DE19818971C2

DE19818971C2 - Regelgerät für einen Ventilbetätigungszeitpunkt eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE19818971C2
Application number: DE19818971A
Authority: DE
Inventors: Hajime Kako
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2018-04-29
Also published as: US5957095A; JP3070547B2; JPH11132064A; DE19818971A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelgerät für einen Ventilbetätigungszeitpunkt bei einer Brennkammer eines Motors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Regelgerät ist beispielsweise in DE 43 25 902 A1 beschrieben. Insbesondere betrifft DE 43 25 902 A1 ein Verfahren zum Berechnen der Luftfüllung für eine Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung.

Aus DE 689 10 777 T2 ist zudem ein Sicherheitsverfahren zusammen mit einer Ventilzeitsteuerung für Verbrennungsmotoren beschrieben.

DE 691 06 174 T2 betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit optimaler Synchronisierung von Einlassventilen zum Verbessern der Motorleistung, während das Auftreten von Klopfen verhindert wird.

Zudem ist in DE 40 06 950 A1 ein Regelverfahren für eine drehzahlabhängige, stufenlose Verstellung der Nockenspreizung beschrieben.

DE 690 21 139 T2 betrifft ein Verfahren für eine Fehlererfassung bei einem System zum Steuern der Verstellung des Arbeitswinkels von Ventilen in Verbrennungsmotoren.

Ein weiterer Mechanismus zum variablen Regeln von Einlassventilen, Auslassventilen oder beiden derartigen Arten von Ventilen in Abhängigkeit von Betriebszuständen ist bereits bekannt, beispielsweise aus der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. Hei 9-60508 (JP-A-9-60508). Ein Verfahren zum Regeln eines derartigen Mechanismus ist beispielsweise in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. Hei 6-159021 (JP-A-6-159021) beschrieben. Nachstehend wird das herkömmliche Regelgerät für einen Ventilbetätigungszeitpunkt für einen Motor unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 27 beschrieben, welche ein herkömmliches Gerät betreffen, sowie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 13, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Benzinmotorsystems mit einem Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts, wobei ein Abschnitt um einen Zylinder, beispielsweise einen von vier Zylindern, gezeigt ist. In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Motor mit mehreren Zylindern bezeichnet; das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Zylinderblock zur Ausbildung der mehreren Zylinder des Motors 1; das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Zylinderkopf, der mit dem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 2 verbunden ist; und das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Kolben, der eine vertikale Hin- und Herbewegung im jeweiligen zugehörigen Zylinder des Zylinderblocks 2 durchführt; das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Kurbelwelle, die mit einem unteren Endabschnitt des Kolbens 4 verbunden ist, und durch die Vertikalbewegung des Kolbens 4 gedreht wird.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen Kurbelwinkelsensor zum Feststellen der Drehzahl NE des Motors 1, sowie zum Feststellen der Tatsache, dass sich die Kurbelwelle 5 in einem vorbestimmten Basiskurbelwinkel befindet. Der Sensor ist in der Nähe der Kurbelwelle 5 angeordnet. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Signalrotor bezeichnet, der mit der Kurbelwelle 5 verbunden ist. Am Umfang des Signalrotors 7 sind zwei Zähne im Abstand von 180° vorgesehen. Ein impulsförmiges Kurbelwinkelsignal wird von dem Kurbelwinkelsensor 6 jedes Mal dann erzeugt, wenn einer der Zähne an einem Vorderabschnitt des Kurbelwinkelsensors 6 vorbeigeht.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Brennkammer zum Verbrennen eines Kraftstoff-Luftgemisches, die durch die Innenwand des Zylinderblocks 2 gebildet wird, sowie die Innenwand des Zylinderkopfes 3 und den oberen Abschnitt des Kolbens 4; das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Zündkerze zum Zünden eines Kraftstoff-Luftgemisches, die so im oberen Abschnitt des Zylinderkopfes 3 angeordnet ist, daß sie in die Brennkammer hineinragt; das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Verteiler, der an einer Auslassnockenwelle 20 (nachstehend noch genauer erläutert) des Zylinderkopfs angeschlossen ist; und das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Zündvorrichtung zum Erzeugen von Hochspannung. Jede Zündkerze 9 ist über ein Hochspannungskabel (nicht gezeigt) mit dem Verteiler 10 verbunden, wodurch die von der Zündvorrichtung 11 erzeugte Hochspannung an die Zündkerze 9 durch den Verteiler 10 verteilt wird, und zwar synchron zur Drehung der Kurbelwelle 5.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Wassertemperatursensor, der in dem Zylinderblock 2 vorgesehen ist, um die Temperatur des Kühlwassers festzustellen, das in einem Kühlwasserkanal fließt. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Einlassöffnung, die in dem Zylinderkopf 3 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 14 eine Auslassöffnung, die in dem Zylinderkopf 3 enthalten ist; das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein Ansaugrohr, das mit der Ansaugöffnung 13 verbunden ist; das Bezugszeichen 16 bezeichnet ein Auslassrohr, das an die Auslassöffnung 14 angeschlossen ist; das Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Einlassventil, das in der Einlassöffnung 13 des Zylinderkopfes 3 angeordnet ist; und das Bezugszeichen 18 bezeichnet ein Auslassventil, das in der Auslassöffnung 14 des Zylinderkopfes 3 vorgesehen ist.

Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Einlassnockenwelle, die oberhalb des Einlassventils 17 zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 17 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Auslassnockenwelle, die oberhalb des Auslassventils 18 zum Öffnen und Schließen des Auslassventils 18 angeordnet ist; das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Einlasszeitpunktriemenscheibe, die an einem Ende der Einlassnockenwelle 19 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Auslasszeitpunktriemen-Scheibe, die an einem Ende der Auslassnockenwelle 20 vorgesehen ist; und das Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Synchronriemen zum Verbinden der Zeitgeberriemenscheiben 21 und 22 mit der Kurbelwelle 5. Hierbei drehen sich die Einlassnockenwelle 19 und die Auslassnockenwelle 20 mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 5.

Wenn der Motor 1 in Betrieb ist, empfangen daher die Nockenwellen 19 und 20 eine Drehantriebskraft von der Kurbelwelle 5 über den Synchronriemen 23 und die Zeitgeberriemenscheiben 21 und 22, wodurch das Einlassventil 17 und das Auslassventil 18 geöffnet und geschlossen werden. Die Ventile 17 und 18 werden zu vorbestimmten Zeitpunkten für das Öffnen und Schließen synchron zur Drehung der Kurbelwelle 5 und der Vertikalbewegung des Kolbens 4 angetrieben, nämlich in den aufeinanderfolgenden vier Hüben in dem Motor 1: Einlass, Verdichtung, Verbrennung mit Expansion und Ausstoß.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 24 einen Nockenwinkelsensor zum Feststellen der Ventileinstellung des Einlassventils 17. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Signalrotor, der an die Einlassnockenwelle 19 angeschlossen ist und bei dem vier Zähne am Umfang im Abstand von jeweils 90° vorgesehen sind. Es wird ein impulsförmiges Nockenwinkelsignal von dem Nockenwinkelsensor 24 bei jedem Passiervorgang eines der Zähne vor dem Nockenwinkelsensor 24 erzeugt.

Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Drosselklappe, die entsprechend der Betätigung eines Gaspedals (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen wird, und etwa in der Mitte der Einlassöffnung 15 vorgesehen ist. Die Ansaugluftmenge wird durch Öffnen bzw. Schließen der Drosselklappe 26 eingestellt. Das Bezugszeichen 27 bezeichnet einen Drosselklappensensor zum Feststellen des Öffnungsgrades TVO der Drosselklappe, der an die Drosselklappe 26 angeschlossen ist; das Bezugszeichen 28 bezeichnet einen Ansaugluftflusssensor vom thermischen Typ zum Feststellen der Luftflussrate (Ansaugluftmenge) QA, die in den Motor 1 eingesaugt wird, und dieser ist stromaufwärts von der Drosselklappe 26 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Ausgleichsbehälter zum Unterdrücken von Ansaugluftschwankungen, der an der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 26 vorgesehen ist; und das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen Injektor, der in der Nähe jeder Ansaugöffnung 13 der Zylinder vorgesehen ist, um Kraftstoff der Brennkammer 8 zuzuführen.

Die Injektoren 30 sind Elektromagnetventile, die durch Anlegen elektrischen Stroms geöffnet werden, und mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt werden, der von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) erhalten wird. Im Betrieb des Motors 1 wird daher Luft dem Ansaugrohr 15 zugeführt, und es wird gleichzeitig Kraftstoff von dem Injektor 30 in die Einlassöffnung 13 eingespritzt. Dies führt dazu, dass eine Kraftstoff-Luftmischung in der Einlassöffnung 13 erzeugt und das Kraftstoff-Luftgemisch der Brennkammer 8 entsprechend der Öffnung des Einlassventils 17 im Ansaughub zugeführt wird.

Das Bezugszeichen 40 bezeichnet einen Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts (nachstehend als VVT bezeichnet), der mit der Einlassnockenwelle 19 verbunden ist und durch ein Arbeitsfluid (beispielsweise Öl) angetrieben wird, um den Ventilbetätigungszeitpunkt des Einlassventils 17 zu ändern, wobei das Arbeitsfluid Schmieröl des Motors 1 und die Einheit VVT mit der Einlassnockenwelle 19 verbunden ist. Die Einheit VVT 40 dient zum kontinuierlichen Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts des Einlassventils 17 durch Ändern des Relativwinkels zwischen der Einlasszeitpunktriemenscheibe 21 und der Einlassnockenwelle 19. Das Bezugszeichen 80 bezeichnet ein Ölsteuerventil (nachstehend als OCV-Ventil bezeichnet), zum Zuführen des Arbeitsöls in der VVT-Einheit 40 und zum Einstellen der Menge an Arbeitsöl.

Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine elektronische Steuereinheit (nachstehend als ECU-Einheit bezeichnet) zum Treiben des Injektors 30, der Zündvorrichtung 11 und des OCV- Ventils 80 auf der Grundlage von Signalen, die hauptsächlich von dem Ansaugluftflusssensor 28, dem Drosselklappensensor 27, dem Wassertemperatursensor 12, dem Kurbelwinkelsensor 6 und dem Nockenwinkelsensor 24 empfangen werden, und zum Steuern bzw. Regeln der Kraftstoffeinspritzmenge, des Zündzeitpunkts und des Ventilbetätigungszeitpunkts.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 9 der Aufbau des Systems zur Änderung des Ventilbetätigungszeitpunkts beschrieben, welches aus der VVT- Einheit 40 und dem OCV-Ventil 80 besteht. Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Einlassnockenwelle 19, bei der die VVT-Einheit 40 vorgesehen ist, einschließlich einer Darstellung des Aufbaus der Vorrichtung zum Liefern des Arbeitsöls für den Antrieb der VVT-Einheit 40.

In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen 40 die VVT-Einheit zum Einstellen des Einlassventilbetätigungszeitpunktes bezeichnet. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet die Einlasszeitpunktriemenscheibe, die sich synchron mit der Kurbelwelle 5 infolge des Synchronriemens 23 dreht, der durch die Kurbelwelle 5 bewegt wird. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet die Einlassnockenwelle, an welche eine geänderte Drehphase in Bezug auf die Einlasszeitpunktriemenscheibe 21 dadurch übertragen wird, dass die VVT-Einheit 40 dazwischen vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet ein Lager, welches an dem Zylinderkopf 3 befestigt ist, um die Einlassnockenwelle 19 drehbar zu lagern. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet einen ersten Ölpfad, der an eine Verzögerungshydraulikkammer 62 (nachstehend noch genauer erläutert) angeschlossen ist, welche einen Rotor 52 entlang der Verzögerungsrichtung zurückstellt, wobei der erste Ölpfad in der Einlassnockenwelle 19 und dem Rotor 52 vorgesehen ist (dies wird nachstehend noch genauer erläutert). Das Bezugszeichen 43 bezeichnet einen zweiten Ölpfad, der an eine Vorstellungshydraulikkammer 63 (nachstehend noch genauer erläutert) angeschlossen ist, welche den Rotor 52 (der nachstehend noch genauer erläutert wird) in der Vorstellrichtung bewegt, wobei der zweite Ölpfad in der Einlassnockenwelle 19 und dem Rotor 52 vorgesehen ist.

