DE19819360C2

DE19819360C2 - Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19819360C2
Application number: DE19819360A
Authority: DE
Inventors: Hajime Kako; Koji Nishimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: JPH11182270A; DE19819360A1; JP3068806B2; US5937808A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Ventilbetriebszeit-Steuersystem zum Einstellen oder Steuern einer Ventilbetriebszeit (im folgenden auch als Ventiltiming oder Ventilzeitsteuerung bezeichnet), zu der ein Einlaßventil und/oder ein Auslaßventil in Abhängigkeit von einem Betriebszustand oder einer Bedingung einer Brennkraftmaschine geöffnet oder geschlossen wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventilbetriebszeit-Steuersystem, um die tatsächliche Ventilbetriebszeit, so wie sie erfaßt wird, zu veranlassen, wirklich schnell oder mit hoher Geschwindigkeit auf eine gewünschte Ventilbetriebszeit zu konvergieren und zwar sogar zu einem Zeitpunkt, der einer Energieeinschaltung des Brennkraftmaschinensystems unmittelbar folgt, um dadurch zu verhindern, daß ein Betriebsverhalten und ein Abgas-Ausstoßverhalten der Maschine herabgesetzt oder verschlechtert wird.

Beschreibung des Standes der Technik

In dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschine ist ein System zum variablen Steuern der Betriebszeit eines Einlaßventils und/oder eines Auslaßventils in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine in dem Gebiet altbekannt, wie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung mit der Nr. 60508/1997 (JP- A-9-60508) offenbart ist. Ferner ist ein Steuersystem in dieser Hinsicht auch vorgeschlagen worden, wie beispielsweise in dem japanischen offengelegten Patent mit der Nr. 159021/1994 (JP-A-6-159021) offenbart ist. Zum besseren Verständnis des Konzepts, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, werden zunächst einige Einzelheiten eines herkömmlichen Ventilbetriebszeit-Steuersystems für eine Brennkraftmaschine unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 29 beschrieben.

Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm, das allgemein eine Konfiguration eines Benzinmotorsystems zeigt, welches mit einem herkömmlichen Ventilbetriebszeit-Regulier- oder Steuermechanismus ausgerüstet ist. Unter Bezugnahme auf die Figur bildet eine Brennkraftmaschine, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, einen Hauptteil des Benzinmotorsystems und umfaßt eine Vielzahl von Zylindern (z. B. vier Zylinder). In Fig. 10 sind jedoch nur ein Zylinder und zugehörigen Komponenten in der Darstellung angegeben.

Wie in Fig. 10 gezeigt, bildet ein Zylinderblock 2 einen Zylinderabschnitt des Motors 1. Ein Zylinderkopf 3 ist mit dem Zylinderblock 2 am oberen Ende davon verbunden. Ein Kolben 4 ist innerhalb einer in dem Zylinderblock 2 gebildeten Zylinderkammer aufgenommen, so daß er sich in der vertikalen Richtung hin- und herbewegt. Eine Kurbelwelle 5 ist betriebsmäßig mit dem Kolben 4 an ihrem unteren Ende gekoppelt und wird veranlaßt, sich gemeinsam mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 4 zu drehen.

Ein Kurbelwinkelsensor 6, der beispielsweise in der Nähe der Kurbelwelle 5 angeordnet sein kann, ist aus einem elektromagnetischen Aufnehmer oder Sensor gebildet, um zur Erzeugung eines Kurbelwinkelsignals SGT in Synchronisation zu der Drehung des Motors 1 zu dienen. Das Kurbelwinkelsignal SGT wird nicht nur zum Erfassen der Maschinengeschwindigkeit oder der Maschinendrehzahl NE (UpM) der Maschine 1, sondern auch für die Erfassung, daß sich die Kurbelwelle 5 an einem vorgegebenen Referenzkurbelwinkel (°CA) befindet, verwendet.

Ein Signalrotor 7 ist integral auf die Kurbelwelle 5 angebracht und weist eine äußere Umfangsoberfläche auf, die mit einem Paar von Zähnen 7a mit einem Winkelabstand von 180° dazwischen gebildet ist. Die Zähne 7a sind aus einem magnetischen Material gebildet. Bei jedem Durchlaufen jedes Zahns 7a vor dem Kurbelwinkelsensor 6 wird ein impulsförmiges Kurbelwinkelsignal SGT von dem Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt.

Eine Verbrennungskammer 8 wird durch die inneren Wände des Zylinderblocks 2 und des Zylinderkopfs 3 bzw. einer oberen Wand des Kolbens 4 definiert. Eine Luft-Kraftstoffmischung, die in die Maschine 1 geladen wird, durchläuft eine Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammer 8. Eine Zündkerze 9 befindet sich an dem oberen Ende des Zylinderkopfs 3, so daß sie sich teilweise in die Verbrennungskammer 8 hinein erstreckt. Das Luft- Kraftstoffgemisch wird durch eine elektrische Entladung gezündet, die in der Zündkerze 9 stattfindet.

