf. Im Einzelnen
weist die erste Adresse ADP1 vier Bitdatenwerte auf, die durch 0.
bis 3. Bits aufgebaut sind. In ähnlicher Art und Weise
weist die zweite Adresse ADP2 0. bis 3. Bits auf.
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Speichert
die CPU 71 Daten in dem DRAM 72b, dann werden
die 0. bis 3. Bits auf die Bitdatenwerte 1 oder 0 gesetzt. Im Einzelnen
beträgt der Bitdatenwert einer Speicherzelle 1, in der
Ladungen durch die CPU 71 akkumuliert werden. Der Bitdatenwert
einer Speicherzelle, in der keine Ladungen akkumuliert werden, beträgt
0. Die in 8(a) gezeigte erste Adresse
ADP1 speichert Daten 1101.
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Sensoren,
wie ein Beschleunigungssensor 81, der den Grad an Drückung
des Beschleunigerpedals des Fahrzeugs erfasst, und ein Kurbelwinkelsensor 82,
der die Drehphase einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erfasst,
erfassen den Brennkraftmaschinenbetriebszustand. Die CPU 71 setzt
einen Steuersollwert des maximalen Hubs des Einlassventils 20 auf
der Grundlage des Brennkraftmaschinenbetriebszustands. Die CPU 71 erfasst
die Drehphase des bürstenlosen Motors 60, mit
anderen Worten, den Istwert des maximalen Hubs des Einlassventils 20,
auf der Grundlage der durch die elektrischen Winkelsensoren D1 bis
D3 und die Positionssensoren S1 und S2 ausgegebenen Impulssignale.
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Die
CPU 71 weist eine elektrische Winkelzählschaltung 73 und
eine Positionszählschaltung 74 auf. Die elektrische
Winkelzählschaltung 73 erhöht und verringert
einen elektrischen Winkelzählwert E selektiv auf der Grundlage
der Impulssignale der elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3. Die
Positionszählschaltung 74 erhöht und
verringert einen Positionszählwert P selektiv auf der Grundlage
der Impulssig nale der Positionssensoren S1, S2. Die elektrische
Winkelzählschaltung 73 und die Positionszählschaltung 74 werden
durch die Sicherungsenergiequelle 80 mit Energie versorgt.
Die CPU 71 erfasst den Istwert der Drehphase des bürstenlosen
Motors 60, der der maximale Hub des Einlassventils 20 ist, auf
der Grundlage des elektrischen Winkelzählwerts E und des
Positionszählwerts P. Positionszähldaten PD werden
als Daten des Positionszählwerts P in dem DRAM 72b gespeichert.
Der Positionszähler 74 ist, während er
in einem mit Energie versorgten Zustand gehalten wird, ein Historienerfassungsabschnitt,
der den Positionszählwert P erfasst.
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Unter
Bezugnahme auf 5 und 6 wird nachstehend
eine Prozedur zum Erfassen des Istwerts des maximalen Hubs des Einlassventils 20 beschrieben.
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5(a) bis 5(e) stellen
die Signalverläufe der Impulssignale dar, die durch die
elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 und die Positionssensoren S1,
S2 ausgegeben werden, wenn sich die Abtriebswelle 60a des
bürstenlosen Motors 60 wie vorstehend beschrieben
dreht. 5(f) bis 5(h) stellen Muster
von Änderungen des elektrischen Zählwerts E, des
Positionszählwerts P und eines Taktzählwerts S
hinsichtlich Änderungen des Drehwinkels des bürstenlosen
Motors 60 bei Drehung des bürstenlosen Motors 60 dar. 6(a) stellt die Korrespondenzbeziehung zwischen
den Mustern der durch die elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3
ausgegebenen Signale und dem elektrischen Winkelzählwert
E dar. 6(b) stellt dar, wie sich der
Positionszählwert P erhöht oder verringert, wenn
eine Flanke in den Ausgabesignalen der Positionssensoren S1, S2
erzeugt wird.
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Nachstehend
werden nun die jeweiligen Zählwerte beschrieben. Der Positionszählwert
P entspricht der Änderungshistorie des maximalen Hubs von
dem Initialwert zu dem Zeitpunkt eines Beginnens der Energieversorgung
aus. Der Istwert des Positionszählwerts P entspricht dem
Istwert des auf der Grundlage der Änderungshistorie berechneten
maximalen Hubs.
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[Elektrischer Winkelzählwert
E]
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Der
elektrische Winkelzählwert E wird durch die elektrische
Winkelzählschaltung 73 auf der Grundlage der Impulssignale
der elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 gesetzt und stellt die
Drehphase des bürstenlosen Motors 60 dar. Im Einzelnen wird,
wie in 6(a) gezeigt ist, der elektrische
Winkelzählwert E abhängig davon, welches des logischen
Hochpegelsignals H und des logischen Niederpegelsignals L die elektrischen
Winkelsensoren D1 bis D3 ausgeben, auf einen Geeigneten von aufeinanderfolgenden
Ganzzahlwerten von 0 bis 5 gesetzt und in dem DRAM 72b gespeichert.
Die in 6(a) gezeigte Korrespondenzbeziehung
zwischen den Kombinationen der Impulssignale der elektrischen Winkelsensoren
D1 bis D3 und dem elektrischen Winkelzählwert E wird in
dem ROM 72a gespeichert.