Das Bezugszeichen 80 bezeichnet das OCV-Ventil zum Steuern der Menge an Arbeitsöl, die der VVT-Einheit 40 zugeführt werden soll. Das Bezugszeichen 90 bezeichnet eine Ölwanne, die bei dem Motor 1 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 91 bezeichnet eine Ölpumpe; und das Bezugszeichen 92 bezeichnet ein Ölfilter, wobei die Ölwanne 90, die Ölpumpe 91 und das Ölfilter 92 ein Schmiergerät zum Schmieren verschiedener Abschnitte des Motors 1 bilden. Weiterhin bilden die Ölwanne 90, die Ölpumpe 91 und das Ölfilter 92 zusammen mit dem OCV- Ventil 80 ein Gerät zum Zuführen des Arbeitsöls zu der VVT- Einheit 40.

Ferner berechnet das Bezugszeichen 81 ein Gehäuse. Das Bezugszeichen 82 bezeichnet ein Magnetventil, das in dem Gehäuse 81 gleitet; das Bezugszeichen 83 bezeichnet einen linearen Elektromagneten zur Gleitverschiebung des Magnetventils 82 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der ECU-Einheit 100; und das Bezugszeichen 84 bezeichnet eine Feder zum Drücken des Magnetventils 82 entlang einer Richtung entgegengesetzt zur Antriebsrichtung des linearen Elektromagneten 83. Das Bezugszeichen 85 bezeichnet eine Zuführöffnung, die an die Ölpumpe 91 über ein zwischengeschaltetes Ölfilter 92 angeschlossen und in dem Gehäuse 81 angeordnet ist; das Bezugszeichen 86 bezeichnet einen Anschluss A, der mit dem ersten Ölpfad 42 verbunden ist und in dem Gehäuse 81 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 87 bezeichnet einen Anschluss B, der an den zweiten Ölpfad 43 angeschlossen ist und in dem Gehäuse 81 vorgesehen ist; und die Bezugszeichen 88a und 88b bezeichnen Auslässe, die an die Ölwanne 90 angeschlossen sind und in dem Gehäuse 81 vorgesehen sind.

Durch den Betrieb der Ölpumpe 91 entsprechend der Drehung der Kurbelwelle 5 des Motors 1 wird das aus der Ölwanne 90 abgesaugte Arbeitsöl von der Ölpumpe 91 ausgestoßen. Das ausgestoßene Arbeitsöl geht durch das Ölfilter 92 hindurch und wird mit Druck durch das OCV-Ventil 80 selektiv an jeden Ölpfad 42 oder 43 angelegt. Die Menge des Öls für die Ölpfade 42 und 43 wird durch aufeinanderfolgende Änderung des jeweiligen Öffnungsgrades der A-Öffnung 86 und der B-Öffnung 87 geändert, entsprechend der Gleitbewegung des Magnetventils 82, wobei der Öffnungsgrad durch den Wert des elektrischen Stroms bestimmt wird, der dem linearen Elektromagneten 83 zugeführt wird. Die ECU-Einheit 100 dient zum Steuern des elektrischen Stroms, der dem linearen Elektromagneten 83 zugeführt werden soll, und zwar auf der Grundlage verschiedener Sensorsignale von dem Kurbelwinkelsensor 6, dem Nockenwinkel 24, usw.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 44 ein Gehäuse, das drehbar in der Einlassnockenwelle 19 vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 45 bezeichnet eine Verkleidung, die an dem Gehäuse 44 befestigt werden soll. Das Bezugszeichen 46 bezeichnet hintere Federn vom Blattfedertyp zum Drücken von Spitzendichtungen 49 (die nachstehend erläutert werden) an den Rotor 52 (der nachstehend beschrieben wird), und die zwischen den Spitzendichtungen 49 und der Verkleidung 45 vorgesehen sind. Das Bezugszeichen 47 bezeichnet einen Deckel, der an der Verkleidung 45 befestigt ist. Das Bezugszeichen 48 bezeichnet einen Bolzen zum Befestigen der Verkleidung 45 und des Deckels 47 am Gehäuse 44. Das Bezugszeichen 49 bezeichnet die Spitzendichtungen zum Verhindern einer Bewegung des Arbeitsöls zwischen den Hydraulikkammern, die durch den Rotor 52 und die Verkleidung 45 getrennt sind, das zum Rotor 52 durch die rückwärtige Feder 46 gedrückt wird. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Platte, die an dem Deckel 47 befestigt werden soll. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Schraube zur Befestigung der Platte 50 am Deckel 47.

Das Bezugszeichen 52 bezeichnet den Rotor, der an der Einlassnockenwelle 19 befestigt ist, und in Bezug auf die Verkleidung 45 drehbar ist. Das Bezugszeichen 43 bezeichnet einen zylindrischen Halter, der ausgenommene Abschnitte aufweist, die mit Kolben 54 (nachstehend noch genauer erläutert) in Eingriff gelangen sollen, die in dem Rotor 52 vorhanden sind. Das Bezugszeichen 54 bezeichnet kolbenartige Vorsprünge, die in dem Gehäuse 44 infolge der Elastizität von Federn 55 (nachstehend noch genauer erläutert) und des Hydraulikdrucks von Öl gleiten, das dem Halter 53 zugeführt wird. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet die Federn zum Drücken der Kolben 54 in Richtung des Rotors 52. Das Bezugszeichen 56 bezeichnet einen Kolbenölpfad zum Einlass des Hydraulikdrucks, der auf den Kolben 54 einwirken soll, entgegengesetzt zu der Andruckkraft der Feder 55. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet Luftöffnungen, die dazu dienen, die Seite der Feder 55 in dem Kolben 54 ständig auf Atmosphärendruck zu halten.

Das Bezugszeichen 58 bezeichnet Verbindungsbolzen zum Verbinden und Befestigen des Rotors 52 mit der Einlassnockenwelle 19. Das Bezugszeichen 59 bezeichnet einen Axialbolzen zum Verbinden und Befestigen des Rotors 52 mit der Einlassnockenwelle 19 entlang der Drehachse. Der Axialbolzen 59 ist in Bezug auf den Deckel 47 drehbar. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet einen Luftpfad, der dazu dient, das Innere der Platte 50 auf Atmosphärendruck zu halten, und der in dem Axialbolzen 59 und der Einlassnockenwelle 19 vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt zur Erläuterung einen Zustand, in welchem Hydraulikdruck auf den Kolben 54 über den Kolbenölpfad 56 einwirkt. Wie in dieser Figur gezeigt wird der Kolben 54 zur Seite des Gehäuses 44 gedrückt, während die Feder 55 durch den Hydraulikdruck zusammengedrückt wird, wodurch der Eingriff mit dem Halter 53 freigegeben wird, um die Drehung des Rotors 52 in Bezug auf das Gehäuse 44 zu ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine erläuternde Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in Fig. 3, betrachtet ausgehend von dem Pfeil. Fig. 6 zeigt zur Erläuterung, wie eine Gleitplatte 71 bewegt wird. Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in Fig. 3, betrachtet ausgehend von dem Pfeil. Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z in Fig. 3, betrachtet ausgehend von dem Pfeil.

In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 61 Bolzenlöcher, in welche die Bolzen 48 eingeschraubt sind. Die Bezugszeichen 62 bezeichnen die Rückstellhydraulikkammern in Form einer Säule, die einen Radialteil zum Drehen eines ersten bis vierten Flügels 64 bis 67 in Richtung des Rückstellens aufweisen, wobei die Rückstellhydraulikkammern vom Rotor 52, der Verkleidung 45, dem Deckel 47, dem Gehäuse 44 und jeweils dem ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 umgeben sind. Weiterhin sind die Rückstellhydraulikkammern 62 an den ersten Ölpfad 42 angeschlossen, um von dort das Arbeitsöl zu empfangen.

Die Bezugszeichen 63 bezeichnen Vorstellhydraulikkammern in Form einer Säule, die einen Radialteil zum Drehen des ersten bis vierten Flügels 64 bis 67 in Vorstellrichtung aufweisen, wobei die Vorstellhydraulikkammern 63 vom Rotor 52, der Verkleidung 45, dem Deckel 47, dem Gehäuse 44 und dem entsprechenden Flügel unter dem ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 umgeben sind. Die Vorstellhydraulikkammern 63 sind an den zweiten Ölpfad 43 angeschlossen, um von diesem das Arbeitsöl zu empfangen. Der Rotor 52 wird in Bezug auf das Gehäuse 44 bewegt, abhängig von der Menge an Arbeitsöl, welche den Rückstellhydraulikkammern 62 und den Vorstellhydraulikkammern 63 zugeführt wird, wodurch die Volumina der jeweiligen Hydraulikkammern geändert werden.

Das Bezugszeichen 64 bezeichnet den ersten Flügel, der im Rotor 52 so vorgesehen ist, dass er in Richtung zum Außenumfang vorspringt, wobei der Halter 53 in die Gehäuseseite des ersten Flügels 64 eingebettet ist; ein Verbindungsölpfad 70 (der nachstehend noch erläutert wird) ist als Ausnehmung in der Seite des Deckels 47 darauf vorgesehen; eine Spurnute 72 (die nachstehend erläutert wird) ist in der Mitte des Verbindungsölpfades 70 vorgesehen, um als der Kolbenölpfad 56 zu dienen, der von der Spurnute 72 über den Halter 53 zum Gehäuse 44 durchgeht.

Die Bezugszeichen 65 bis 67 bezeichnen den zweiten bis vierten Flügel, die so auf dem Rotor 52 vorgesehen sind, daß sie in Richtung zum Außenumfang vorspringen.

Spitzendichtungen 73 (die nachstehend erläutert werden) sind an den Abschnitten vorgesehen, an denen der erste bis vierte Flügel 64 bis 67 in Berührung mit der Verkleidung 45 steht. Das Bezugszeichen 68 bezeichnet ein Flügelhalterungsteil, welches einen zentralen Abschnitt des Rotors 52 darstellt. Das Bezugszeichen 69 bezeichnet Gleitstücke, die von der Verkleidung 45 in Richtung zum Innendurchmesser vorspringen, wobei die Gleitstücke 69 mit Bolzenlöchern 61 versehen sind, in welche die Bolzen 48 eingeführt sind, und die Spitzendichtungen 49 in einem Abschnitt vorhanden sind, an welchem die Gleitstücke in Berührung mit dem Flügelhalterungsteil 68 stehen.

Das Bezugszeichen 70 bezeichnet den Verbindungsölpfad zum Verbinden der Rückstellhydraulikkammer 62 und der Vorstellhydraulikkammer 63, an beiden Seiten des ersten Flügels 64. Das Bezugszeichen 71 bezeichnet eine Gleitplatte, die in der Spurnute 72 (die nachstehend erläutert wird) bewegbar ist, die in der Mitte des Verbindungsölpfades 70 vorgesehen ist, wodurch der Verbindungsölpfad 70 blockiert wird, um den Austritt von Öl zwischen der Rückstellhydraulikkammer 62 und der Vorstellhydraulikkammer 63 zu verhindern. Die Gleitplatte 71 bewegt sich in der Richtung der Rückstellhydraulikkammer 63, wenn der Öldruck der Rückstellhydraulikkammer 62 höher ist als jener der Vorstellhydraulikkammer 63, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und sie bewegt sich in der Richtung der Rückstellhydraulikkammer 62, wenn der Öldruck der Vorstellhydraulikkammer 63 höher als der Rückstellhydraulikkammer 62 ist, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.

Das Bezugszeichen 72 bezeichnet die Spurnute, die in der Mitte des Verbindungsölpfades 72 vorgesehen ist, an der der Kolbenölpfad 56 angeschlossen ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist dann, wenn sich die Gleitplatte 71 in Richtung der Rückstellhydraulikkammer 63 bewegt, der Kolbenölpfad 56 mit der Rückstellhydraulikkammer 62 verbunden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist dann, wenn sich die Gleitplatte 71 in Richtung der Rückstellhydraulikkammer 62 bewegt, der Kolbenölpfad 56 mit der Vorstellhydraulikkammer 63 verbunden. Das Bezugszeichen 73 bezeichnet die Spitzendichtungen, die in jedem der ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 zu dem Zweck vorgesehen sind, die Spalte zwischen jedem Flügel und der Verkleidung 45 abzudichten, um einen Austritt von Öl zu verhindern. Pfeile in den Fig. 5, 7 und 8 bezeichnen die Drehrichtung der VVT-Einheit als Ganzes, wie sie durch den Zeitgeberriemen 23 usw. angetrieben wird.