Ein Verteiler 10 ist angeordnet und ist mit einer auslaßseitigen Nockenwelle 20 (die nachstehend beschrieben wird) gekoppelt, die auf den Zylinderkopf 3 angebracht ist, um ein hohe Zündspannung sequentiell an die Zündkerzen 9 anzulegen, die jeweils für die einzelnen Zylinder vorgesehen sind. Diesbezüglich ist eine Zündeinrichtung 11 zum Erzeugen der hohen Zündspannung vorgesehen.

Genauer gesagt ist jede der Zündkerzen 9 elektrisch mit dem Verteiler 10 mittels eines Hochspannungskabels (nicht gezeigt) verbunden, wobei die von der Zündeinrichtung 11 ausgegebene hohe Spannung jeweils an die einzelnen Zündkerzen 9 in Synchronisation zu der Drehung der Kurbelwelle 5 mittels des Verteilers 10 verteilt wird.

Dem Zylinderblock 2 zugeordnet ist ferner ein Wassertemperatursensor 12 installiert, der zur Erfassung einer Temperatur W eines Kühlwassers, welches durch einen Kühlmittelkanal fließt, dient.

Eine Einlaßöffnung 13 ist auf der Einlaßseite des Zylinderkopfs 3 vorgesehen, während eine Auslaßöffnung 14 auf einer Auslaßseite des Zylinderkopfs 3 angeordnet ist. Ein Einlaßkanal 15 steht mit der Einlaßöffnung 13 in Verbindung, wobei ein Auslaßkanal 16 mit der Auslaßöffnung 14 in Verbindung steht. Ein Einlaßventil 17 befindet sich in der Einlaßöffnung 13 des Zylinderkopfs 3, während ein Auslaßventil 18 in der Auslaßöffnung 14 des Zylinderkopfs 3 installiert ist.

Eine einlaßseitige Nockenwelle 19 befindet sich über dem Einlaßventil 17, um das Einlaßventil 17 in den geöffneten oder geschlossenen Zustand zu bringen. In ähnlicher Weise befindet sich die auslaßseitige Nockenwelle 20 über dem Auslaßventil 18 zum Öffnen und Schließen des Auslaßventils 18.

Eine Einlaßzeitsteuerungs-Scheibe 21 ist auf der einlaßseitigen Nockenwelle 19 an einem Ende davon angebracht, während eine Auslaßzeitsteuerungs-Scheibe 22 auf der auslaßseitigen Nockenwelle 20 an einem Ende davon angebracht ist. Die Einlaßzeitsteuerungs-Scheibe 21 und die Auslaßzeitsteuerungs-Scheibe 22 sind betriebsmäßig mit der Kurbelwelle 5 über einen Zeitsteuerungsriemen 23 verbunden, so daß sich jede der Nockenwellen 19 und 20 bei einer Geschwindigkeit drehen können, die im wesentlichen einer Hälfte der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 5 gleicht.

Wenn die Maschine 1 sich in dem Betriebszustand befindet, wird das Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle 5 jeweils an die Nockenwellen 19 und 20 übertragen, nämlich mittels des Zeitsteuerungsriemens 23 und der Zeitsteuerungsscheiben 21 und 22, um die Nockenwellen 19 bzw. 20 zu drehen.

Somit werden das Einlaßventil 17 und das Auslaßventil 18 jeweils in die offenen/geschlossenen Zustände in Synchronisation zu der Drehung der Kurbelwelle 5 und somit der hin- und herlaufenden Bewegung des Kolbens 4 gebracht. Mit anderen Worten, das Einlaßventil 17 und das Auslaßventil 18 werden bei einer vorgegebenen Offen/Geschlossen- Zeitsteuerung in Synchronisation zu einer Reihe von vier Hüben, d. h. Ansaughub, Kompressionshub, Explosions- (Expansions)-Hub und Auslaßhub der Maschine 1, angetrieben.

Ein Nockenwinkelsensor 24 befindet sich in der Nähe der einlaßseitigen Nockenwelle 19 und ist dafür vorgesehen, um ein Nockenwinkelsignals SGC zu erzeugen, um die tatsächliche Zeitsteuerung (d. h. Ventilbetriebszeit) des Einlaßventils 17 zu erfassen.

Ein Signalrotor 25 ist integral auf der einlaßseitigen Nockenwelle 19 angebracht, wobei die äußere Umfangsoberfläche des Signalrotors 25 mit vier Zähnen 25a in einem Winkelabstand von 90° dazwischen gebildet ist. Jeder Zahn 25a ist aus einem magnetischen Material gebildet. Jedesmal wenn einer der Zähne 25a vor dem Nockenwinkelsensor 25 vorbeigeht, wird ein impulsförmiges Nockenwinkelsignal (Impulssignal, das die Winkelposition der Nocke anzeigt) SGC durch den Nockenwinkelsensor 25 erzeugt.

Ein Drosselventil 26 ist in dem Einlaßkanal 25 an einem mittleren Abschnitt davon installiert und dafür vorgesehen, um im Ansprechen auf eine Betätigung eines Beschleunigungspedals (nicht gezeigt) geöffnet oder geschlossen zu werden, wodurch die Luftströmungsmenge, die an die Maschine 1 geführt wird, d. h. die Einlaßluftströmung Q, eingestellt oder reguliert wird. Diesbezüglich ist ein Drosselsensor 27 betriebsmäßig mit dem Drosselventil 26 gekoppelt, um den Drosselöffnungsgrad θ zu erfassen.