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Die
CPU 71 erfasst die Drehphase des bürstenlosen
Motors 60 auf der Grundlage des in dem DRAM 72b gespeicherten
elektrischen Winkelzählwerts E. Die CPU 71 läuft
dann, um den bürstenlosen Motor 60 in einer Vorwärtsrichtung
oder einer Rückwärtsrichtung durch Schalten der
momentanen Versorgungsphasen des bürstenlosen Motors 60 zu
drehen. Dreht sich der bürstenlose Motor 60 in
der Vorwärtsrichtung, dann wird der elektrische Winkelzählwert
E in aufsteigender Reihenfolge von 0 → 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 0
geschaltet. Dreht sich demgegenüber der bürstenlose
Motor 60 in der Rückwärtsrichtung, dann
wird der elektrische Winkelzählwert E in absteigender Reihenfolge
von 5 → 4 → 3 → 2 → 1 → 0 → 5 geschaltet.
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Wird
die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 unterbrochen,
wie wenn ein Betrieb der Brennkraftmaschine angehalten wird, dann
wird der Positionszählwert P, der durch die elektrische
Winkelzählschaltung 73 selektiv erhöht
and verringert wird, ohne Rücksichtnahme darauf, wie lange
die Unterbrechung der Energieversorgung andauert, auf 0 rückgesetzt.
Wird die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 begonnen, dann
setzt die CPU 71, unter Bezugnahme auf die in dem ROM 72a gespeicherten
Korrespondenzbeziehung zwischen den Kombinationen der Impulssignale
der elektrischen Winkelsensoren D1 bis D3 und dem elektrischen Winkelzählwert
E, den Initialwert des elektrischen Winkelzählwerts E auf
den Zählwert, der der momentanen Kombination der Impulssignale
entspricht.
-
[Positionszählwert P]
-
Der
Positionszählwert P wird durch die Positionszählschaltung 74 auf
der Grundlage der Impulssignale der Positionssensoren S1, S2 gezählt.
Der Positionszählwert P stellt den Verstellbetrag des Drehwinkels
der Abtriebswelle 60a hinsichtlich des Initialwerts dieses
Drehwinkels zu dem Zeitpunkt des Anlassens der Brennkraftmaschine
dar. Der Positionszählwert P stellt mit anderen Worten
die Änderungshistorie des maximalen Hubs des Einlassventils 20 von
dem Initialwert aus dar. Unter Bezugnahme auf 6(b) wird +1 oder –1 zu dem Positionszählwert
P abhängig davon addiert, welche der steigenden Flanke
und der fallenden Flanke in dem Impulssignal des Positionssensors
S1 erzeugt wurde und welche des logischen Hochpegelsignals H und
des logischen Niederpegelsignals L der Positionssensor S2 ausgibt.
In 6(b) stellen die aufwärts
weisenden Pfeile jeweils eine steigende Flanke der Impulssignale
dar, und die abwärts weisenden Pfeile stellen jeweils eine
fallende Flanke der Impulssignale dar. Der Positionszählwert
P stellt mit ande ren Worten die Zählung der Flanken der
Impulssignale der Positionssensoren S1, S2 dar.
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Dreht
sich der bürstenlose Motor 60 in der Vorwärtsrichtung,
dann wird 1 zu dem Positionszählwert P für jede
Flanke der Impulssignale der Positionssensoren S1, S2 addiert, die
in 5(d) beziehungsweise 5(e) dargestellt sind. Der Positionszählwert
P ändert sich nach rechts hin in einem in 5(g) gezeigten
Muster. Dreht sich der bürstenlose Motor 60 in
der Rückwärtsrichtung, dann wird von dem Positionszählwert
P für jede Flanke der Impulssignale 1 subtrahiert, und
der Positionszählwert P ändert sich nach links
hin in einem in 5(g) gezeigten Muster.
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Wird
die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 unterbrochen,
wie wenn die Brennkraftmaschine einen Betrieb einstellt, dann wird
der Positionszählwert P ohne Rücksichtnahme darauf,
wie lange die Unterbrechung andauert, auf 0 rückgesetzt.
Wird die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 begonnen,
dann wird der Positionszählwert P von 0 aus auf der Grundlage
der Impulssignale der Positionssensoren S1, S2 erhöht oder
verringert. Demgemäß ist der Positionszählwert P
die Änderungshistorie, die darstellt, in welchem Ausmaß sich
die Drehposition der Abtriebswelle 60a des bürstenlosen
Motors 60 von der Initialposition zu dem Zeitpunkt aus,
zu dem die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 begonnen
wurde, geändert hat. Der Positionszählwert P stellt
mit anderen Worten eine Änderung des maximalen Hubs des
Einlassventils 20 zu dem Zeitpunkt eines Anlassens der
Brennkraftmaschine während eines Brennkraftmaschinenbetriebs
dar.
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[Taktzählwert S]
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Der
Taktzählwert S stellt den Drehwinkel des bürstenlosen
Motors 60 dar, wenn der Drehwinkel der Abtriebswelle 60a zu
dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerwelle 54 zu dem oberen
Totpunkt verstellt wird, als ein Bezugswert (0 Grad) definiert wird.
Im Einzelnen beträgt in dem Ausführungsbeispiel
der Bezugswert S0 des Taktzählwerts S 0. Die CPU 71 setzt
mit anderen Worten den Taktzählwert S auf 0, wenn die Steuerwelle 54 zu
dem oberen Totpunkt verstellt wird. Auf diese Art und Weise wird
das Initialsetzen oder Bezugswertsetzen des Taktzählwerts
S durchgeführt. Der Bezugswert S0 wird in dem ROM 72a gespeichert.