Als nächstes wird der Betrieb der VVT-Einheit 40 und des OCV- Ventils 80 beschrieben. Wenn der Motor 1 anhält, befindet sich der Rotor 52 in der Position der maximalen Rückstellung (nämlich der Position des Rotors 52, in welchem er in Bezug auf das Gehäuse 44 vollständig in der Rückstellrichtung gedreht ist), wie in Fig. 5 gezeigt ist, und der von der Ölpumpe 91 dem OCV-Ventil 80 zugeführte Öldruck ist niedrig oder er entspricht dem Atmosphärendruck, wodurch der Öldruck nicht den ersten Ölpfad 41, den zweiten Ölpfad 43 und den Kolbenölpfad 56 beeinflusst. In diesem Fall wird, wie in Fig. 3 gezeigt, der Kolben 54 an den Halter 53 durch die Druckkraft der Feder 55 angedrückt, so dass der Kolben 54 und der Halter 53 in Eingriff gelangen.

Wenn der Motor 1 in Gang gesetzt wird, wird die Ölpumpe 91 in Betrieb gesetzt, so daß sie den Öldruck erhöht, welcher dem OCV-Ventil 80 zugeführt wird, und dieser Öldruck wird der Rückstellhydraulikkammer 62 über den A-Anschluss 86 zugeführt. In diesem Fall wird die Gleitplatte 71 in der Richtung zur Vorstellhydraulikkammer 63 bewegt; die Rückstellhydraulikkammer 62 und der Kolbenölpfad 56 werden miteinander verbunden; der Kolben 54 wird so gedrückt, dass er sich in Richtung des Gehäuses 44 bewegt; und der Kolben 54 und der Rotor 52 gelangen außer Eingriff. Da jedoch der Öldruck an die Rückstellhydraulikkammer 63 übertragen wird, steht jeder Flügel 64 bis 67 in Berührung mit jedem Gleitstück 69 in Richtung des Rückstellens und wird an dieses angedrückt. Selbst wenn der Kolben 54 außer Eingriff steht, werden daher das Gehäuse 44 und der Rotor 52 durch den Öldruck der Rückstellhydraulikkammer 62 gegeneinander gedrückt, wodurch Vibrationen und Stöße vermieden werden können.

Wenn der B-Anschluss 87 geöffnet wird, um den Rotor 52 vorzustellen, wird das Arbeitsöl der Vorstellhydraulikkammer 63 über den zweiten Ölpfad 43 zugeführt. Der Öldruck wird von der Vorstellhydraulikkammer 63 dem Verbindungsölpfad 70 zugeführt; und die Gleitplatte 71 wird durch den Öldruck druckbeaufschlagt, so dass sie sich in Richtung zur Rückstellhydraulikkammer 62 bewegt. Der Kolbenölpfad 56 wird mit der Vorstellhydraulikkammer 63 über den Verbindungsölpfad 70 durch diese Bewegung der Gleitplatte 71 verbunden, wodurch der Öldruck von der Vorstellhydraulikkammer 63 an den Kolbenölpfad 56 übertragen wird. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der Kolben 54 in Richtung zum Gehäuse 44 gegen die Federdruckkraft 55 durch diesen Öldruck bewegt, wodurch der Eingriff zwischen dem Kolben 54 und dem Halter 53 gelöst wird. Während der Kolben 54 und der Halter 53 außer Eingriff gelangen, wird die Ölmenge dadurch geregelt, dass der A- Anschluss 86 und der B-Anschluss 87 geöffnet oder geschlossen werden, um die Ölmenge in der Rückstellhydraulikkammer 62 und die Ölmenge in der Vorstellhydraulikkammer 63 einzustellen. Daher ist es möglich, die Drehung des Rotors 52 in Bezug auf die Drehung des Gehäuses 44 vorzustellen oder zu verzögern.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 ein Beispiel für den Betrieb des OCV-Ventils 80 beschrieben. Fig. 9a zeigt einen Fall, in welchem ein Steuerstrom, der von der ECU-Einheit 100 angelegt wird, 0,1 Ampere beträgt, was niedriger ist als ein Standardwert von 0,5 Ampere. In diesem Fall wird das Magnetventil 82 in Richtung zum linken Ende des Gehäuses 81 durch die Feder 84 gedrückt, wodurch die Zuführöffnung 85 und die A-Öffnung 86 verbunden sind, und die B-Öffnung 87 und der Auslaß 88b verbunden sind. Die Rückstellhydraulikkammer 62 wird mit dem Arbeitsöl versorgt, und gleichzeitig wird das Arbeitsöl aus der Vorstellhydraulikkammer 63 ausgestoßen, wodurch der in Fig. 9a dargestellte Rotor 52 im Gegenuhrzeigersinn in Bezug auf das Gehäuse 44 gedreht wird, und die Phase der Einlassnockenwelle 19 in Bezug auf die Einlasszeitgeberriemenscheibe zurückgestellt oder verzögert wird, um einen verzögerten Betrieb zu erreichen.

Andererseits zeigt Fig. 9b ein Beispiel, in welchem der Steuerstrom von der ECU-Einheit 100 den Standardwert von 0,5 Ampere aufweist, wodurch die Kraft des linearen Elektromagneten 83 und die Kraft der Feder 84, die miteinander konkurrieren, ausgeglichen sind, so dass sowohl der A-Anschluss 86 als auch der B-Anschluss 87 durch das Magnetventil 82 in der geschlossenen Position gehalten werden, um die Zufuhr und das Ausstoßen des Arbeitsöls in der Rückstellhydraulikkammer 62 und der Vorstellhydraulikkammer 63 zu unterbrechen. Hierbei wird, wenn das Arbeitsöl in der Rückstellhydraulikkammer 62 und jenes in der Vorstellhydraulikkammer 63 nicht austritt, der Rotor 52 in derselben Position gehalten, und die Phase zwischen der Einlasszeitpunktriemenscheibe 21 und der Einlassnockenwelle 19 bleibt unverändert.

Fig. 9c zeigt ein Beispiel, in welchem der Steuerstrom von der ECU-Einheit 100 1,0 Ampere beträgt, was größer ist als der Standardwert von 0,5 Ampere, wodurch das Magnetventil 82 durch den linearen Elektromagneten 83 in Richtung zum rechten Ende des Gehäuses 81 bewegt wird, um eine Verbindung zwischen der Zuführöffnung 85 und der B-Öffnung 87 sowie zwischen der A-Öffnung 86 und dem Auslaß 88a herzustellen.

In diesem Fall wird das Arbeitsöl der Vorstellhydraulikkammer 63 durch den zweiten Ölpfad 43 zugeführt, und gleichzeitig wird das Arbeitsöl aus der Rückstellhydraulikkammer 62 ausgestoßen. Hierdurch wird der in Fig. 9c dargestellte Rotor 52 im Uhrzeigersinn in Bezug auf das Gehäuse 44 gedreht, und wird die Phase der Einlassnockenwelle 19 in Bezug auf die Einlasszeitpunktriemenscheibe 21 vorgestellt, um eine Vorstellsteuerung zu erzielen.

In den Fig. 9a, 9b und 9c wird das Ausmaß der Verbindung zwischen der Zufuhröffnung 85 und der A-Öffnung 86 (oder der B-Öffnung 87) sowie das Ausmaß der Verbindung zwischen dem Auslaß 88b (oder 88a) und der B-Öffnung 87 (oder der A-Öffnung 86) durch die Position des Magnetventils 82 gesteuert. Die Position des Magnetventils 82 und der Wert des Stroms durch den linearen Elektromagneten 83 sind einander proportional. Fig. 10 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem Wert des Stroms des linearen Elektromagneten 83 (nachstehend als Strom des linearen Elektromagneten bezeichnet) und der aktuellen Änderungsrate des Ventilbetätigungszeitpunktes in einem bestimmten Betriebszustand des Motors 1. In Fig. 10 entspricht der positive Bereich (+) der aktuellen Änderungsrate des Ventilbetätigungszeitpunktes jenem Bereich, in welchem die Einlassnockenwelle in Vorstellrichtung bewegt wird. Andererseits entspricht der negative Bereich (-) der aktuellen Änderungsrate des Ventilbetätigungszeitpunktes jenem Bereich, in welchem die Einlassnockenwelle in Rückstellrichtung bewegt wird.

In Fig. 10 bezeichnen die Bezugszeichen a, b bzw. c den Strom entsprechend der Position des Magnetventils 82 in Fig. 9a, 9b bzw. 9c. Der Strom des linearen Elektromagneten, durch welchen der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt nicht geändert wird, bezeichnet mit dem Bezugszeichen b, und er stellt einen einzelnen Punkt dar, an welchem die Menge an Arbeitsöl, welches aus den Hydraulikkammern 62 und 63, den Ölpfaden und dem Magnetventil 82 austritt, und die Menge an Arbeitsöl, welches von der Ölpumpe 91 unter Druck zugeführt wird, ausgeglichen sind.

Darüber hinaus ändert sich dieser einzelne Punkt ständig, da sich die Eigenschaften ändern, wie in Fig. 11 gezeigt ist, infolge einer Änderung des Zufuhrdrucks des Arbeitsöls, abhängig von der Drehzahl des Motors und der Temperatur. Weiterhin unterscheidet sich dieser einzelne Punkt und die Art der Änderungen der Eigenschaften bei jedem Erzeugnis, infolge unterschiedlicher Produkteigenschaften, beispielsweise im Hinblick auf die Abmessungen des Magnetventils 82. Der Strom des linearen Elektromagneten an jenem Punkt, an welchem der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt nicht geändert wird, wird als Haltestrom bezeichnet, und mit dem Bezugszeichen HLD bezeichnet. Wenn der Ventilbetätigungszeitpunkt ausgehend von diesem Haltestrom HLD vorgestellt wird, wird der Strom des linearen Elektromagneten erhöht, und wenn der Ventilbetätigungszeitpunkt verzögert wird, wird der Strom des linearen Elektromagneten verringert.

Ein Verfahren zum Feststellen des Ventilbetätigungszeitpunktes wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 12a bis 12c erläutert. Fig. 12a zeigt ein Zeitablaufdiagram eines Kurbelwinkelsignals, Fig. 12b zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Nockenwinkelsignals im vollständig verzögerten Zustand, und Fig. 12c zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Nockenwinkelsignals im vorgestellten Zustand. Die ECU-Einheit 100 zählt eine Periode des Kurbelwinkelsignals T und die Zeit der Phasendifferenz TVT zwischen dem Nockenwinkelsignal und dem Kurbelwinkelsignal; ferner berechnet sie den vollständig verzögerten Ventilbetätigungszeitpunkt VTR entsprechend nachstehender Formel 1 unter Verwendung der Zeit der Phasendifferenz im vollständig verzögerten Zustand des Ventilbetätigungszeitpunktes TVT0 und der Periode des Kurbelwinkelsignals T; und sie speichert den vollständig verzögerten Ventilbetätigungszeitpunkt VTR.

Formel 1

Der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA wird entsprechend der nachstehenden Formel 2 berechnet, unter Verwendung der Zeit der Phasendifferenz TVT, der Periode des Kurbelwinkelsignals T und des vollständig verzögerten Ventilbetätigungszeitpunktes VTR.

Formel 2

Die ECU-Einheit 100 führt eine Regelung des Stroms des linearen Elektromagneten auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA und einem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT auf solche Weise durch, dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA zum Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT konvergiert.