Ein Einlaßluftströmungs-Sensor 28 befindet sich an einer Stelle stromaufwärts von dem Drosselventil 26, um die Einlaßluftströmung Q in dem Einlaßkanal 15 beispielsweise gestützt auf eine thermische Erfassungstechnik, die an sich in dem technischen Gebiet bekannt ist, zu erfassen. Ferner ist ein Ausgleichsbehälter 29 an einer Stelle stromabwärts von dem Drosselventil 26 installiert, um die Pulsierung der Einlaßluftströmung Q zu unterdrücken.

Ein Kraftstoffeinspritzer 30 ist in der Nähe der Einlaßöffnung 13 jedes einzelnen Zylinders vorgesehen, um Kraftstoff einzuspritzen, um das Luft-Kraftstoffgemisch in die Verbrennungskammer 8 zu laden. Jeder der Kraftstoffeinspritzer 30 wird gewöhnlicherweise durch ein elektromagnetisches Ventil gebildet, das auf eine elektrische Erregung hin geöffnet wird. Kraftstoff wird an jeden der Kraftstoffeinspritzer 30 unter Druck von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) geführt.

Im Betrieb der Maschine 1 wird Luft in den Einlaßkanal 15 aufgenommen, während der Kraftstoffeinspritzer 30 Kraftstoff in die Richtung auf die Einlaßöffnung 13 hin spritzt. Infolgedessen wird ein Luft-Kraftstoffgemisch in der Einlaßöffnung 13 erzeugt, um in die Verbrennungskammer 8 durch das Einlaßventil 17 gesaugt zu werden, das so ausgelegt ist, daß es in dem Ansaughub geöffnet wird.

Ein Mechanismus 40 (oder eine Einrichtung) für eine variable Ventilzeitsteuerung ist betriebsmäßig mit der einlaßseitigen Nockenwelle 90 gekoppelt und dafür ausgelegt, um hydraulisch (mittels des Mediums eines Schmieröls der Maschine 1) angetrieben zu werden, um die Ventilbetriebszeit des Einlaßventils 17 (oder des Einlaßventils 17 und/oder des Auslaßventils 18) zu ändern oder zu modifizieren. Insbesondere ist der Mechanismus 40 für eine variable Ventilzeitsteuerung so ausgelegt, um die Ventilbetriebszeit des Einlaßventils 17 kontinuierlich durch Ändern oder Variieren des Verschiebewinkels der einlaßseitigen Nockenwelle 19 relativ zu der Einlaßzeitsteuerungsscheibe 21 zu ändern. Diesbezüglich ist ein Ölsteuerventil 80 vorgesehen, um Arbeitsöl an den Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit zuzuführen und um außerdem die Menge des Arbeitsöls einzustellen.

Für den Zweck einer gesamten Steuerung des Maschinenbetriebs ist eine elektronische Steuereinheit 100 zum Steuern von Betriebsvorgängen der jeweiligen Stellglieder wie beispielsweise des Kraftstoffeinspritzers 30, der Zündeinrichtung 11, des Ölsteuerventils 80 und anderen Einheiten zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge, des Zündzeitpunkts, der Ventilbetriebszeit und anderen auf Grundlage der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren wie beispielsweise der Einlaßluftströmung Q, der Kühlwassertemperatur W, des Kurbelwinkelsignals SGT, des Nockenwinkelsignals SGC und anderen, die den Betriebszustand der Maschine anzeigen, zu steuern. Die elektronische Steuereinheit 100 kann aus einem Mikrocomputer oder einem Mikroprozessor gebildet sein, wie nachstehend noch beschrieben wird.

Als nächstes richtet sich die Beschreibung auf einen Aufbau eines Systems für eine variable Ventilbetriebszeit mit dem Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit und dem Ölsteuerventil 80 unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 19. Fig. 11 ist ein Seitenaufriß, der teilweise im Querschnitt eine strukturelle Anordnung um die einlaßseitige Kurbelwelle 19 herum zeigt, die dem Mechanismus 40 für die variable Betriebszeit zugeordnet ist. Ferner zeigt diese Figur auch einen Aufbau der Arbeitsöl-Zuführungseinrichtung (die dem Ölsteuerventil 80 entspricht) zum Ansteuern des Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit. Nebenbei gesagt sind in Fig. 11 die Komponenten, die die gleichen oder die äquivalenten wie diejenigen sind, die voranstehend beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 dient der Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit zur Steuerung der Menge des Arbeitsöls, das an den Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit zugeführt wird. Die Einlaß- Zeitsteuerungsscheibe 21 dreht sich in Synchronisation zu der Kurbelwelle 5 mittels des Zeitsteuerungsriemens 23, der sich gemeinsam mit der Drehung der Kurbelwelle 5 bewegt.

Die Drehung der Einlaßzeitsteuerungsscheibe 21 wird an die einlaßseitige Nockenwelle 19 aufgrund der Einwirkung des Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit mit einer geänderten oder modifizierten Phase translatorisch übertragen.