Die CPU 71 aktualisiert den Taktzählwert S durch
Addieren des Positionszählwerts P zu dem Taktzählwert
S. Wird die Brennkraftmaschine völlig angehalten und wird
der Betrieb des Einlassventiltriebs 100 angehalten, dann
wird der Endwert des Taktzählwerts S in dem EEPROM 72c als
ein Betriebsinitialwert Sg für das nächste Mal
gespeichert, zu dem die Brennkraftmaschine angelassen wird. Der
Betriebsinitialwert Sg stellt mit anderen Worten den Initialwert
des Taktzählwerts S zu dem Zeitpunkt des Wiederanlassens
der Brennkraftmaschine dar. Demgemäß stellt der
Betriebsinitialwert Sg den Taktzählwert S zu dem Zeitpunkt
eines Beginnens der Energieversorgung zu dem DRAM 72b dar.
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Die
CPU 71 berechnet den Taktzählwert S auf der Grundlage
des in dem EEPROM 72c gespeicherten Betriebsinitialwerts
Sg und des in dem DRAM 72b gespeicherten Positionszählwerts
P. Die CPU 71 berechnet den Istwert des maximalen Hubs des
Einlassventils 20 auf der Grundlage des Taktzählwerts
S. Die CPU 71 steuert den bürstenlosen Motor 60,
um die Differenz zwischen dem Istwert und dem auf der Grundlage
des Brennkraftmaschinenbetriebszustands gesetzten Steuersollwert
zu verringern. Demgemäß wird der maximale Hub
des Einlassventils 20 auf einen für den Brennkraftmaschinenbetriebszustand
geeigneten Wert geändert, und werden die Brennstoffeffizienz
und die Ausgabe der Brennkraftmaschine verbessert.
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Die
Probleme des Steuersystems und die durch die Erfindung beigebrachten
Lösungen werden nachstehend beschrieben.
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Zum
Bespiel kann eine Vibration der Fahrzeugkarosserie oder der Brennkraftmaschine
ein Kontaktversagen in der Versorgungsschaltung verursachen, die
sich von der Sicherungsenergiequelle 80 zu dem Mikrocomputer 70 erstreckt.
Das heißt es kann eine zeitweilige Unterbrechung der Energieversorgung
von der Sicherungsenergiequelle 80 zu dem Mikrocomputer 70 oder
ein zeitweiliger Energieausfall auftreten. In diesem Fall wird der
Positionszählwert P auf 0 rückgesetzt. Die in
dem DRAM 72b gespeicherten Positionszähldaten
PD bleiben für eine kurze Spanne erhalten, nachdem die
Energieversorgung abgeschnitten ist. Da jedoch der Zustand der Energieversorgung
von der Sicherungsenergiequelle 80 zu dem Mikrocomputer 70 vor
und nach dem zeitweiligen Energieausfall instabil ist, können
die in den Speicherzellen des DRAM 72b akkumulierten Ladungen
entladen werden. Ebenso kann ein in eine Speicherzelle fließender
Einschaltstrom die Speicherzelle unerwartet laden. Demgemäß kann
sich der Inhalt der Daten geändert haben, selbst wenn die
Positionszähldaten PD erhalten bleiben, nachdem die Energieversorgung
aus dem zeitweiligen Energieausfall heraus wiederhergestellt ist.
Werden derartige geänderte Positionszähldaten
PD eingesetzt, dann kann der maximale hub nicht genau gesteuert
werden.
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Die
CPU 71 unterdrückt schädliche Einflüsse des
zeitweiligen Energieausfalls durch die nachstehende Prozedur. Im
Einzelnen speichert die CPU 71 im normalen Betrieb die
Positionszähldaten PD in der ersten Adresse ADP1 des DRAM 72b.
Die CPU 71 speichert Vergleichsdaten, die gesetzt wer den,
um eine gewisse Korrespondenzbeziehung mit den Positionszähldaten
PD darzustellen, in der zweiten Adresse ADP2. In dem Ausführungsbeispiel
werden gespiegelte Daten MD hinsichtlich der Positionszähldaten
PD in der zweiten Adresse ADP2 gespeichert. Nachdem die Energieversorgung
aus dem zeitweiligen Energieausfall heraus hinsichtlich der Daten
in der ersten Adresse ADP1 wiederhergestellt ist, wird bestimmt,
ob die Korrespondenzbeziehung zwischen den in der ersten Adresse
ADP1 erhalten gebliebenen Daten und den in der zweiten Adresse ADP2
erhalten gebliebenen Daten gesichert ist. Wird bestimmt, dass die
Korrespondenzbeziehung gesichert ist, dann wird bestimmt, ob die
erhalten gebliebenen Daten den Inhalt darstellen, der unmittelbar
vor dem zeitweiligen Energieausfall gespeichert wurde. Die CPU 71 berechnet
den Taktzählwert S auf der Grundlage des Betriebsinitialwerts
Sg und des durch die erhalten gebliebenen Daten dargestellten Positionszählwerts
P.
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Auf
Grund des zeitweiligen Energieausfalls wird der Positionszählwert
P auf 0 rückgesetzt. Folglich wird der momentane Taktzählwert
S dem Betriebsinitialwert Sg zugewiesen. Der Betriebsinitialwert
Sg wird für eine nachfolgende Berechnung des Taktzählwerts
S verwendet. Demgemäß wird die Berechnung des
Taktzählwerts S auf der Grundlage des Positionszählwerts
P und des Betriebsinitialwerts Sg erneut aufgenommen. Somit wird
die Steuerung des maximalen Hubs unmittelbar nach der Energieversorgung
von der Sicherungsenergiequelle 80 erneut aufgenommen,
selbst wenn ein zeitweiliger Energieausfall auftritt.
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Wird
jedoch bestimmt, dass die Korrespondenzbeziehung zwischen den erhalten
gebliebenen Daten nicht gesichert wurde, dann wird bestimmt, dass
der Inhalt der in zumindest einer der Adressen gespeicherten Daten
durch den zeitweiligen Energieausfall geändert wurde. Eine
normale Steuerung des maximalen Hubs wird dann unterbrochen, und
es wird ein Erlernen des Bezugswerts des maximalen Hubs ausgeführt.