Fig. 13 zeigt schematisch den Innenaufbau der ECU-Einheit 100. In der Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 102 zum Durchführen verschiedener Operationen und verschiedener Ermittlungen aufweist, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 103 zum vorherigen Speichern eines vorbestimmten Steuer- oder Regelprogramms und dergleichen, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 104 zum zeitweiligen Speichern von Operationsergebnissen der CPU und dergleichen, einen A/D-Wandler 105 zur Umwandlung einer Analogspannung in einen Digitalwert, einen Zähler 106 zum Zählen einer Periode eines Eingangssignals und dergleichen, einen Zeitgeber 107, der die Laufzeit eines Ausgangssignals und dergleichen zählt, einen Ausgangsanschluss 108 zur Ausgabe des Ausgangssignals, und einen gemeinsamen Bus 109 zur Verbindung der voranstehend geschilderten Bauteile.

Das Bezugszeichen 110 bezeichnet eine erste Eingangsschaltung, bei der ein Signal, das von dem Nockenwinkelsensor 24 empfangen wird, durch die erste Eingangsschaltung 110 umgewandelt wird, und daraufhin in dem Mikrocomputer 101 als Interrupt-Anforderungssignal (INT) eingegeben wird. Bei jeder Interrupt-Anforderung liest die CPU 102 den Wert in dem Zähler 106 und speichert ihn in dem RAM 104. Das Signal von dem Kurbelwinkelsensor 6 wird durch die erste Eingangsschaltung 110 umgewandelt und in den Mikrocomputer 101 als Interrupt-Anforderungssignal (INT) eingegeben. Bei jeder Interrupt-Anforderung liest die CPU 102 den Wert in dem Zähler 106; speichert ihn im RAM 104; und sie berechnet die Periode des Kurbelwinkelsignals T in Abhängigkeit von der Differenz gegenüber dem vorherigen Zählerwert, der zum Zeitpunkt des vorherigen Signals von dem Kurbelwinkelsensor 6 gespeichert wurde; ferner berechnet sie die Drehzahl des Motors NE auf der Grundlage dieser Periode des Kurbelwinkelsignals T; und sie berechnet die Zeit der Phasendifferenz TVT auf der Grundlage des Zählerwerts, der im RAM 104 gespeichert ist, wenn das Signal von dem Nockenwinkelsensor 24 empfangen wird.

Das Bezugszeichen 111 bezeichnet eine zweite Eingabeschaltung. Signale von dem Wassertemperatursensor 12, dem Drosselklappensensor 27 und dem Ansaugluftflusssensor 28 werden von Rauschkomponenten befreit, verstärkt usw., und zwar durch die zweite Eingangsschaltung 111; ferner werden sie an den A/D-Wandler 105 übertragen und in Digitaldaten umgewandelt, die die Temperatur des Kühlwassers, den Öffnungsgrad der Drosselklappe und die Ansaugluftmenge angeben.

Das Bezugszeichen 112 bezeichnet eine Treiberschaltung zum Treiben des Injektors 30; und das Bezugszeichen 113 bezeichnet eine Treiberschaltung zum Treiben der Zündvorrichtung 11. Die CPU 102 berechnet den Zeitpunkt zum Antrieb des Injektors und den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der voranstehend geschilderten verschiedenen Eingangssignale; und sie führt den Betrieb des Injektors 30 und der Zündvorrichtung 11 über den Ausgangsanschluss 108 und die Treiberschaltungen 112 und 113 durch, und zwar auf der Grundlage des Ergebnisses der Zählung in dem Zeitgeber 107, um hierdurch die Kraftstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt zu regeln.

Das Bezugszeichen 114 bezeichnet eine Stromsteuerschaltung zum Steuern des Stroms des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80. Die CPU 102 berechnet den Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 auf der Grundlage der voranstehend erwähnten verschiedenen Signale, und sie gibt ein Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 zum Ausgangsanschluss 108 aus, und zwar auf der Grundlage der sich ergebenden Zeit, die in dem Zeitgeber 107 gezählt wird. Die Stromsteuerschaltung 114 führt die Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung auf der Grundlage dieses Tastverhältnissignals durch, so dass der Strom durch den linearen Elektromagneten 83 in dem OCV-Ventil 80 gleich dem Strom CNT wird.

Das Bezugszeichen 115 bezeichnet eine Stromversorgungsschaltung; das Bezugszeichen 116 bezeichnet eine Batterie; und das Bezugszeichen 117 bezeichnet einen Schlüsselschalter, über den der Mikrocomputer 101 zum Durchführen seines Betriebs mit einer konstanten Spannung von der Stromversorgungsschaltung 115 versorgt wird, an der die Spannung der Batterie 116 anliegt.

Als nächstes wird der Betriebsablauf der CPU 102 unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 24 beschrieben. Fig. 22 zeigt ein Betriebsablaufdiagramm für ein Steuergerät ohne eine integrierende Steuervorrichtung, wenn der momentane Haltestrom HLD mit dem Standardwert von 0,5 A übereinstimmt. Fig. 23 zeigt ein Betriebsablaufdiagramm für ein Steuergerät ohne eine integrierende Steuervorrichtung, wenn der aktuelle Haltestrom HLD den Standardwert von 0,5 A überschreitet. Fig. 24 zeigt ein Betriebsablaufdiagramm für ein Steuergerät mit einer integrierenden Steuervorrichtung, wenn der aktuelle Haltestrom HLD größer ist als der Standardwert von 0,5 A.

Das OCV-Ventil 80 kann die Menge an Arbeitsöl einstellen, die in einer Zeiteinheit geliefert wird, wodurch der Verschiebungswinkel der VVT-Einheit 40 in Reaktion auf die integrierte Menge des zugeführten Arbeitsöls festgelegt wird. Der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt konvergiert daher zu dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt, durch eine Steuerung mit der Steuervorrichtung, die proportional zur Abweichung ER zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VVT und dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt VTR auf der Grundlage des Standardwertes von 0,5 A durchgeführt wird, falls der momentane Haltestrom HLD des OCV-Ventils 80 mit dem Standardwert von 0,5 A übereinstimmt, da die VVT-Einheit 40 ein Integrationsbauteil enthält. Der Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 lässt sich aus der nachstehenden Formel 3 erhalten.

Formel 3

CNT = KP × ER + 0,5 A

In Formel 3 ist mit ER die Abweichung zwischen dem Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA bezeichnet, die man aus der nachstehenden Formel 4 erhält.

Formel 4

ER = VTT - VTA

In Formel 3 ist mit KP die Verstärkung entsprechend der Proportionalität bezeichnet.

In Fig. 22 sind Änderungen des Soll- Ventilbetätigungszeitpunktes VTT, des momentanen Ventilbetätigungszeitpunktes VTA sowie des Stroms CNT des linearen Magnetventils gezeigt.

Der tatsächliche Haltestrom HLD in dem OCV-Ventil 80 stimmt jedoch nicht immer mit dem Standardwert von 0,5 A überein. Wenn beispielsweise der tatsächliche Haltestrom HLD größer ist als der Standardwert von 0,5 A, nähert sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA nicht an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT an, infolge der Steuerung auf der Grundlage der Formel 3, wobei einer Gleichgewichtszustandsabweichung ER1 übrigbleibt.

Anders ausgedrückt regelt das Regelgerät den Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 so, dass die Abweichung ER zwischen den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA gleich 0 wird. Im Falle der Fig. 23 wird, da die Abweichung ER1 übrigbleibt, der Strom CNT des linearen Elektromagneten in der Größe von (KP × ER1 + 0,5)A angelegt, um die Abweichung auszugleichen. In Fig. 23 zeigt allerdings der tatsächliche Haltestrom HLD eine Abweichung zur Seite des höheren Stroms hin, und zwar im Vergleich zum Standardwert von 0,5 A um (KP × ER1). Die Steuereinheit versucht daher, eine derartige Steuerung durchzuführen, dass der momentane Ventilbetätigungszeitpunkt VTA sich an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT dadurch annähert, dass ein höherer Strom als der Standardwert von 0,5 A angelegt wird und zwar erhöht um (KP × ER1), damit so die Abweichung ER1 ausgeglichen wird. Allerdings befindet sich das OCV-Ventil 80 in dem in Fig. 9b gezeigten Zustand, in welchem sowohl die A-Öffnung 86 als auch die B-Öffnung 87 geschlossen ist. Daher wird die Abweichung ER1 nicht ausgeschaltet, und sie verbleibt als Regelabweichung. Diese Regelabweichung ER1 ergibt sich aus der nachstehenden Formel 5.

Formel 5

ER1 = (HLD - 0,5 A)/KP

Bei der Regeleinheit wird daher eine Integralregelung eingesetzt, zusätzlich zu der Proportionalsteuerung nach Formel 3. Es wird die in Formel 6 dargestellte Regelung durchgeführt, um die voranstehend erwähnte Regelabweichung auszugleichen.

Formel 6

CNT = KP × ER + ΣKI + 0,5 A

In Formel 6 stellt ein Term ΣKI einen Korrekturwert für die Integration dar, der durch Integration von Differenzen von Integralen auf der Grundlage der Abweichung ER zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem momentanen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA erhalten wird, und der sich aus Formel 7 ergibt.

Formel 7

ΣKI = ΣKI(i - 1) + KI × ER

In Formel 7 stellt ΣKI(i - 1) den Korrekturwert für die Integration vor dem Durchführen der Integration zu diesem Zeitpunkt dar, wobei der Term KI die Verstärkung entsprechend dem Integriervorgang bezeichnet. In Formel 7 entspricht der Term KI × ER der Differenz von Integralen, wobei KI auf einen sehr kleinen Wert eingestellt ist, um eine instabile Regelung zu verhindern, die durch eine starke Änderung des Integrationskorrekturwertes ΣKI durch eine schrittweise Übergangserhöhung der Abweichung ER zum Zeitpunkt einer Sprungantwort oder dergleichen verursacht wird. Fig. 24 zeigt schematisch Änderungen des Soll- Ventilbetätigungszeitpunktes VTT, des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunktes VTA sowie des Stroms CNT des linearen Elektromagneten in einem Zustand, in welchem keine Regelabweichung zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem momentanen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA auftritt, also in einem Zustand, in welchem der Integrationskorrekturwert ΣKI infolge der Integrationsregelung die nachstehende Formel 8 erfüllt.

Formel 8

HLD = ΣKI + 0,5 A

Nachstehend wird der Regelvorgang auf der Grundlage von Formel 6 unter Bezugnahme auf Fig. 25 erläutert. Fig. 25 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprogramms, das in dem ROM 103 gespeichert ist. Dieses Flussdiagramm wird zu jeder vorbestimmten Zeit in der CPU 102 der ECU 100 abgearbeitet, beispielsweise alle 25 ms. Im Schritt S1 nach Fig. 25 werden Signale zur Angabe des Betriebszustandes des Motors, beispielsweise für die Periode des Kurbelwinkelsignals T, die Drehzahl des Motors NE, die Zeit der Phasenreferenz TVT, die Ansaugluftmenge QA, den Öffnungsgrad der Drosselklappe TVO, die Temperatur des Kühlwassers THW usw., von dem Kurbelwinkelsensor 6, dem Nockenwinkelsensor 24, den Ansaugluftflusssensor 28, dem Drosselklappensensor 27 und dem Wassertemperatursensor 12 erhalten.

Im Schritt S2 wird ein momentaner Verschiebungswinkel- Ventilbetätigungszeitpunkt (VTA) der Einlassnockenwelle 19 in Bezug auf die Kurbelwelle 5 entsprechend der Formel 2 berechnet, und zwar unter Verwendung der Periode des Kurbelwinkelsignals T und der Zeit der Phasendifferenz TVT. Im Schritt S3 wird der Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT berechnet, und zwar auf der Grundlage der Drehzahl NE des Motors, der Ansaugluftmenge QA, des Drosselklappenöffnungsgrades TVE und der Kühlwassertemperatur THW. Im Schritt 4 wird die Abweichung ER zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA entsprechend Formel 4 erhalten.

Im Schritt 5 wird der Integrationskorrekturwert ΣKI entsprechend Formel 7 erhalten. In diesem Fall gibt ΣKI(i - 1) in Formel 7 den vorherigen Wert von ΣKI ein, d. h. 25 ms vorher. Der Integrationskorrekturwert ΣKI wird auf Null zurückgesetzt, unmittelbar nachdem die Spannung von der Stromversorgungsquelle an die ECU-Einheit 100 angelegt wird. Daraufhin wird im Schritt S6 der Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 entsprechend Formel 6 erhalten.