Ein Lager 41 ist fest auf dem Zylinderkopf 3 (siehe Fig. 10) angebracht, um die einlaßseitige Kurbelwelle 19 drehbar zu lagern.

Ein erster Ölkanal 42 und ein zweitere Ölkanal 43 sind in Zuordnung zu der einlaßseitigen Kurbelwelle 19 bzw. einem Rotor 52 (der nachstehend beschrieben wird) vorgesehen. Der erste Ölkanal 42 steht in Verbindung mit einer verzögernden Hydraulikkammer 62 (die nachstehend beschrieben wird), um den Rotor 52 in die retardierende oder verzögernde Richtung im Winkel zu verschieben, während der zweite Ölkanal 43 mit einer vorauseilenden Hydraulikkammer 63 (die nachstehend beschrieben wird) in Verbindung steht, um den Rotor 52 in die vorauseilende Richtung im Winkel zu versetzen.

Ferner ist eine Ölpumpe 91 vorgesehen, um Arbeitsöl (Schmieröl) aus einer Ölpfanne 90 herauszunehmen. Zusätzlich ist ein Ölfilter 92 vorgesehen, um das aus der Ölpfanne 90 herausgenommene Arbeitsöl zu reinigen. Die Ölpfanne 90, die Ölpumpe 91 und das Ölfilter 92 arbeiten zusammen, um die Schmiereinrichtung zum Schmieren von verschiedenen Teilen oder Komponenten der Maschine 1 (siehe Fig. 10) zu bilden und um gleichzeitig eine Arbeitsöl-Zuführungseinrichtung für den Mechanismus 40 für die variable Ventilbetriebszeit im Zusammenwirken mit dem Ölsteuerventil 80 zu bilden.

Eine Vielzahl von Sensoren, die allgemein angedeutet und kollektiv mit einem Bezugszeichen 99 angezeigt sind, umfaßt die Sensoren wie beispielweise den voranstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor 6 und andere im Zusammenhang mit der Maschine 1 vorgesehene Sensoren, wobei Ausgangssignale dieser Sensoren, die verschiedene Betriebszustands-Informationen der Maschine 1 anzeigen, der elektronischen Steuereinheit 100 eingegeben werden.

Ein Spulenventilelement 82 ist in dem Gehäuse 81 des Ölsteuerventils 80 angebracht, um sich verschiebbar darin zu bewegen. Ein lineares Solenoid 83 steuert das Spulenventilelement 82 in Abhängigkeit von einem entsprechenden Steuersignal, das von der elektronischen Steuereinheit 100 ausgegeben wird. Eine Feder 84 ist vorgesehen, um das Spulenventilelement 82 in die Richtung entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung des linearen Solenoids 83 federnd zu drücken.

Das Gehäuse 81 ist mit verschiedenen Öffnungen 85 bis 87, 88a und 88b versehen.

Die Ölzuführungsöffnung 85 ist hydraulisch mit der Ölpumpe 91 mittels des Ölfilters 92 verbunden, wohingegen eine A-Öffnung 86 hydraulisch mit dem zweiten Ölkanal 43 in Verbindung steht. Andererseits stehen Ablaßöffnungen 88a und 88b hydraulisch mit der Ölpfanne 90 in Verbindung.

Wenn die Maschine 1 arbeitet, wird das Arbeitsöl von der Ölpfanne 90 durch die Ölpumpe 91 abgegeben, die im Ansprechen auf die Drehung der Kurbelwelle 5 in einen Betrieb versetzt wird. Das abgegebene Arbeitsöl wird unter Druck selektiv an dem ersten Ölkanal 42 oder den zweiten Ölkanal 43 über das Ölfilter 52 und das Ölsteuerventil 80 geführt.

Die Ölströmungsrate in dem ersten Ölkanal 42 und dem zweiten Ölkanal 43 (d. h. die Menge eines hydraulischen Mediums oder des Öls, das durch den ersten Ölkanal 42 bzw. den zweiten Ölkanal 43 fließt) wird vergrößert oder verkleinert, wenn die Öffnungsgrade der Öffnungen 86 und 87 aufgrund der Schiebebewegung des Spulenventilelements 82 verändert werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Öffnungsgrade der A-Öffnung 86 bzw. der B-Öffnung 87 jeweils in Abhängigkeit von dem Wert des Steuerstroms i einer Steuergröße), der an das lineare Solenoid 83 geführt wird, bestimmt werden. Nachstehend wird dieser Strom auch als der lineare Solenoidstrom i bezeichnet.

Diesbezüglich steuert die elektronische Steuereinheit 100 den Steuerstrom i auf der Basis der Signale, die von den verschiedenen Sensoren ausgegeben werden, beispielsweise von dem Kurbelwinkelsensor 6, dem Kurbelwinkelsensor 24 und anderen.

Ein Gehäuse 44 des Mechanismus 44 für die variable Ventilbetriebszeit ist relativ zu der einlaßseitigen Kurbelwelle 19 drehbar angebracht, wobei ein Gehäuse 45 fest an dem Gehäuse 44 angebracht ist. Eine Rückfeder 46, die von einer Blattfeder gebildet sein kann, befindet sich zwischen einer Spitzenabdichtung 49 (die nachstehend beschrieben wird) und dem Gehäuse 45, um die Spitzenabdichtung 49 an den Rotor 52 federnd zu drücken (was ebenfalls nachstehend beschrieben wird).