Im Einzelnen wird die Steuerwelle 54 zu dem oberen Totpunkt
bewegt, und wird der Bezugswert S0 dem Betriebsinitialwert Sg zugewiesen. Weiterhin
wird der Positionszählwert P auf 0 rückgesetzt.
Demgemäß wird die Berechnung des Taktzählwerts
S auf der Grundlage des Positionszählwerts P und des Betriebsinitialwerts
Sg erneut aufgenommen. Wird das Bezugswerterlernen wie in diesem Fall
nach dem zeitweiligen Energieausfall durchgeführt, dann
wurde der Positionszählwert P auf Grund des zeitweiligen
Energieausfalls zuerst auf 0 rückgesetzt. Danach wird der
Positionszählwert P aktualisiert und in dem DRAM 72b gespeichert,
wenn die Steuerwelle 54 verstellt wird. Das Bezugswerterlernen
muss nicht notwendigerweise durch Bewegen der Steuerwelle 54 zu
dem oberen Totpunkt durchgeführt werden, sondern kann durch
Bewegen der Steuerwelle 54 zu dem unteren Totpunkt ausgeführt werden.
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Auf
die vorstehend beschriebene Art und Weise wird das Bezugswerterlernen
des maximalen Hubs erreicht. Im Ergebnis wird die Steuerung des maximalen
Hubs erneut aufgenommen, wenn die Energieversorgung nach dem zeitweiligen
Energieausfall wiederhergestellt ist, selbst wenn die Positionszähldaten
PD in dem zeitweiligen Energieausfall der Sicherungsenergiequelle 80 verloren
gehen.
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Tritt
jedoch eine Vibration der Fahrzeugkarosserie oder der Brennkraftmaschine
aufeinanderfolgend auf, dann kann der zeitweilige Energieausfall der
Sicherungsenergiequelle 80 vor einer Vollendung des Bezugswerterlernens
erneut auftreten. In diesem Fall wird, wenn die Energieversorgung
nach dem zeitweiligen Energieausfall wiederhergestellt ist, bestimmt,
ob die Korrespondenzbeziehung zwischen den in der ersten Adresse
ADP1 erhalten gebliebenen Positionszähldaten PD und den
in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen gespiegelten Daten
MD gesichert wurde. Wurde die Korrespondenzbeziehung nicht gesichert,
wurden also mit anderen Worten die Positionszähldaten PD
in dem DRAM 72b auf Grund des erneut aufgetretenen zeitweiligen
Energieausfalls geändert, dann wird das Bezugswerterlernen
erneut durchgeführt. Wurde demgegenüber die Korrespondenzbeziehung
gesichert, wurden also mit anderen Worten die in dem DRAM 72b gespeicherten
Positionszähldaten PD nicht geändert, dann wird
der Taktzählwert S auf der Grundlage des durch die erhalten
gebliebenen Daten dargestellten Positionszählwerts P und
des Betriebsinitialwerts Sg berechnet. Weiterhin nimmt die CPU 71 durch
Zuweisen des Taktzählwerts S zu dem Betriebsinitialwert
Sg die Steuerung des maximalen Hubs erneut auf. Der Betriebsinitialwert
Sg wird für die nachfolgende Berechnung des Taktzählwerts
S verwendet.
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Wird
jedoch die Energieversorgung nach dem erneut aufgetretenen zeitweiligen
Energieausfall wiederhergestellt, dann stellen die in dem DRAM 72b erhalten
gebliebenen Positionszähldaten PD nicht die Änderungshistorie
des Positionszählwert P von dem Betriebsinitialwert Sg
zu dem Zeitpunkt eines Anlassens der Brennkraftmaschine aus dar.
Die in dem DRAM 72b erhalten gebliebenen Positionszähldaten
PD sind die Daten, die in dem DRAM 72b gespeichert wurden,
während das Bezugswerterlernen ausgeführt wurde.
Demgemäß kann bei der Wiederherstellung der Energieversorgung
nach dem erneut aufgetretenen zeitweiligen Energieausfall unter Verwendung
der in dem DRAM 72b erhalten gebliebenen Positionszähldaten
PD kein genauer Taktzählwert S gewonnen werden.
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Das
Steuersystem des Ausführungsbeispiels vermeidet einen derartigen
Nachteil durch Durchführen der durch das Ablaufdiagramm
gemäß 7 dargestellten Prozedur. Das
Ablaufdiagramm gemäß 7 stellt
die als Antwort auf den zeit weiligen Energieausfall der Sicherungsenergiequelle 80 ausgeführte
Prozedur dar. Die CPU 71 führt wiederholt die Prozedur
des Ablaufdiagramms gemäß 7 bei konstanten
Steuerzyklen durch.
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In
Schritt S10 bestimmt die CPU 71, ob der momentane Steuerzyklus
ein erster Steuerzyklus ist, nachdem die Energieversorgung von der
Sicherungsenergiequelle 80 begonnen wurde.
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Ist
die Bestimmung in Schritt S10 negativ, ist also im Einzelnen der
momentane Steuerzyklus nicht der erste Steuerzyklus, nachdem die
Energieversorgung begonnen wurde, dann bestimmt die CPU 71, dass
kein zeitweiliger Energieausfall vorlag und führt Schritte
S11 und S12 aus. In Schritt S11 speichert die CPU 71 die
Positionszähldaten PD in der ersten Adresse ADP1 des DRAM 72b.