Im Schritt 7 wird ein Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 an den Ausgangsanschluss 108 ausgegeben, abhängig von dem Ergebnis bezüglich der gezählten Zeit im Zeitgeber 107. Dieses Tastverhältnissignal wird bei der Stromsteuerschaltung 114 eingegeben, und es steuert den in dem linearen Elektromagneten 83 des OVC-Ventils 80 fließenden Strom so, daß er gleich dem Strom CNT des linearen Elektromagneten ist. Daraufhin wird der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA so gesteuert bzw. geregelt, dass er gleich dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT wird.

Bei dem herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktregelgerät für einen Motor wird die Regelabweichung zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA, die entsteht, wenn der Integrationskorrekturwert ΣKI im Zeitpunkt unmittelbar nach dem Anlegen elektrischer Energie an die ECU-Einheit 100 initialisiert wird oder wenn der tatsächliche Haltestrom HLD in dem OCV-Ventil 80 geändert wird, abhängig von der Änderung des Betriebszustands geändert.

Um eine derartige Regelabweichung in kurzer Zeit auszuschalten, ist es bisher erforderlich, die Verstärkung KI entsprechend dem Integrationsvorgang auf einen großen Wert einzustellen. Wenn jedoch die Verstärkung KI entsprechend der Integration groß ist, ändert sich der Korrekturwert für die Integration ΣK1 in beträchtlichem Ausmaß, und zwar infolge der Erhöhung der Übergangsabweichung ER, die zum Zeitpunkt einer Sprungantwort oder dergleichen erzeugt wird, wie in Fig. 26 dargestellt ist. Es entstehen in der Hinsicht Schwierigkeiten, dass die Steuerung bzw. Regelung instabil wird; und es treten Überschwingungen und ein Nachlaufen des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts VTA auf; die Konvergenz des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunktes VTA zum Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT verzögert sich; die Fahrleistungen wird beeinträchtigt; und es ergeben sich verschlechterte Eigenschaften der Auspuffgase.

Wird im Gegensatz hierzu die Verstärkung KI für den Integrationsvorgang auf einen kleinen Wert zum Erzielen einer stabilen Regelung eingestellt, so taucht die Regelabweichung zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA in Fällen auf, in denen der Integrationskorrekturwert ΣKI zum Zeitpunkt unmittelbar nach dem Anlegen elektrischer Energie an die ECU- Einheit 100 initialisiert und der momentane Haltestrom in Abhängigkeit von Änderungen der Betriebszustände geändert wird, wie in Fig. 27 gezeigt ist. Diese Regelabweichung kann über einen längeren Zeitraum nicht ausgeregelt werden, was in der Hinsicht zu Schwierigkeiten führt, dass die Fahreigenschaften beeinträchtigt werden, und dass sich die Eigenschaften des Auspuffgases verschlechtern.

Ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ventilzeitpunktbetätigungs- Regelgeräts für einen Motor, bei dem der momentane Ventilbetätigungszeitpunkt VTA stabil Änderungen des Soll- Ventilbetätigungszeitpunktes VTT folgen kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dieses technische durch ein Regelgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach wird erfindungsgemäß erreicht, dass sich der momentane Ventilbetätigungszeitpunkt für ein Einlass/Auslassventil einer Brennkammer eines Motors innerhalb kurzer Zeit an einen Sollventilbetätigungszeitpunkt annähern kann. Zudem wird dieses Annähern des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt in stabiler Weise erreicht. Insbesondere durch variables Aktivieren eines Integrierregelvorgangs wird eine verbesserte Stabilität ohne Verschlechterung des Einschwingverhaltens erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Beendigen des Integrierregelvorgangs eine Vorrichtung zum Beurteilen einer Änderungsrate aufweist, die beurteilt, ob eine Änderungsrate des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts größer oder gleich einer vorbestimmten Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs ist oder nicht, und die Integration durch die Vorrichtung zum Steuern des Integrierregelvorgangs beendet wird, wenn der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt sich so ändert, dass er sich dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt mit der vorbestimmten Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs schneller annähert.

Im Ergebnis wird der Integrierregelwert nicht unnötigerweise erhöht oder verringert, und der Ventilbetätigungszeitpunkt nähert sich stabil dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs klein einstellt, wenn Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt klein ist.

Hiermit wird der Vorteil erzielt, dass in einem Fall, in dem der Absolutwert der Regelabweichung klein ist, die Rate für das Beurteilen zum Beendigen des Integrierregelvorgangs kleiner eingestellt wird als in einem Fall, in dem dieser Absolutwert groß wird. Hierdurch lässt sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt stabil an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt in einem Zustand annähern, in dem der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt nahe bei dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt liegt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs kleiner während einem vorbestimmten Zeitraum einstellt, nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt einen vorbestimmten Wert annimmt, als nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums.

Hierdurch wird trotz der Tatsache, dass der Absolutwert der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt einen vorbestimmten Wert oder mehr annimmt, die Rate für das Beurteilen zum Beendigen des Integrierregelvorgangs auf einen kleinen Wert einstellt - trotz eines großen Absolutwerts der Abweichung während des vorbestimmten Zeitraums -, wodurch sich der Integrierregelwert lediglich geringfügig ändert und sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt stabil an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt annähern kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs kleiner während einem vorbestimmten Zeitraum einstellt, nachdem der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt angestiegen ist, als nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums.

Hierdurch kann der Zeitpunkt für das Beurteilen einer inkrementellen Erhöhung der Abweichung frei wählbar geändert werden.

Gemäß einer weiteren zusätzlichen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass sie klein sind, wenn der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt klein ist.

Hierdurch ändert sich der Integrierregelwert in einem Zustand, in dem der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt in der Nähe des Soll-Ventilbetätigungszeitpunkts liegt, lediglich geringfügig. Der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt kann sich stabil an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt annähern.

Gemäß einer zusätzlichen, weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass sie während einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt einen vorbestimmten Wert annimmt, verglichen mit dem Zeitpunkt nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums klein sind.

Trotz der Tatsache, dass der Absolutwert der Abweichung zwischen dem Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt größer oder gleich dem vorbestimmten Wert wird, werden die einzelnen Integrierregelwerte so berechnet, dass sie sich geringfügig ändern, trotz des großen Wertes der Abweichung während dem vorbestimmten Zeitraum, wodurch die Stabilität für das Annähern des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts an den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt weiter verbessert ist.

Gemäß einer weiteren zusätzlichen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass während einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt zugenommen hat, im Vergleich mit den Zeitpunkten nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums klein sind.

Hierdurch kann der Zeitpunkt für das Beurteilen der Regelabweichung bzw. von deren Änderung frei gewählt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des grundlegenden Aufbaus einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Benzinmotorsystems mit einem Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts gemäß den Beispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht des Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunktes und einer Vorrichtung zum Zuführen von Arbeitsöl, die den Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts antreibt und steuert;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 3 zum Erläutern des Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X von Fig. 3;

Fig. 6 einen Zustand einer beweglichen Gleitplatte gemäß Beispiel 1 und 2 zum Erläutern;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie Y-Y in Fig. 3;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie Z-Z in Fig. 3;

Fig. 9a eine schematische Ansicht zum Erläutern der Bewegung des Ölsteuerventils bei dem Beispiel 1 und 2 gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9b eine schematische Ansicht zum Erläutern der Bewegung des Ölsteuerventils gemäß Beispiel 1 und 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9c eine schematische Ansicht zum Erläutern der Bewegung des Ölsteuerventils gemäß Beispiel 1 und 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen dem Strom des linearen Elektromagneten und der Änderungsrate des momentanen Ventilbetätigungszeitpunkts bei dem Beispiel 1 und 2;

Fig. 11 eine schematische Darstellung der Streuung der Beziehung zwischen dem Strom für den linearen Elektromagneten und der Änderungsrate des momentanen Ventilbetätigungszeitpunkts;

Fig. 12 ein Beispiel für ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Kurbelwinkelsignal, dem Nockenwinkelsignal und dem momentanen Ventilbetätigungszeitpunkt;

Fig. 13 eine schematische Darstellung des Innenaufbaus einer elektrischen Steuereinheit gemäß Beispiel 1 und 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Zeitablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen bei dem Beispiel 1;

Fig. 15 ein Zeitablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen bei dem Beispiel 1;

Fig. 16 ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen bei dem Beispiel 1;

Fig. 17 ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen bei dem Beispiel 1;

Fig. 18 ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen bei dem Beispiel 2;

Fig. 19 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Abweichung zum Steuern der Integration ERB und einer Rate zum Beurteilen der Beendigung der Integration VM (EBR) gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Abweichung zum Steuern der Integration ERB und der Differenz der Integrationen KIM (EBR) gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 21 ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebsablaufs bei dem Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 ein Beispiel für ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebsablaufs bei einem herkömmlichen Gerät als Beispiel;

Fig. 23 ein Beispiel für ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebsablaufs bei einem herkömmlichen Gerät als Beispiel;

Fig. 24 ein Beispiel für ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebsablaufs bei einem herkömmlichen Gerät als Beispiel;

Fig. 25 ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebsablaufs bei einem herkömmlichen Gerät;

Fig. 26 ein Betriebsablaufdiagramm zum Erläutern von Schwierigkeiten bei einem herkömmlichen Gerät; und

Fig. 27 ein Zeitablaufdiagramm zum Erläutern von Schwierigkeiten bei einem herkömmlichen Gerät.

Nachstehend erfolgt eine detaillierte Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 21, wobei die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Abschnitte verwendet werden wie für jene Abschnitte, die voranstehend erwähnt wurden, wobei nachstehend nicht eine erneute Beschreibung dieser Abschnitte erfolgt.

BEISPIEL 1

Fig. 1 zeigt schematisch den grundlegenden Aufbau einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 zeigt schematisch ein Benzinmotorsystem mit einem Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht um eine Einlassnockenwelle herum, die mit der VVT-Einheit 40 versehen ist und den Aufbau einer Vorrichtung zum Zuführen von Arbeitsöl, die die VVT-Einheit 40 antreibt und steuert; Fig. 4 zeigt einen Zustand, in dem Öldruck an einen Kolben 54 über einen Kolbenölpfad 56 angelegt wird; Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X von Fig. 3, betrachtet entlang der Richtung des dort gezeigten Pfeils; Fig. 6 zeigt Bewegungen einer Gleitplatte 71; Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie Y-Y von Fig. 3, betrachtet entlang der Richtung eines Pfeils; Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie Z-Z in Fig. 3, betrachtet entlang der Richtung eines Pfeils; die Fig. 9a bis 9c zeigen den Betriebsablauf des OCV-Ventils 80; Fig. 10 zeigt eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Strom eines linearen Elektromagneten und der Änderungsrate des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts; Fig. 11 zeigt eine Streuung der Beziehung zwischen dem Strom für den linearen Elektromagneten und der Änderungsrate des momentanen Ventilbetätigungszeitpunkts; und Fig. 12 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Erläutern der Phasenbeziehung zwischen dem Kurbelwinkelsignal und einem Nockenwinkelsignal, und zum Erläutern eines Verfahrens für die Berechnung des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts VTA. Der Aufbau und der Betriebsablauf ist, abgesehen von den nachstehend geschilderten Unterschieden, ebenso wie voranstehend geschildert, so dass insoweit keine erneute Beschreibung des Aufbaus und des Betriebsablaufs erfolgt.

Fig. 13 zeigt den Innenaufbau einer ECU-Einheit 100, die in Fig. 2 dargestellt ist. Da dieser Aufbau mit dem in Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen übereinstimmt, abgesehen davon, dass ein Steuerprogramm und Daten für ein in Fig. 17 dargestelltes Flussdiagramm in dem ROM 103 gespeichert sind, erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.