Eine Abdeckung 47 ist an dem Gehäuse 45 mittels Schrauben 48 befestigt, die das Gehäuse 44 und das Gehäuse 45 und die Abdeckung 47 aneinander befestigen. Die Spitzenabdichtung 49 wird mittels der Rückfeder 46 an den Rotor 52 gedrückt, um dadurch einen Fluß von Arbeitsöl zwischen den Hydraulikkammern, die voneinander durch den Rotor 52 und das Gehäuse 55 geteilt sind, zu verhindern (d. h. das Leck von Arbeitsöl zu verhindern). Eine Platte 50 ist an der Abdeckung 47 mittels einer Schraube 51 befestigt.

Der Rotor 52 ist fest auf der einlaßseitigen Kurbelwelle 49 angebracht und ist drehbar relativ zu dem Gehäuse 45 angeordnet. Der Rotor 52 ist mit einem zylindrischen Halter 53 versehen, der eine Ausnehmung aufweist, die dafür ausgelegt ist, in einen Plunger 54 (der nachstehend beschrieben wird) einzugreifen.

Der Plunger 54, der mit einem Vorsprung versehen ist, ist dafür ausgelegt, um sich innerhalb des Gehäuses 44 unter dem Einfluß einer Federwirkung einer Feder 55 (die nachstehend beschrieben wird) und einem Hydraulikdruck des in den Halter 53 eingeführten Öls verschiebbar zu bewegen. Die Feder 55 übt eine elastische Kraft oder Federkraft aus, um den Plunger 54 in Richtung auf den Rotor 52 hin zu drücken. Ein Plunger- Ölkanal 56 führt Arbeitsöl zum Anwenden des Hydraulikdrucks auf den Plunger 54 entgegen der von der Feder 55 ausgeübten Federkraft zu. Ein Luftkanal 57 ist vorgesehen, um den Raum, der an der Seite des Plungers 54 gebildet ist, auf der die Feder 55 angeordnet ist, konstant auf den atmosphärischen Druck einzustellen.

Die einlaßseitige Kurbelwelle 19 und der Rotor 52 sind mittels eines Verbindungsbolzens 58 fest miteinander verbunden. Andererseits sind die einlaßseitige Kurbelwelle 19 und der Rotor 52 durch einen drehbaren Schaftabschnitt eines Schaftelements 59, das drehbar relativ zu der Abdeckung 47 angebracht ist, verbunden. Ein Luftkanal 60 ist so gebildet, daß er sich durch das Wellenelement 59 und die einlaßseitige Kurbelwelle 19 erstreckt, um den Innenraum, der von der Platte 50 definiert wird, auf den atmosphärischen Druck einzustellen.

Fig. 12 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein hydraulischer Druck auf den Plunger 54 mittels des Plunger-Ölkanals 56 angewendet wird.

Wie der Fig. 12 entnommen werden kann, wird der Plunger 54 gezwungen, an dem Gehäuse 44 anzuliegen, wobei die Feder 55 unter dem Hydraulikdruck komprimiert wird. Infolgedessen werden der Plunger 54 und der Halter 53 voneinander getrennt, um dadurch dem Rotor 52 zu ermöglichen, sich relativ zu dem Gehäuse 44 zu drehen.

Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie X-X in Fig. 11 gesehen in der Richtung, die von den Pfeilen angedeutet wird, Fig. 14 ist eine Teilquerschnittsansicht zum Darstellen einer Verschiebung einer Schiebeplatte 71, Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie Y-Y in Fig. 11, gesehen in der Richtung, die von den Pfeilen angedeutet wird, und Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie Z-Z in Fig. 11, gesehen in der Richtung, die von den Pfeilen angedeutet wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 16 werden die Bolzen 48 in den Bolzenlöchern 61 jeweils mittels eines Gewindeeingriffs aufgenommen. Es sind sektorartige verzögernde Hydraulikkammern 62 vorgesehen, um erste bis vierte Flügel 64 bis 67 jeweils in eine verzögernde Richtung zu drehen, wie nachstehend beschrieben wird. Überdies sind diese Flügel 64 bis 67 integral mit dem Rotor 52 gebildet.

Jede der verzögernden Hydraulikkammern 62 ist so definiert, daß sie von dem Rotor 52, dem Gehäuse 45, der Abdeckung 47 und dem Gehäuse 44 in Entsprechung zu den ersten bis vierten Flügeln 64 bis 67 eingeschlossen ist. Ferner stehen die verzögernden Hydraulikkammern 62 hydraulisch mit dem ersten Ölkanal 42 in Verbindung, wobei an sie Arbeitsöl von dem ersten Ölkanal 42 zugeführt wird.