Die CPU 71 speichert ebenso die gespiegelten Daten MD,
die durch bitweises Invertieren des Logikpegels der Positionszähldaten
PD gewonnen werden, in der zweiten Adresse ADP2 des DRAM 72b als
Vergleichsdaten.
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In
Schritt S12 berechnet die CPU 71 den Istwert des maximalen
Hubs des Einlassventils 20 auf der Grundlage des in der
ersten Adresse ADP1 gespeicherten Positionszählwerts P
und des in dem EEPROM 72c gespeicherten Betriebsinitialwerts
Sg. Die CPU 71 regelt den bürstenlosen Motor 60,
um die Differenz zwischen dem Istwert und dem Steuersollwert des
Einlassventils 20 zu verringern, der auf der Grundlage
des Brennkraftmaschinenbetriebszustands gesetzt wird. Die CPU 71 unterbricht
dann die Prozedur.
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Ist
die Bestimmung gemäß Schritt S10 positiv, ist
mit anderen Worten der momentane Steuerzyklus der erste Steuerzyklus,
nachdem die Energieversorgung begonnen wurde, dann be stimmt die CPU 71,
dass ein zeitweiliger Energieausfall vorlag, und führt
Schritt S20 aus. In Schritt S20 bestimmt die CPU 71, ob
eine Betriebsflagge Fk eingeschaltet ist. Die Betriebsflagge Fk
stellt einen angelassenen/angehaltenen Zustand der Brennkraftmaschine
dar. Die CPU 71 setzt die Betriebsflagge Fk auf der Grundlage
einer Betätigung des Zündschalters der Brennkraftmaschine
und speichert die Betriebsflagge Fk in dem EEPROM 72c.
Die CPU 71 setzt die Betriebsflagge Fk auf EIN, wenn der
Zündschalter eingeschaltet ist, und auf AUS, wenn der Zündschalter ausgeschaltet
ist. Ist der Zündschalter ausgeschaltet, dann unterbricht
die CPU 71 die Energieversorgung von der Sicherungsenergiequelle 80 durch
Setzen der Betriebsflagge auf AUS und dann durch Blockieren des
Relais. Demgemäß verbleibt in dem Steuerzyklus
unmittelbar nach der Energiewiederherstellung aus einem zeitweiligen
Energieausfall heraus die Betriebsflagge Fk auf EIN.
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Ist
die Bestimmung gemäß Schritt S20 negativ, ist
also im Einzelnen die Betriebsflagge Fk auf AUS, dann bestimmt die
CPU 71, dass der momentane Steuerzyklus kein Steuerzyklus
nach einer Energiewiederherstellung aus einem zeitweiligen Energieausfall
heraus, sondern ein normaler Steuerzyklus nach einem Beginnen der
Energieversorgung ist. Die CPU 71 führt dann Schritte
S11 und S12 durch. Die CPU 71 führt mit anderen
Worten die normale Regelung bei dem maximalen Hub durch und unterbricht die
Prozedur.
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Ist
die Bestimmung gemäß Schritt S20 positiv, ist
also mit anderen Worten die Betriebsflagge Fk auf EIN, dann bestimmt
die CPU 71, dass der momentane Steuerzyklus ein Steuerzyklus
unmittelbar nach einer Energiewiederherstellung aus einem zeitweiligen
Energieausfall heraus ist, und führt Schritt S30 aus. In
Schritt S30 bestimmt die CPU 71, ob eine Lernflagge Fg
auf AUS ist. Die Lernflagge Fg wird in dem EEPROM 72c gespeichert.
Die Lernflagge Fg ist ein Informationswert, der anzeigt, ob das
Bezugswerterlernen des maximalen Hubs in dem Steuerzyklus unmittelbar
vor dem zeitweiligen Energieausfall durchgeführt wurde.
Die Lernflagge Fg wird auf AUS gesetzt, nachdem die Brennkraftmaschine
angelassen wird. Die Lernflagge Fg wird auf EIN gesetzt, wenn das
Bezugswerterlernen begonnen wird, und auf AUS, wenn das Bezugswerterlernen
beendet wird.
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Ist
die Bestimmung in Schritt S30 positiv, ist also im Einzelnen die
Lernflagge Fg auf AUS, dann bestimmt die CPU 71, dass der
Steuerzyklus unmittelbar vor dem zeitweiligen Energieausfall ein
normaler Steuerzyklus war, und führt Schritt S40 aus. In Schritt
S40 bestimmt die CPU 71, ob das Exklusiv-ODER von zumindest
einem von entsprechenden Paaren von Bits der in der ersten Adresse
ADP1 erhalten gebliebenen Daten und der in der zweiten Adresse ADP2
erhalten gebliebenen Daten 0 ist. Bei einer Durchführung
von Schritt S40 fungiert die CPU 71 als ein Restdatenbestimmungsabschnitt.
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Ist
die Bestimmung gemäß Schritt S40 negativ, sind
also mit anderen Worten alle Exklusiv-ODER der einander entsprechenden
Bitdaten der in der ersten Adresse ADP1 erhalten gebliebenen Daten
und der in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen Daten 1,
dann wird bestimmt, dass die in der ersten Adresse ADP1 erhalten
gebliebenen Daten und die in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen
Daten die Daten sind, die in dem DRAM 72b in dem Steuerzyklus
unmittelbar vor dem zeitweiligen Energieausfall gespeichert wurden.
In diesem Fall berechnet die CPU 71 in Schritt S41 einen
momentanen Taktzählwert S auf der Grundlage des Positionszählwerts
P, der durch die in der ersten Adresse ADP1 erhalten gebliebenen
Daten dargestellt wird, und des in dem EEPROM 72c gespeicherten
Betriebsinitialwerts Sg. In Schritt S42 weist die CPU 71 den
gewonnnen Taktzählwert S dem Betriebsinitialwert Sg zu
und speichert den Betriebsinitialwert Sg in dem EEPROM 72c.