Als nächstes wird der Betriebsablauf bei einem Ventilbetätigungszeitpunkt-Regelgerät für einen Motor gemäß dem vorliegenden Beispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 beschrieben. Fig. 14 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Regelvorgänge in einem Zustand, in dem sich der momentane Ventilbetätigungszeitraum VTA dem Soll- Ventilbetätigungszeitraum VTT annähert. Wenn der Absolutwert der Abweichung ER zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA kleiner als ein vorbestimmter Wert E1 ist (beispielsweise 1°CA), wird festgestellt, dass der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt sich im wesentlichen an den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt angenähert hat. Die Integrationsdifferenz wird auf einen kleinen Wert KI1 (beispielsweise 0,1 mA) eingestellt, der so klein ist, dass er einer geringfügigen Änderung eines Haltestroms in dem OCV-Ventil 80 gerecht wird. Solange der momentane Ventilbetätigungszeitpunkt VTA dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT unabhängig von dessen Änderungsrate folgt, ist es nicht erforderlich, einen Integrationskorrekturwert ΣKI noch weiter zu erhöhen oder zu verringern. Die Integration der Integrationsdifferenzen wird daher gestoppt, wenn der momentane Ventilbetätigungszeitpunkt VTA dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt folgt, und zwar mit einer Rate, die größer als eine vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration V1 ist (beispielsweise 0,01°CA/25 ms).

Fig. 15 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Erläutern eines Regelbetriebs in einem Zustand, in dem eine Regelabweichung zwischen dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA und dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT auftritt. Wenn der Absolutwert der Abweichung ER zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA größer oder gleich dem vorbestimmten Wert E1 ist, und der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA sich nicht an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate gleich der vorbestimmten Rate für das Beurteilen einer Beendigung der Integration annähert, so wird festgestellt, dass eine Regelabweichung zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA auftritt, und es wird die Integrationsdifferenz auf einen Wert KI2 (beispielsweise 1 mA) eingestellt, der größer ist als der voranstehend erwähnte Wert KI1, um die Regelabweichung schnell auszuregeln. Wenn die vorbestimmte Rate für das Beurteilen einer Beendigung der Integration gleich dem Wert V1 bleibt, überschreitet die Änderungsrate des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts VTA jedoch nicht den Wert V1, da die Integration der Integrationsdifferenz zu dem Zeitpunkt beendet wird, in dem die Änderungsrate des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts den Wert V1 überschreitet, obwohl die Integrationsdifferenz soweit wie möglich erhöht wird. Wenn der Absolutwert der Abweichung ER größer oder gleich dem vorbestimmten Wert E1 ist, kann sich daher der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt nur dann mit einer Rate V2 annähern, wenn die Rate der Beendigung der Integration auf einen größeren Wert V2 (beispielsweise 0,1°CA/35 ms) als V1 eingestellt wird, zusammen mit der schrittweisen Erhöhung (Inkrement) der Differenz der Integrationen.

Fig. 16 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen eines Regelvorgangs bei einer Sprungantwort in einem Zustand, in dem der Korrekturwert der Integration stabil ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, gibt es einen Fall, in dem sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA nicht oder für eine Weile nur langsam ändert, nachdem sich der Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT geändert hat infolge einer Übertragungsverzögerung des Arbeitsöls oder dergleichen. In dieser Situation ist der Absolutwert der Abweichung ER zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA größer oder gleich dem vorbestimmten Wert E1. Wenn daher die voranstehend geschilderte Regelung durchgeführt wird, so wird fehlerhaft festgestellt, dass die Regelabweichung auftritt, wodurch die Integrationsdifferenz auf den Wert KI2 und die Rate für die Beendigung der Integration auf V2 eingestellt wird, wodurch der Korrekturwert für die Integration ΣK1, der nicht ansteigen oder abfallen soll, erhöht oder verringert wird. Während einem vorbestimmten Zeitraum TD (beispielsweise 0,2 s) nach der Änderung des Absolutwerts der Abweichung ER von weniger als dem vorbestimmten Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr, wird die Integrationsdifferenz auf KI1 eingestellt, und die Rate für die Beurteilung der Beendigung der Integration wird auf V1 eingestellt, entsprechend jenem Fall, in welchem der Absolutwert der Abweichung ER kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist.

Daher ist es möglich, das Inkrement (schrittweise Erhöhung) und das Dekrement (schrittweise Verringerung) des Korrekturwerts der Integration ΣK1 in einem Zustand zu unterdrücken, in dem der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA sich nicht zu ändern beginnt, nachdem der Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT geändert wurde; und sobald sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA in Richtung auf den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt hin zu ändern beginnt, unabhängig von der Änderungsrate, wird die Integration der Differenz der Integrationen gestoppt, wodurch sich der Korrekturwert der Integration ΣK1 kaum ändert. Nachdem der vorbestimmte Zeitraum TD abgelaufen ist, wird die Integration der Integrationsdifferenzen ebenso angehalten, da sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA bereits in Richtung auf den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT hin zu ändern begonnen hat, mit einer Änderungsrate von V2 oder mehr. Obwohl dann, wenn sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT annähert, die Änderungsrate niedrig wird, ist in einem Fall, in welchem die Abweichung ER von dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT in einen Bereich von weniger als dem vorbestimmten Wert E1 hineingelangt, die Rate für die Beurteilung der Beendigung der Integration gleich V1, und die Differenz der Integrationen wird gleich KI1, und dies sind beides kleine Werte. In diesem Fall konvergiert der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA stabil auf den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT, ohne den Korrekturwert der Integration ΣK1 unnötigerweise zu erhöhen oder zu verringern.

Der voranstehende Betriebsablauf wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 17 erläutert. In Fig. 17 ist der Schritt S5 des Flussdiagramms von Fig. 25, der die Operation des herkömmlichen Gerätes zeigt, durch die Schritte S10 bis S26 ersetzt, wobei Abschnitte mit demselben Verarbeitungsinhalt wie in Fig. 25 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und insoweit keine erneute Beschreibung erfolgt. Das Flussdiagramm von Fig. 17 wird alle 25 ms in der CPU 102 abgearbeitet.

Im Schritt S1 von Fig. 17 werden eine Periode des Kurbelwinkelsignals T, die Drehzahl des Motors NE, die Zeit der Phasendifferenz TVT, die Ansaugluftmenge QA, der Drosselklappenöffnungsgrad TVO, die Kühlwassertemperatur THW usw. von verschiedenen Sensoren einer Vorrichtung zum Feststellen von Betriebszuständen eingegeben. Als nächstes wird der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA im Schritt S2 berechnet, und dies wird durch die Vorrichtung zum Feststellen des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts durchgeführt. Im Schritt S3 wird der Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT berechnet, und zwar auf der Grundlage der Motordrehzahl NE, der Ansaugluftmenge QA, des Drosselklappenöffnungsgrades TVO, der Kühlwassertemperatur THW usw., die im Schritt S1 erhalten werden, wobei der Schritt S3 der Vorrichtung zum Berechnen des Soll- Ventilbetätigungszeitpunktes entspricht. Im Schritt S4 wird die Abweichung ER zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA entsprechend Formel 4 berechnet, und die Abweichung gibt die Differenz zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt an. Die Schritte S1 bis S4 sind dieselben Vorgänge wie jene beim herkömmlichen Gerät, die in Fig. 25 gezeigt sind.

Wenn im Schritt 10 der Absolutwert der Abweichung ER als kleiner als der vorbestimmte Wert E1 beurteilt wird, infolge des Ergebnisses der Beurteilung, ob der Absolutwert der Abweichung ER kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist oder nicht, wird ein Zeitgeber TM auf einen Anfangswert 0 im Schritt S11 zurückgestellt. Wenn andererseits im Schritt S10 der Absolutwert der Abweichung ER festgestellt wird, dass er größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ER1 ist, so wird der Zeitgeber TM im Schritt S12 um 1 erhöht. Der Zeitgeber TM ist dazu vorgesehen, eine vorbestimmte Zeit als die Zeit zu zählen, die vergangen ist, nachdem sich der Absolutwert der Abweichung ER von weniger als der vorbestimmte Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr geändert hat (1 LSB = 25 ms; LSB: das niedrigstwertige Bit), und zwar den Schritten in den Schritten S10 bis S12.

Nach der Beendigung des Schrittes S11 oder des Schrittes S12 wird ein Wert ΔVT gespeichert, der dadurch erhalten wird, dass der vorherige tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VATB, der gegenüber dem momentanen tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA um 25 ms zurückliegt, von dem momentanen tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA subtrahiert wird, und daraufhin wird der momentane tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA in dem um 25 ms vorangehenden tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt gespeichert. ΔVT ist das Ausmaß der Änderung des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunktes VTA während 25 ms, also die Änderungsrate des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts VTA.

Im Schritt S14 wird die Abweichung ER daraufhin beurteilt, ob sie größer gleich 0 ist oder nicht. Ist die Abweichung ER größer gleich 0, ist also der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA stärker verzögert als der Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT, so wird der Schritt S15 ausgewählt. Im Schritt S15 wird der Absolutwert der Abweichung ER daraufhin beurteilt, ob er kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist oder nicht. Wird für den Absolutwert der Abweichung ER festgestellt, dass er kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist, so wird der Schritt S17 ausgewählt. Wird für den Absolutwert der Abweichung ER im Schritt S15 festgestellt, dass er größer als E1 ist, so wird der Schritt S16 ausgewählt. Im Schritt S16 wird beurteilt, ob der Zeitgeber TM kleiner als 8 ist oder nicht. Wird festgestellt, dass der Zeitgeber TM kleiner als 8 ist, also die Zeit, die vergangen ist, nachdem sich der Absolutwert der Abweichung ER von weniger als der vorbestimmte Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr geändert hat, weniger als 0,2 s beträgt (25 ms × 8), so wird der Schritt S17 ausgewählt.

Im Schritt S17 wird die Änderungsrate ΔVT dahingehend überprüft, ob sie größer oder gleich V1 ist. Wird festgestellt, dass die Änderungsrate ΔVT kleiner als V1 ist, so lässt sich daraus schließen, dass der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA sich zum Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT hin mit einer Rate von weniger als V1/25 ms ändert oder dass der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht. Ein vorbestimmter Wert KI1 wird zu dem Integrationskorrekturwert ΣKI im Schritt S18 hinzuaddiert, und der Schritt S6 wird ausgewählt. Wenn festgestellt wird, daß die Änderungsrate ΔVT größer oder gleich V1 ist, so läßt sich daraus schließen, daß sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt mit einer Rate von V1/25 ms oder mehr annähert, worauf der Schritt S6 ausgewählt wird, ohne den Schritt S18 durchzuführen.

Wenn andererseits im Schritt S16 festgestellt wird, daß der Zeitgeber TM einen Wert größer gleich 8 aufweist, also die Zeit, die vergangen ist, nachdem sich der Absolutwert der Abweichung ER von weniger als dem vorbestimmten Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr geändert hat, 0,2 s oder mehr beträgt, so wird der Schritt S19 ausgewählt. Im Schritt S19 wird beurteilt, ob die Änderungsrate ΔVT größer oder gleich V2 ist. Wenn die Änderungsrate ΔVT kleiner als V2 ist, so kann man daraus schließen, dass sich der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von weniger als V2/25 ms annähert oder dass der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht, wobei ein vorbestimmter Wert KI2 zum Integrationskorrekturwert ΣKI im Schritt S20 hinzuaddiert wird, und der Schritt S6 wird ausgewählt. Falls die Änderungsrate ΔVT im Schritt S19 größer oder gleich V2 ist, so lässt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von V2/25 ms oder mehr annähert, worauf der Schritt S20 übersprungen und der Schritt S6 ausgewählt wird.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Schritte S17 und S19 einer Vorrichtung zum Beurteilen einer Änderungsrate entsprechen; die Schritte S17 und S19 einer Vorrichtung zum Beendigen der Integration entsprechen; die Schritte S18 und S20 einer Vorrichtung zum Berechnen einer Integrationsdifferenz entsprechen; die Schritte S18 und S20 einer Vorrichtung zum Steuern der Integration entsprechen; dass das Bezugszeichen V1 die Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration bezeichnet; dass das Bezugszeichen V2 die Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration bezeichnet; dass das Bezugszeichen KI1 die Differenz der Integrationen bezeichnet; und dass das Bezugszeichen KI2 die Differenz der Integrationen bezeichnet.