Andererseits sind sektorartige voreilende Hydraulikkammern 63 vorgesehen, um die ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 in eine vorauseilende Richtung zu drehen. Jede vorauseilende Hydraulikkammer 63 ist definiert, so daß sie von dem Rotor 52, dem Gehäuse 45, der Abdeckung 67 und dem Gehäuse 44 jeweils in Entsprechung zu den ersten bis vierten Flügeln 64 bis 67 eingeschlossen sind. Ferner stehen die vorauseilenden Hydraulikkammern 63 hydraulisch mit dem zweiten Ölkanal 43 in Verbindung, wobei an sie Arbeitsöl von dem zweiten Ölkanal 43 geliefert wird.

Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung wird der Rotor 52 relativ zu dem Gehäuse 44 in Abhängigkeit von der Menge des Arbeitsöls, die an die verzögernde Hydraulikkammer 62 und die vorauseilende Hydraulikkammer 63 zugeführt wird, verschoben, wodurch die Volumen der verzögernden Hydraulikkammer 62 und der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 veranlaßt werden, sich entsprechend zu ändern.

Der erste Flügel 64 steht radial nach außen von dem Rotor 52 vor. Der Halter 53 ist an dem ersten Flügel 64 an der auf das Gehäuse 44 weisenden Seite angebracht, während ein kommunizierender Ölkanal 70 (der nachstehend beschrieben wird) in der Abdeckung 47 gebildet ist. Eine Führungsnut 72 (die nachstehend beschrieben wird) ist in einem Zwischenabschnitt jeder der kommunizierenden Ölkanäle 70 vorgesehen. Der Plungerölkanal 56 erstreckt sich von einer Führungsnut 72 zu dem Gehäuse 44 durch den Halter 53.

In ähnlicher Weise ist jeder der zweiten bis vierten Flügel 65 bis 67 so gebildet, daß er von dem Rotor 52 nach außen in der Radialrichtung vorsteht. Ferner ist eine Spitzenabdichtung 73 (die nachstehend beschrieben wird) in einem Abschnitt jeder der ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 vorgesehen, wobei diese Abdichtung in einem Kontakt mit dem Gehäuse 45 gebracht wird.

Ein Flügelhalterungselement 68 bildet einen Mittenabschnitt des Rotors 52. Schuhe 69 sind vorgesehen, wobei sie sich von dem Gehäuse 45 nach innen in die Radialrichtung erstrecken. Jeder Schuh 69 ist mit dem Bolzenloch 61 zur gewindemäßigen Aufnahme des Bolzens 68 vorgesehen, wobei die Spitzenabdichtung 49 in dem Abschnitt des Schuhs 69 vorgesehen ist und wobei diese Abdichtung in einem Kontakt mit dem Flügelhalterungselement 68 gebracht ist.

Der kommunizierende Ölkanal 70 steht in Verbindung mit der verzögernden Hydraulikkammer 62 und der vorauseilenden Hydraulikkammer 63, die auf beiden Seiten des ersten Flügels 64 gebildet sind. Die Schiebeplatte 71 ist innerhalb der Führungsnut 72 (die nachstehend beschrieben wird), die an einer Zwischenstelle des kommunizierenden Ölkanals 70 gebildet ist, bewegbar. An diesem Übergang sei darauf hingewiesen, daß der kommunizierende Ölkanal 70 durch die Schiebeplatte 71 so aufgeteilt oder unterteilt ist, daß kein Ölleck zwischen der verzögernden Hydraulikkammer 62 und der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 stattfinden kann.

Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung wird die Schiebeplatte 71 in Richtung auf die vorauseilende Hydraulikkammer 63 verschoben, wenn der Hydraulikdruck innerhalb der verzögernden Hydraulikkammer 62 hoch ist (siehe Fig. 13). Wenn andererseits der Hydraulikdruck innerhalb der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 hoch ist, dann wird die Schiebeplatte 71 gezwungen, sich in Richtung auf die verzögernde Hydraulikkammer 62 hin zu bewegen (siehe Fig. 14).

Wie voranstehend erwähnt, ist die Führungsnut 72 an einem Zwischenabschnitt des kommunizierenden Ölkanals 70 vorgesehen, wobei ein Zwischenabschnitt der Führungsnut 72 in Verbindung mit dem Plunger-Ölkanal 56 steht.

Wenn somit die Schiebeplatte 7a sich in Richtung auf die vorauseilende Hydraulikkammer 63 hin bewegt (siehe Fig. 13), dann steht der Plunger-Ölkanal 56 in Verbindung mit der verzögernden Hydraulikkammer 62, wohingegen der Plunger- Ölkanal 56 auf den Zustand in Verbindung mit der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 eingestellt wird, wenn sich die Schiebeplatte 71 in Richtung auf die verzögernde Hydraulikkammer 62 hin bewegt (siehe Fig. 14).

Die Spitzenabdichtung 73 ist für jeden der ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 vorgesehen, um ein Ölleck zwischen den Flügeln und dem Gehäuse 45 zu verhindern. Überdies sei darauf hingewiesen, daß die in den Fig. 13, 15 und 16 gezeigten Pfeile die Richtung anzeigen, in die der variable Ventilbetriebszeit-Mechanismus 40 insgesamt mittels des Zeitsteuerungsriemens 23 und anderer Mittel gedreht wird.