Bei einer Durchführung von Schritt S42 fungiert die CPU 71 als
ein Initialwertsetzabschnitt.
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Ist
die Bestimmung gemäß Schritt S40 positiv, ist
also im Einzelnen zumindest eines der Exklusiv-ODER der einander
entsprechenden Bitdaten der in der ersten Adresse ADP1 erhalten
gebliebenen Daten und der in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen
Daten 0, dann bestimmt die CPU 71, dass zumindest ein Datum
der in der ersten Adresse ADP1 erhalten gebliebenen Daten und der
in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen Daten auf Grund
des zeitweiligen Energieausfalls der Sicherungsenergiequelle 80 geändert
wurde. In diesem Fall setzt in Schritt S50 die CPU 71 die
Lernflagge Fg auf EIN und führt das Bezugswerterlernen
des maximalen Hubs aus. Im Einzelnen bewegt in Schritt S60 die CPU 71 die
Steuerwelle 54 zu dem oberen Totpunkt und weist den Bezugswert
S0 dem Betriebsinitialwert Sg zu. Die CPU 71 setzt mit
anderen Worten den Betriebsinitialwert Sg auf den Bezugswert S0.
Bei einer Ausführung von Schritt S60 fungiert die CPU 71 als
ein Bezugswertlernabschnitt. Weiterhin setzt in Schritt S70 die
CPU 71 den Positionszählwert P auf 0 zurück.
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In
dem Bezugswerterlernen nach dem zeitweiligen Energieausfall löscht
die Positionszählschaltung 74 zuerst den Positionszählwert
P auf Grund des zeitweiligen Energieausfalls. Der Positionszählwert
P wird durch eine Betätigung des bürstenlosen
Motors 60 aktualisiert und in dem DRAM 72b gespeichert.
In der Spanne von dem Zeitpunkt, zu dem das Bezugswerterlernen begonnen
wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerwelle 54 zu
dem oberen Totpunkt bewegt wird, wird der Positionszählwert
P auf der Grundlage der Impuls signale der Positionssensoren S1,
S2 aktualisiert und in dem DRAM 72b gespeichert. Nachdem
das Bezugswerterlernen vollendet ist, setzt in Schritt S80 die CPU 71 die
Lernflagge Fg auf AUS und unterbricht die Prozedur.
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Wird
in Schritt S30 eine negative Bestimmung getroffen, ist also mit
anderen Worten die Lernflagge Fg auf EIN, dann bestimmt die CPU 71,
dass der Steuerzyklus unmittelbar vor dem zeitweiligen Energieausfall
der Steuerzyklus war, der durchgeführt wurde, während
das Bezugswerterlernen des maximalen Hubs durchgeführt
wurde. Die CPU 71 lässt dann Schritt S40 aus und
führt Schritt S60 aus. Die CPU 71 erklärt
mit anderen Worten die Prozedur gemäß Schritt
S40 für ungültig und führt Schritte S60 und
S70 aus. Das heißt die CPU 71 führt das
Bezugswerterlernen des maximalen Hubs ohne ein Durchführen
einer Bestimmung bezüglich der in der ersten Adresse ADP1
und der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen Daten aus. Nachdem des
Bezugswerterlernen vollendet ist, setzt in Schritt S80 die CPU 71 die
Lernflagge Fg auf AUS und unterbricht die Prozedur.
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8 stellt ein spezifisches Beispiel des
Ablaufdiagramms gemäß 7 dar.
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8(a) stellt einen Fall dar, in dem der momentane
Steuerzyklus ein normaler Steuerzyklus unmittelbar vor einem zeitweiligen
Energieausfall der Sicherungsenergiequelle 80 ist, mit
anderen Worten, in dem die Bestimmung gemäß Schritt
S10 negativ ist und der Positionszählwert P 13 beträgt.
In Schritt S11 speichert die CCPU 71 die dem Zählwert
13 entsprechenden Daten 1101 in den 0. bis 3. Bits der ersten Adresse
ADP1. Die CPU 71 speichert dann die gespiegelten Daten
MD 0011, die durch bitweises Invertieren des Logikpegels von 1101
gewonnen werden, in den 0. bis 3. Bits der zweiten Adresse ADP2.
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Tritt
in einem normalen Steuerzyklus ein zeitweiliger Energieausfall auf
und wird die Energie wiederhergestellt, dann ist in dem Steuerzyklus
unmittelbar nach der Energiewiederherstellung die Lernflagge Fg
auf AUS. Die Bestimmung gemäß Schritt S30 ist
somit positiv, und Schritt S40 wird durchgeführt. In Schritt
S40 bestimmt die CPU 71, ob zumindest eines der Exklusiv-ODER
der einander entsprechenden Bitdaten der in der ersten Adresse ADP1
erhalten gebliebenen Daten und der in der zweiten Adresse ADP2 erhalten
gebliebenen Daten 0 ist.
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Wird
in Schritt S40 eine negative Bestimmung getroffen, sind also im
Einzelnen die Exklusiv-ODER der 0. bis 3. Bits alle 1, dann bestimmt
die CPU 71, dass die in der ersten Adresse ADP1 erhalten
gebliebenen Daten und die in der zweiten Adresse ADP2 erhalten gebliebenen
Daten die Daten sind, die in dem DRAM 72b in dem Steuerzyklus
unmittelbar vor dem zeitweiligen Energieausfall gespeichert wurden.