Wenn im Schritt S14 die Abweichung ER kleiner als 0 ist, also der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA so beurteilt wird, dass er weiter vorgestellt ist als der Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT, so wird der Schritt S21 ausgewählt. Wenn der Absolutwert der Abweichung ER als kleiner als der vorbestimmte Wert E1 beurteilt wird, nachdem ermittelt wird, ob der Absolutwert der Abweichung ER kleiner als der vorbestimmte Wert E1 ist oder nicht, wird der Schritt S23 ausgewählt. Wenn im Schritt S21 festgestellt wird, dass der Absolutwert der Abweichung ER größer oder gleich E1 ist, so wird der Schritt S22 ausgewählt, um festzustellen, ob der Zeitgeber TM einen Wert von weniger als 8 aufweist oder nicht. Weist der Zeitgeber TM einen Wert von weniger als 8 auf, wird also die Zeit, die vergangen ist, nachdem sich der Absolutwert der Abweichung ER von weniger als dem vorbestimmten Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr geändert hat, kürzer als 0,2 s beurteilt, so wird der Schritt S23 ausgewählt.

Im Schritt S23 wird die Änderungsrate ΔVT daraufhin beurteilt, ob sie kleiner oder gleich -V1 ist oder nicht. Wenn die Änderungsrate ΔVT als größer als -V1 beurteilt wird, so lässt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von weniger als V1/25 ms annähert oder dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht, worauf der vorbestimmte Wert KI1 von dem Integrationskorrekturwert ΣKI im Schritt S24 subtrahiert und der Schritt S6 ausgewählt wird. Wenn im Schritt S23 festgestellt wird, dass die Änderungsrate ΔVT kleiner oder gleich -V1 ist, so läßt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate größer oder gleich V1/25 ms annähert, worauf der Schritt S24 übersprungen und der Schritt S6 ausgewählt wird.

Wenn andererseits im Schritt S22 festgestellt wird, daß der Zeitgeber TM einen Wert von 8 oder mehr aufweist, also die Zeit, die abgelaufen ist, nachdem der Absolutwert der Abweichung ER sich von weniger als dem vorbestimmten Wert E1 auf den vorbestimmten Wert E1 oder mehr geändert hat, größer oder gleich 0,2 s ist, so wird der Schritt S25 ausgewählt. Im Schritt S25 wird festgestellt, ob die Änderungsrate ΔVT kleiner oder gleich -V2 ist, und falls die Änderungsrate ΔVT größer als -V2 ist, so wird daraus geschlossen, daß sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von weniger als V2/25 ms annähert oder dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht. Daher wird in diesem Fall der Integrationskorrekturwert ΣKI durch Subtraktion eines vorbestimmten Wertes KI2 im Schritt S26 verkleinert, und der Schritt S6 wird ausgewählt. Wenn im Schritt S25 die Änderungsrate ΔVT so beurteilt wird, dass sie kleiner oder gleich -V2 ist, so wird daraus geschlossen, daß sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von V2/25 ms oder mehr annähert, worauf der Schritt S6 ausgewählt wird, ohne den Schritt S26 durchzuführen.

Hierbei entsprechen die Schritte S23 und S25 der Vorrichtung zur Beurteilung der Änderungsrate; die Schritte S23 und S25 entsprechen der Vorrichtung zur Beendigung der Integration; die Schritte S24 und S26 entsprechen der Vorrichtung zur Berechnung der Integrationsdifferenz; die Schritte S24 und S26 entsprechen der Vorrichtung zum Steuern der Integration; die Differenz -V1 bezeichnet die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration; das Bezugszeichen -V2 bezeichnet die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration; das Bezugszeichen -KI1 bezeichnet die Differenz von Integrationen; und das Bezugszeichen -KI2 bezeichnet die Differenz von Integrationen.

Nach Berechnung des Integrationskorrekturwertes ΣKI durch die Schritte S10 bis S26 wie voranstehend geschildert wird durch Formel 6 ein Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 erhalten. Im Schritt S6 arbeitet die Vorrichtung zum Steuern des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts so, dass sie den Strom CNT für den linearen Elektromagneten durch Addition einer Regelgröße (KP × ER + 0,5 A), die von der Vorrichtung zum Steuern des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts erhalten wird, und des Integrationskorrekturwerts ΣKI, der von der Vorrichtung zum Steuern der Integration erhalten wird, bereitstellt. Im Schritt S7 wird ein Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom CNT des linearen Elektromagneten in dem OCV-Ventil 80 an einen Ausgangsanschluss 108 ausgegeben. Die Schritte S6 und S7 führen dieselben Vorgänge wie bei dem in Fig. 25 gezeigten, herkömmlichen Gerät durch.

BEISPIEL 2

Beim Beispiel 1 werden die unterschiedlichen Integrationswerte aus einem Wertepaar KI1 und KI2 ausgewählt, abhängig davon, ob die Abweichung ER größer oder gleich dem vorbestimmten Wert E1 ist oder nicht. Weiterhin wird die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration ebenfalls aus einem Wertepaar V1 und V2 ausgewählt, abhängig davon, ob die Abweichung ER größer oder gleich E1 ist oder nicht. Weiterhin wird unter Berücksichtigung der Möglichkeit, daß der tatsächliche Ventilbetätigungszeitpunkt VTA nicht für einen bestimmten Zeitraum geändert wird, nachdem die Abweichung ER von weniger als E1 auf größer oder gleich E1 angestiegen ist, KI1 als Differenz der Integrationen ausgewählt. V1 wird als Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration für einen Zeitraum TD ausgewählt, nachdem sich die Abweichung ER von weniger als E1 auf größer oder gleich E1 geändert hat.

Obwohl es möglich ist, das Ziel der vorliegenden Erfindung in ausreichendem Maße durch eine derartige, einfache Umschaltung der Integrationsdifferenz zu erreichen, sowie durch eine derartige einfache Umschaltung der Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration, und durch eine derartige einfache Beurteilung des Inkrements der Abweichung, ist es selbstverständlich möglich, hintereinander die Differenz der Integrationen, die Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration und den Zeitpunkt für das Beurteilen des Inkrements der Abweichung zu ändern, auf der Grundlage der Abweichung ER, wie in den Fig. 18 bis 21 gezeigt.

Fig. 18 zeigt ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der Abweichung ER, einer Abweichung ERB zum Steuern der Integration, und des Betriebs des Zeitgebers TM. Die Abweichung ERB zum Steuern der Integration wird auf der Grundlage der Abweichung ER bestimmt. Wenn der Absolutwert der Abweichung ER zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA durch eine Änderung des Betriebszustands des Motors und dergleichen erhöht wird, wird beispielsweise die Abweichung ERB zum Steuern der Integration so festgehalten, dass sie den vorherigen Wert der Abweichung ER aufweist, der 0,2 s vor der inkrementalen Erhöhung der Abweichung ER liegt. In anderen Fällen weist die Abweichung ERB zum Steuern der Integration denselben Wert auf wie die Abweichung ER. Die Abweichung ERB zum Steuern der Integration betrifft die Abweichung zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt.

Das Bezugszeichen VM (ERB) bezeichnet die Rate zum Beurteilen der Beendigung der Integration, die beispielsweise aufeinanderfolgende Werteänderungen in Reaktion auf die Abweichung ERB zum Steuern der Integration aufweist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, wobei die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration vorher im ROM 103 in Form eines Kennfelds gespeichert wird. VM (ERB) ist so voreingestellt, daß sie in einem Fall einen positiven Wert aufweist, in welchem die Abweichung ERB zum Steuern der Integration größer oder gleich 0 ist, und einen negativen Wert in einem Fall aufweist, in welchem die Abweichung ERB kleiner als 0 ist. Weiterhin ist der Absolutwert von VM (ERB) so voreingestellt, dass er einen größeren Wert aufweist, wenn der Absolutwert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration groß wird. Es ist möglich, den Wert frei wählbar entsprechend den Eigenschaften des Regelgeräts voreinzustellen, wodurch eine Regelung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Das Bezugszeichen KIM (ERB) bezeichnet die Differenz von Integrationen, die beispielsweise ein Wert ist, der sich aufeinanderfolgend in Reaktion auf die Abweichung ERB zum Steuern der Integration ändert, wie in Fig. 20 gezeigt ist, wobei KIM (ERB) vorher im ROM 103 in Form eines Kennfelds gespeichert wird. KIM (ERB) ist so voreingestellt, dass sich ein positiver Wert in einem Fall ergibt, in welchem die Abweichung ERB zum Steuern der Integration größer oder gleich 90 ist, und sich ein negativer Wert in einem Fall ergibt, in welchem die Abweichung ERB kleiner als 0 ist. Weiterhin ist der Absolutwert von KIM (ERB) so voreingestellt, dass er einen größeren Wert aufweist, wenn der Absolutwert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration groß wird. Es ist möglich, den Wert frei wählbar entsprechend den Eigenschaften des Regelgeräts voreinzustellen, wodurch eine Regelung mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird.

Anders ausgedrückt, wird bei dem Beispiel 2 die Abweichung ERB zum Steuern der Integration benutzt, statt die Abweichung ER zu benutzen. Wie voranstehend geschildert, behält die Abwe 12770 00070 552 001000280000000200012000285911265900040 0002019818971 00004 12651ichung ERB zum Steuern der Integration ihren Wert für einen vorbestimmten Zeitraum bei, obwohl sich die Abweichung ER ändert. Anders ausgedrückt wird, obwohl die Abweichung ER groß wird, da der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA nicht ausreichend folgen kann, beispielsweise wegen einer Zeitverzögerung bei der Übertragung des Arbeitsöls, nachdem sich der Ventilbetätigungszeitpunkt VTT infolge einer Änderung des Betriebszustands geändert hat, der Integrationskorrekturwert ΣKI nicht unnötig geändert, solange die Abweichung ERB zum Steuern der Integration nicht über den vorbestimmten Zeitraum geändert wird.

Hierbei wird die vorbestimmte Zeit von 0,2 s von einem frei wählbaren Punkt, nachdem sich die Abweichung ER erhöht hat, ausgehend gezählt, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Daher ist es möglich, frei wählbar den Zeitpunkt zu Beurteilen des Inkrements der Abweichung zu ändern.

Wenn 0,2 s nach dem Inkrementieren der Abweichung ER vergangen sind, wird daraufhin der Wert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration durch den Wert der Abweichung ER ersetzt. Das Regelgerät liest die Rate zum Beurteilen der Beendigung der Integration VM (ERB) und die Integrationsdifferenz KIM (ERB) aus dem ROM 103 aus, auf der Grundlage des berechneten Werts für die Abweichung ERB zum Steuern der Integration, und es stellt fest, ob die geänderte Rate ΔVT des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts VTA die Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integration VM (ERB) ist oder nicht, die wie voranstehend geschildert eingelesen wird, oder größer ist. Wenn die Abweichung ER einen positiven Wert aufweist und die geänderte Rate ΔVT größer oder gleich der Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration VM (ERB) ist oder die Abweichung ER einen negativen Wert aufweist und die geänderte Rate ΔVT kleiner oder gleich der Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration VM (ERB) ist, wird die Integration beendet, da der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt sich mit ausreichender Rate an den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT annähert. Im Gegensatz hierzu wird in einem Fall, in welchem die Abweichung ER einen positiven Wert aufweist und die geänderte Rate ΔVT kleiner als die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration VM (ERB) ist oder die Abweichung ER einen negativen Wert aufweist und die geänderte Rate ΔVT höher als die Rate zur Beurteilung der Beendigung der Integration VM (ERB) ist, die Integration auf der Grundlage der Abweichung ERB zum Steuern der Integration durchgeführt, da festgestellt werden kann, dass die Rate des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts, mit welcher eine Annäherung an den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT erfolgt, niedrig ist oder dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt von dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht. Die Integrationsdifferenz KIM (ERB) wird vom ROM 103 ausgelesen. Die Integrationsdifferenz wird größer, wenn die Abweichung zum Steuern der Integration ERB größer wird, wie in Fig. 20 gezeigt ist.

Daher kann der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA nahe an dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit größerer Integrationsverstärkung liegen, wenn die Abweichung ERB zum Steuern der Integration größer ist. Andererseits wird die Integrationsverstärkung kleiner, wenn der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA näher an dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT liegt, wodurch der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA zum Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT stabil mit hoher Rate konvergieren kann.

Das Beispiel 2 wird im einzelnen unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von Fig. 21 erläutert.