Als nächstes werden die Betriebsvorgänge des variablen Ventilbetriebszeit-Mechanismus 40 und des Ölsteuerventils 80 mit näheren Einzelheiten beschrieben.

Zunächst nimmt in dem Zustand, in dem der Betrieb der Maschine 1 gestoppt wird, der Rotor 52 eine maximale Verzögerungsposition an (d. h. die Position, in der der Rotor 52 an ein Maximum relativ zu dem Gehäuse 44 in die verzögernde Richtung gedreht worden ist), wie in Fig. 13 gezeigt.

In dem voranstehend beschriebenen Zustand ist der Hydraulikdruck des von der Ölpumpe 91 an das Ölsteuerventil 80 gelieferten Öls gering (auf dem atmosphärischen Druck). Demzufolge wird Öl weder an den ersten Ölkanal 42 noch an den zweiten Ölkanal 43 geliefert. Somit wird kein Hydraulikdruck auf den Plunger-Ölkanal 56 ausgeübt, wobei als Folge davon der Plunger 54 elastisch an den Halter 53 unter dem Einfluß der Feder 55 gedrückt wird, wie in Fig. 11 gezeigt. Mit anderen Worten greifen der Plunger 54 und der Halter 53 ineinander ein.

Beim Starten eines Betriebs der Maschine 1 wird die Ölpumpe 91 in einen Betrieb versetzt, wodurch der an das Ölsteuerventil 80 gelieferte Hydraulikdruck ansteigt. Demzufolge wird ein hydraulisches Medium oder Öl an die verzögernde Hydraulikkammer 62 über die A-Öffnung 86 geliefert. Infolgedessen wird die Schiebeplatte 71 veranlaßt, sich in Richtung auf die vorauseilende Hydraulikkammer 63 hin unter dem hydraulischen Druck, der innerhalb der verzögernden Hydraulikkammer 62 vorherrscht, zu bewegen, wodurch eine Hydraulikkommunikation zwischen der verzögernden Hydraulikkammer 72 und dem Plunger-Ölkanal 56 hergestellt wird. Unter den Umständen wird der Plunger 54 gedrückt, um sich in Richtung auf das Gehäuse 44 hin zu verschieben, was eine Ausrückung zwischen den Plunger 54 und dem Rotor 52 verursacht.

Weil jedoch der Hydraulikdruck an die vorauseilende Hydraulikkammer 63 angelegt wird, bleibt jeder Flügel der ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 in dem Zustand in Anlage auf den Schuhen 69 in der verzögernden Richtung unter dem Hydraulikdruck. Selbst wenn demzufolge der Plunger 54 ausgerückt wird, werden das Gehäuse 44 und der Rotor 52 unter dem Hydraulikdruck innerhalb der verzögernden Hydraulikkammer 62 aneinander gedrückt, wodurch eine Vibration oder ein Stoß auf ein mögliches Minimum unterdrückt werden kann.

Wenn nun die B-Öffnung 87 zum Drehen des Rotors 52 in die vorauseilende Richtung geöffnet wird, wird mittels des zweiten Ölkanals 43 Arbeitsöl an die vorauseilende Hydraulikkammer 63 geliefert. Demzufolge wird ein Hydraulikdruck an den kommunizierenden Ölkanal 70 von der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 übertragen, wobei als Folge davon die Schiebeplatte 71 veranlaßt wird, sich in Richtung auf die verzögernde Hydraulikkammer 62 hin unter dem Hydraulikdruck zu bewegen.

Wenn die Schiebeplatte 71 wie voranstehend erwähnt bewegt wird, wird der Plunger-Ölkanal 56 in eine Hydraulikverbindung mit der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 mittels des kommunizierenden Ölkanals 70 gebracht, wodurch der Hydraulikdruck an den Plunger-Ölkanal 56 von der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 übertragen wird. Unter dem voranstehend erwähnten Hydraulikdruck wird der Plunger 54 gezwungen, sich unter der Federkraft, die von der Feder 55 ausgeübt wird, in Richtung auf das Gehäuse 44 hin zu bewegen, was zu einer Loslösung zwischen dem Plunger 54 und dem Halter 53 führt.

In dieser Weise kann durch Einstellen der Menge des Arbeitsöls durch Öffnen/Schließen der A-Öffnung 86 und der B- Öffnung 87 in dem Zustand, in dem der Plunger 54 und der Halter 53 voneinander gelöst sind, eine Drehung des Rotors 52 relativ zu der Drehung des Gehäuses 44 aufgrund der Einstellung oder der Steuerung der Menge des Arbeitsöls innerhalb der verzögernden Hydraulikkammer 62 und der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 vorgerückt oder verzögert werden.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 19 ein typischer Betrieb des Ölsteuerventils 80 beschrieben. Überdies zeigen die Fig. 17 bis 19 Betriebszustände des Ölsteuerventils 80, wenn der von der elektronischen Steuereinheit 100 ausgegebene Steuerstrom i jeweils verschiedene Werte annimmt.