In diesem Fall berechnet in Schritt S41 die CPU 71 den
momentanen Taktzählwert S auf der Grundlage des Positionszählwerts
P, der 13 beträgt und durch die erhalten gebliebenen Daten
der ersten Adresse ADP1 dargestellt wird, und des in dem EEPROM 72c gespeicherten
Betriebsinitialwerts Sg. In Schritt S42 aktualisiert die CPU 71 den
Betriebsinitialwert Sg durch Zuweisen des gewonnenen Taktzählwerts
S zu dem Betriebsinitialwert Sg. Die CPU 71 speichert den
Betriebsinitialwert Sg in dem EEPROM 72c.
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Die
gestrichelten Linien gemäß 8(a) stellen
einen Fall dar, in dem die in der ersten Adresse erhalten gebliebenen
Daten in dem Steuerzyklus unmittelbar nach der Energiewiederherstellung
aus dem zeitweiligen Energieausfall heraus 1001 sind. Im Einzelnen
wurden die Ladungen der dem 2. Bit entsprechenden Speicherzelle
der ersten Adresse ADP1 auf Grund des zeitweiligen Energieausfalls entladen.
In diesem Fall ist die Bestimmung gemäß Schritt
S40 positiv. Das Exklusiv-ODER der 2. Bitdaten der ersten Adresse
ADP1 und der 2. Bitdaten der zweiten Adresse ADP2 ist mit anderen
Worten 0. Die CPU 71 bestimmt, dass zumindest ein Datum
der Daten der ersten Adresse ADP1 und der Daten der zweiten Adresse
ADP2 durch den zeitweiligen Energieausfall der Sicherungsenergiequelle 80 geändert wurde,
und führt Schritt S50 durch. In Schritt S50 setzt die CPU 71 die
Lernflagge Fg auf EIN und führt das Bezugswerterlernen
des maximalen Hubs aus. In Schritt S60 bewegt die CPU 71 die
Steuerwelle 54 zu dem oberen Totpunkt. In Schritt S70 weist
die CPU 71 den Bezugswert S0 dem Betriebsinitialwert Sg
zu. Weiterhin setzt in diesem Schritt die CPU 71 den Positionszählwert
P auf 0 zurück. In Schritt S80 setzt die CPU 71 nach
einer Vollendung des Bezugswerterlernens die Lernflagge Fg auf AUS.
-
In
der Spanne von dem Zeitpunkt, zu dem das Bezugswerterlernen begonnen
wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerwelle 54 zu
dem oberen Totpunkt bewegt wird, mit anderen Worten während der
Prozedur gemäß Schritt S60, erhöht die
Positionszählschaltung 74 den Positionszählwert
P von 0 aus auf der Grundlage der Impulssignale der Positionssensoren
S1, S2. Der durch die Positionszählschaltung 74 ausgegebene
Positionszählwert P wird in dem DRAM 72b gespeichert.
-
Ein
Fall, in dem der zeitweilige Energieausfall der Sicherungsenergiequelle 80 erneut
auftritt, nachdem das Bezugswerterlernen des maximalen Hubs begonnen,
aber noch nicht beendet wurde, wird nachstehend beschrieben. Es
sei beispielhaft angenommen, dass der zeitweilige Energieausfall
erneut auftritt, wenn die Prozedur gemäß Schritt
S60 ausgeführt wird, und sich der Positionszählwert
P von 0 auf 5 erhöht. In diesem Fall verbleibt die Lernflagge
auf EIN, bis die Energie aus dem zeitweiligen Energieausfall heraus
wiederhergestellt ist, da der zeitweilige Energieausfall vor einer
Vollendung des Bezugswerterlernen erneut aufgetreten ist. Demgemäß trifft
in Schritt S30 die CPU 71 eine negative Bestimmung. Im
Ergebnis lässt die CPU 71 Schritt S40 aus und führt
Schritte S60 und S70 aus. Die CPU 71 erklärt mit
anderen Worten die Bestimmung gemäß Schritt S40
für ungültig und führt das Bezugswerterlernen des
maximalen Hubs durch.
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Bleiben
Daten 0101 in der ersten Adresse ADP1 und bleiben Daten 1010 in
der zweiten Adresse ADP2 in dem Steuerzyklus unmittelbar nach der Energiewiederherstellung
aus dem zeitweiligen Energieausfall heraus vor einer Vollendung
des Bezugswerterlernen erhalten, dann läuft die CPU 71 wie nachstehend
beschrieben. In diesem Fall sind die Exklusiv-ODER der Bitdaten
alle 1. Die CPU 71 verwendet jedoch nicht den Positionszählwert
P von 5, der durch die in der ersten Adresse erhalten gebliebenen Daten
0101 dargestellt wird, zur Berechnung des Taktzählwerts
S, und führt das Bezugswerterlernen des maximalen Hubs
erneut durch. Die CPU 71 verwendet ebenso wenig den in
dem EEPROM 72c gespeicherten Betriebsinitialwert Sg für
die Berechnung des Taktzählwerts S und weist den Bezugswert
S0 durch das Bezugswerterlernen gemäß Schritt
S70 dem Betriebsinitialwert Sg zu. Nachdem das Bezugswerterlernen
beendet ist, setzt in Schritt S80 die CPU 71 die Lernflagge
Fg auf AUS.
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Das
Ausführungsbeispiel weist die folgenden Vorteile auf.
- (1) Tritt ein zeitweiliger Energieausfall der
Sicherungsenergiequelle 80 auf, bevor die Steuerwelle 54 bei
dem Bezugswerterlernen des maximalen Hubs den oberen Totpunkt erreicht,
dann läuft die CPU 71 wie nachstehend beschrieben.