In Fig. 21 werden die Schritte S10 bis S12 sowie die Schritte S15 bis S26 in dem Flussdiagramm von Fig. 17, welches den Betriebsablauf beim Beispiel 1 erläutert, durch die Schritte S30 bis S34 bzw. die Schritte S35 bis S37 ersetzt, wobei die gleichen Schritte wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und keine erneute Beschreibung in dieser Hinsicht erfolgt. Weiterhin wird das Flussdiagramm von Fig. 21 in der CPU 102 alle 25 ms abgearbeitet.

In Fig. 21 wird, nachdem die Abweichung ER zwischen dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT und dem tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkt VTA im Schritt S4 erhalten wird, der Absolutwert der Abweichung ER im Schritt S30 dahingehend beurteilt, ob er kleiner oder gleich dem Absolutwert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration ist oder nicht. Wenn im Schritt S30 festgestellt wird, dass der Absolutwert der Abweichung ER kleiner oder gleich dem Absolutwert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration ist, wird der Zeitgeber TM im Schritt S31 auf 0 zurückgesetzt, ferner wird die Abweichung ER als Abweichung ERB zum Steuern der Integration im Schritt S32 gespeichert, und es wird zum Schritt S13 übergegangen. Wenn sich andererseits der Absolutwert der Abweichung ER als größer als der Absolutwert der Abweichung ERB zum Steuern der Integration herausstellt, so wird daraus geschlossen, dass sich die Abweichung ER erhöht hat, und der Zeitgeber TM wird um 1 erhöht. Weiterhin wird im Schritt S34 beurteilt, ob der Zeitgeber TM einen Wert größer gleich 8 aufweist, also ob eine Zeit von größer oder gleich 0,2 s vergangen ist, nachdem sich die Abweichung erhöht hat. Falls der Zeitgeber TM einen Wert von größer gleich 8 aufweist und somit festgestellt wird, dass der vorbestimmte Zeitraum von 0,2 s oder mehr abgelaufen ist, nachdem die Abweichung anstieg, wird der Schritt S31 ausgewählt, wird ferner der Zeitgeber TM auf 0 zurückgesetzt, und wird die Abweichung ER als Abweichung ERB zum Steuern der Integration im Schritt S32 gespeichert. Wenn der Zeitgeber TM einen Wert von weniger als 8 aufweist, sich also herausstellt, dass die nach Erhöhung der Abweichung vergangene Zeit kürzer als 0,2 s ist, wird der Schritt S13 ausgewählt.

Als nächstes wird der Schritt S35 in jenem Fall ausgewählt, in dem die Abweichung ER größer oder gleich 0 ist, gemäß der Abfrage im Schritt S14, ob die Abweichung ER größer gleich 0 ist oder nicht, nachdem die Änderungsrate ΔVT des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunktes VTA im Schritt S13 erhalten wird. Im Schritt S35 wird beurteilt, ob die Änderungsrate ΔVT größer oder gleich VM (ERB) ist oder nicht. Wenn sich die Änderungsrate ΔVT als kleiner als VM (ERB) herausstellt, so lässt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt mit einer Rate von weniger als VM/25 ms annähert oder dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht, worauf dann der Schritt S37 ausgewählt wird, ferner der vorbestimmte Wert KIM (ERB) zum Integrationskorrekturwert ΣKI hinzuaddiert wird, und zum Schritt S6 übergegangen wird. Wenn im Schritt S35 die Änderungsrate ΔVT größer oder gleich VM (ERB) ist, so lässt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate größer oder gleich VM/25 ms annähert, worauf der Schritt S37 übersprungen wird und der Schritt S6 ausgewählt wird.

Wenn sich andererseits im Schritt S14 herausstellt, dass die Abweichung ER kleiner als 0 ist, so wird der Schritt S36 ausgewählt, um zu beurteilen, ob die Änderungsrate ΔVT kleiner oder gleich VM (ERB) ist. Wenn sich die Änderungsrate ΔVT als größer als VM (ERB) herausstellt, so lässt sich daraus schließen, dass sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von weniger als -VM/25 ms annähert oder dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA von dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT abweicht, worauf Schritt S37 ausgewählt wird, um den vorbestimmten Wert KIM (ERB) zum Integrationskorrekturwert ΣKI zu addieren, und daraufhin geht es mit dem Schritt S6 weiter. Wenn sich im Schritt S36 die Änderungsrate ΔVT als kleiner oder gleich VM (ERB) herausstellt, so lässt sich daraus schließen, dass der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA sich an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit einer Rate von -VM/25 ms oder mehr annähert, worauf der Schritt S37 nicht ausgewählt wird, sondern der Schritt S6 ausgewählt wird.

Hierbei entsprechen die Schritte S35 und S36 der Vorrichtung für das Beurteilen der Änderungsrate; die Schritte S35 und S36 entsprechen der Vorrichtung für das Beendigen der Integration; und der Schritt S37 entspricht der Vorrichtung zum Berechnen der Differenz der Integration und der Vorrichtung zum Steuern der Integration.

Nachdem der Integrationskorrekturwert ΣKI entsprechend den voranstehend geschilderten Schritten berechnet wird, wird ein Strom CNT für den linearen Elektromagneten in der OCT-Einheit 80 entsprechend Formel 6 im Schritt S6 auf dieselbe Weise wie bei dem Beispiel 1 berechnet. Weiterhin wird im Schritt S7 ein Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom des linearen Elektromagneten an einen Ausgangsanschluss 108 ausgegeben.

In dem Beispiel 1 und in dem Beispiel 2 werden die Integrationsvorgänge in jenem Fall beendet, in dem sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT mit der vorbestimmten Rate oder schneller annähert. Allerdings ist es beispielsweise ebenfalls möglich, die Integrationsvorgänge in einem Fall zu sperren, in dem sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt VTT annähert, unabhängig von der Rate, mit der sich der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt VTA an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt VTT annähert.

Weiterhin wird in dem Beispiel 1 und in dem Beispiel 2 die Abweichung ER oder die Abweichung ERB zum Steuern der Integration auf dem vorbestimmten Wert gehalten, während der vorbestimmte Zeitraum von 0,2 s abläuft, nachdem die Abweichung ER oder die Abweichung ERB zum Steuern der Integration zugenommen hat.

Allerdings sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt, und ist es möglich, die Abweichung ER oder die Abweichung ERB zum Steuern der Integration so zu berechnen, dass sie kleiner ist als jene nach dem vorbestimmten Zeitraum.

Weiterhin wird in dem Beispiel 1 und in dem Beispiel 2 der vorbestimmte Zeitraum von 0,2 s verwendet. Dieser Wert kann jedoch freiwählbar geändert werden. Darüber hinaus können sich der vorbestimmte Zeitraum bei dem Beispiel 1 und der vorbestimmte Zeitraum bei dem Beispiel 2 voneinander unterscheiden.

Weiterhin wird in dem Beispiel 1 und in dem Beispiel 2 die Regelung durch die Proportionalregelung und die Integralregelung durchgeführt. Allerdings kann auch eine Differentialregelung zusätzlich vorgesehen werden, wie in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents HEI 6-159021 (JP-A-6-159021) beschrieben.

Weiterhin wird bei den voranstehenden Beispielen immer eine Proportionalregelung durchgeführt. Es ist jedoch möglich, die Proportionalregelung in einem Fall zu sperren, in dem ein Wert, der die Abweichungen betrifft, beispielsweise die Abweichung ER und die Abweichung ERB zum Steuern der Integration, kleiner als ein vorbestimmter Wert wird (beispielsweise 1°CA), und dann nur die Integralregelung durchzuführen. Anders ausgedrückt, wird in einem Fall, in dem der die Abweichungen betreffende Wert kleiner als der vorbestimmte Wert wird, die proportionale Regelgröße zu diesem Zeitpunkt auf 0 eingestellt, und der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt nähert sich an den Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt nur durch die Integralregelung an.

Weiterhin wird bei den voranstehenden Beispielen jenes Verfahren beschrieben, bei dem ein Hauptkörper eines Mechanismus zur Änderung des Ventilbetätigungszeitpunkts entsprechend einer Drehung einer Zeitgeberriemenscheibe gedreht wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung ebenfalls bei einem derartigen Mechanismus einsetzbar, bei dem der Hauptkörper des Mechanismus zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts nicht gedreht wird, und der in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 8-267603 (JP 8-267603) beschrieben ist, sowie bei einem Verfahren zum Feststellen des tatsächlichen Ventilbetätigungszeitpunkts durch ein Potentiometer.

Claims

1. Regelgerät für einen Ventilbetätigungszeitpunkt bei einer Brennkammer eines Motors (1) mit einem Einlass/Auslassventil (17, 18), die zu vorbestimmten Zeitpunkten synchron zur Drehung der Kurbelwelle des Motors (1) betätigt werden, um ein Einlassrohr (15) und ein Auslassrohr (16), die an die Brennkammer angeschlossen sind, zu öffnen und zu schließen, wobei vorgesehen sind:
eine Vorrichtung (6, 12, 24, 27, 28) zum Feststellen von Betriebszuständen des Motors;
eine Vorrichtung (101) zum Berechnen eines Soll- Ventilbetätigungszeitpunkts (VTT) gemäß den Betriebszustände des Motors auf der Grundlage der ermittelten Betriebszustände;
eine Vorrichtung (40) zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts zum Öffnen und Schließen des Einlass/Auslassventils (17, 18);
eine Vorrichtung (102) zum Feststellen eines aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts des Einlass/Auslassventils (17, 18);
eine Vorrichtung (102) zum Steuern des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts (VTA), die eine Stellgröße zum Steuern der Vorrichtung (40) zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts auf der Grundlage einer Regelabweichung zwischen dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt und dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt erzeugt;
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (102) zum Berechnen eines Integrierregelwerts auf der Grundlage der bestimmten Regelabweichung;
eine Vorrichtung (102) zum Steuern eines Integrierregelvorgangs, die einen Integrierregelwert fortlaufend modifiziert, um die Stellgröße für die Vorrichtung zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts zu korrigieren; und
eine Vorrichtung (102) zum Beendigung des Integrierregelvorgangs, wenn der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt folgt.

2. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (102) zum Beendigen des Integrierregelvorgangs eine Vorrichtung (102, S17, S19) zum Beurteilen einer Änderungsrate aufweist, die beurteilt, ob eine Änderungsrate des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts größer oder gleich einer vorbestimmten Rate (V1, V2) für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs ist oder nicht; und
die Integration durch die Vorrichtung (102) zum Steuern des Integrierregelvorgangs beendet wird, wenn der aktuelle Ventilbetätigungszeitpunkt sich so ändert, dass er sich dem Soll-Ventilbetätigungszeitpunkt mit der vorbestimmten Rate (V1, V2) für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs schneller annähert.

3. Regelgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S17, S19) für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs klein einstellt, wenn ein Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt klein ist.

4. Regelgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S17, S19) für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung der Integrierregelvorgangs kleiner während einem vorbestimmtem Zeitraum (0.2 s) einstellt, nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt einen vorbestimmten Wert annimmt (E1), als nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums.

5. Regelgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S17, S19) für das Beurteilen der Änderungsrate die vorbestimmte Rate für das Beurteilen der Beendigung des Integrierregelvorgangs kleiner während einem vorbestimmten Zeitraum einstellt, nachdem der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt angestiegen ist, als nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums.

6. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S35, S36) zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass sie klein sind, wenn der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt klein ist.

7. Regelgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S35, S36) zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass sie während einem vorbestimmten Zeitraum (TD), nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt einen vorbestimmten Wert annimmt, verglichen mit dem Zeitpunkt nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums klein sind.

8. Regelgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102, S35, S36) zum Berechnen der Integrierwerte diese so berechnet, dass während einem vorbestimmten Zeitraum (TD), nachdem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt zugenommen hat, im Vergleich mit den Zeitpunkten nach Ablaufen des vorbestimmten Zeitraums klein sind.

9. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (102) zum Berechnen des aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkts die Stellgröße zum Steuern der Vorrichtung (40) zum Ändern des Ventilbetätigungszeitpunkts auf einen vorbestimmten Wert hält, wenn der Absolutwert der Abweichung zwischen dem aktuellen Ventilbetätigungszeitpunkt und dem Soll- Ventilbetätigungszeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.