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Im
Einzelnen führt die CPU 71 das Bezugswerterlernen
des maximalen Hubs ohne Rücksichtname darauf aus, ob die
in dem DRAM 72b erhalten gebliebenen Positionszähldaten
PD die Daten sind, die in dem Steuerzyklus unmittelbar vor dem zeitweiligen
Energieausfall gespeichert wurden. Auf diese Art und Weise vermeidet
die CPU 71 eine fehlerhafte Berechnung des Taktzählwerts
S, wenn die Energie aus dem erneut aufgetretenen zeitweiligen Energieausfall
heraus wiederhergestellt wird. Es wird mit anderen Worten verhindert,
dass der Betriebsinitialwert Sg, der für eine nachfolgende
Berechnung des Taktzählwerts S verwendet wird, auf einen
Wert gesetzt wird, der von dem momentanen Taktzählwert
S verschieden ist. Demgemäß bestimmt die CPU 71 den Istwert
des maximalen Hubs selbst dann genau, wenn ein zeitweiliger Energieausfall
der Sicherungsenergiequelle 80 vor einer Vollendung des
Bezugswerterlernens des maximalen Hubs erneut auftritt.
-
Im
Einzelnen können die in dem DRAM 72b erhalten
gebliebenen Positionszähldaten PD, nachdem die Energie
aus dem erneut aufgetretenen zeitweiligen Energieausfall heraus
wiederhergestellt ist, die Daten sein, die unmittelbar vor dem erneut
aufgetretenen zeitweiligen Energieausfall gespeichert wurden. Die
CPU 71 löst das Problem, das in diesem Fall verursacht
werden kann. Im Einzelnen stellen die in dem DRAM 72b erhalten
gebliebenen Positionszähldaten PD die Änderungshistorie
des Taktzählwerts S dar, der nach der Energiewiederherstellung
aus dem früheren zeitweiligen Energieausfall verfolgt wurde. Wird
der Taktzählwert S auf der Grundlage des durch eine derartige Änderungshistorie
dargestellten Positionszählwerts P und des Betriebsinitialwerts
Sg berechnet, der vor dem früheren zeitweiligen Energieausfall
gesetzt wurde, dann kann kein genauer Taktzählwert S gewonnen
werden. Dieses Problem wird jedoch durch die CPU 71 des
Ausführungsbeispiels vermieden.
-
Das
Ausführungsbeispiel kann wie nachstehend beschrieben modifiziert
werden.
-
Die
auf die Positionszähldaten PD bezogenen Vergleichsdaten
sind nicht auf die gespiegelten Daten MD beschränkt. Solange
die in dem DRAM 72b gespeicherten Vergleichsdaten eine
gewisse Korrespondenzbeziehung mit den Positionszähldaten
PD aufweisen, können die Vergleichsdaten irgendeine geeignete
Art von Daten sein.
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Der
flüchtige Speicher ist nicht auf dem DRAM 72b beschränkt,
sondern kann ein SRAM (”Static RAM”, statischer
Speicher mit wahlfreiem Zugriff) sein.
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Der
wiederbeschreibbare nicht-flüchtige Speicher, der den Betriebsinitialwert
Sg speichert, ist nicht auf den EEPROM 72c beschränkt,
sondern kann ein MRAM (magnetischer RAM) oder ein FeRAM (ferroelektrischer
RAM) sein.
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Das
erfindungsgemäße Steuersystem muss nicht notwendigerweise
den Istwert des maximalen Hubs des Einlassventils 20 auf
der Grundlage des Änderungsbetrags und des Initialwerts
des maximalen Hubs berechnen. Das Steuersystem kann zum Beispiel
den Drehwinkel der Kurbelwelle erfassen. Das Steuersystem der Brennkraftmaschine
kann einen Istwert einer Brennkraftmaschinenzustandsgröße
in irgendeiner geeigneten Art und Weise berechnen, solange das Steuersystem
den Istwert auf der Grundlage eines Änderungsbetrags und
eines Initialwerts der Brennkraftmaschinenzustandsgröße
gewinnt. Die Zustandsgröße eines Brennkraftmaschinenventils
umfasst die Öffnungszeitgabe, die Schließungszeitgabe,
den maximalen Hub, die Öffnungsspanne, das Hubprofil des
Brennkraftmaschinenventils und eine Kombination dieser Größen.
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Zusammenfassung
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Nachdem
eine Energieversorgung von einer Sicherungsenergiequelle (80)
zu einem flüchtigen Speicher (72b) aus einer zeitweiligen
Unterbrechung heraus wiederhergestellt ist, bestimmt ein Restdatenbestimmungsabschnitt
(S40), ob in dem flüchtigen Speicher (72b) erhalten
gebliebene Daten einer Änderungshistorie (P) Daten sind,
die unmittelbar vor der Unterbrechung der Energieversorgung gespeichert
wurden. Wird bestimmt, dass die in dem flüchtigen Speicher
(72b) erhalten gebliebenen Daten keine Daten sind, die
unmittelbar vor der Unterbrechung der Energieversorgung gespeichert
wurden (JA in S40), dann bewegt ein Bezugswertlernabschnitt (S60)
ein Stellglied (60) zu einem Endausschlag (einem oberen
Totpunkt, ”Hi end”), weist den Bezugswert einem
Initialwert (Sg) zu und löscht die Änderungshistorie
(P). Tritt die zeitweilige Unterbrechung der Energieversorgung von
der Sicherungsenergiequelle (80) vor einer Vollendung des
Bezugswerterlernens durch den Bezugswertlernabschnitt (S60) erneut
auf (NEIN in S30), dann erklärt ein Steuerabschnitt (71)
die Bestimmung des Restdatenbestimmungsabschnitts (S40) für
ungültig und läuft, um das Bezugswerterlernen
durchzuführen, nachdem die Energieversorgung wiederhergestellt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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