Insbesondere zeigt Fig. 17 einen Betriebszustand des Ölsteuerventils 80, wenn der Wert des Steuerstroms i gleich ia (z. B. 0,1 Ampere) kleiner als eine Referenzstromwert ib (z. B. 0,5 Ampere) ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 17 wird das Spulenventilelement 82 elastisch an die linke Seite des Gehäuses 81 unter dem Einfluß der Feder 84 gedrückt, wodurch die Ölszuführungsöffnung 85 und die A-Öffnung 86 einerseits und die B-Öffnung 87 und die Ablaßöffnung 88b andererseits miteinander in Verbindung gebracht werden, wie mit den Pfeilen angedeutet.

In diesem Zustand wird das Arbeitsöl an die verzögernde Hydraulikkammer 62 geliefert, während es von der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 abgegeben wird. Demzufolge wird der Rotor 52 gezwungen, sich relativ zu dem Gehäuse 44 wie mit dem Pfeil angedeutet in die Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen. Demzufolge verzögert sich die Phase der einlaßseitigen Nockenwelle 19 relativ zu der Einlaß- Zeitsteuerungsscheibe 21, wodurch das Einlaßventil 17 in den verzögernden Steuerzustand gebracht wird.

Fig. 18 zeigt den Betriebszustand des Ölsteuerventils 80, wenn der Wert des Steuerstroms i gleich zu dem Referenzstromwert ib (z. B. 0,5 Ampere) ist. In dem in Fig. 18 dargestellten Zustand sind die Kräfte, die von dem linearen Solenoid 83 bzw. der Feder 84 ausgeübt werden und zueinander in entgegengesetzte Richtungen wirken, im Gleichgewicht, mit der Folge, daß das Spulenventilelement 82 an einer Position gehalten wird, an der sowohl die A-Öffnung 86 als auch die B- Öffnung 87 geschlossen sind.

Demzufolge befinden sich die verzögernde Hydraulikkammer 62 als auch die vorauseilende Hydraulikkammer 63 in den Zuständen, in denen Arbeitsöl weder zugeführt noch abgegeben wird. Demzufolge wird der Rotor 52 an der gegenwärtigen Position solange gehalten, wie das Leck von Arbeitsöl von der verzögernden Hydraulikkammer 62 und der vorauseilenden Hydraulikkammer 63 nicht auftritt, wodurch die Phasenbeziehung zwischen der Einlaßzeitsteuerungsscheibe 21 und der einlaßseitigen Nockenwelle 19 in dem gegenwärtigen Zustand gehalten werden kann.

Genauer gesagt, zeigt Fig. 19 einen Betriebszustand des Ölsteuerventils 80, wenn der Wert des Steuerstroms i gleich ic (z. B. 1,0 Ampere) ist, was größer als der Referenzstromwert ib (z. B. 0,5 Ampere) ist.

Zurückkehrend zur Fig. 19 wird das Spulenventilelement 82 unter dem Einfluß des linearen Solenoids 83 an die rechte Seite des Gehäuses 81 gedrückt, wodurch die Ölzuführungsöffnung 85 und die B-Öffnung 87 einerseits und die A-Öffnung 86 und die Ablaßöffnung 88a andererseits miteinander in Verbindung gebracht werden, wie mit den Pfeilen angedeutet.

Da in diesem Zustand Arbeitsöl an die vorauseilende Hydraulikkammer 63 durch den zweiten Ölkanal 43 geführt wird, während es von der verzögernden Hydraulikkammer 62 durch den ersten Ölkanal 62 abgegeben wird, wird der Rotor 52 gezwungen, sich relativ zu dem Gehäuse 44 wie mit dem Pfeil angedeutet, in die Uhrzeigerrichtung zu drehen. Demzufolge wird die Phase der einlaßseitigen Nockenwelle 19 veranlaßt, relativ zu der Einlaßzeitsteuerungsscheibe 21 vorauszueilen, wodurch das Einlaßventil 17 auf den vorauseilenden Steuerzustand gebracht wird.

Wie sich den Fig. 17 bis 19 entnehmen läßt, kann der Grad der hydraulischen Verbindung zwischen der Ölzuführungsöffnung 85 und der A-Öffnung 86 oder der B-Öffnung 87 und außerdem der Grad der Hydraulikverbindung zwischen der Ablaßöffnung 88a oder 88b und der A-Öffnung 86 oder der B-Öffnung 87 in Abhängigkeit von der Position des Spulenventilelements 82 gesteuert werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Position des Spulenventilelements 82 und der Wert des Steuerstroms i, der durch das lineare Solenoid 83 fließt, einen proportionalen Zusammenhang zueinander aufweisen.

Fig. 20 ist eine Kennlinie zum Darstellen einer Beziehung zwischen dem Wert eines durch das lineare Solenoid 83 fließenden Steuerstroms i und einer tatsächlichen Ventilbetriebszeit-Änderungsrate VTa. Insbesondere ist graphisch die Rate einer Änderung der tatsächlichen Ventilbetriebszeit (die nachstehend auch als die tatsächliche Ventilzeitsteuerungs-Änderungsrate bezeichnet wird), die mit VTa bezeichnet wird, als eine Funktion des linearen Solenoidstroms i unter einer vorgegebenen Betriebsbedingung der Maschine 1 dargestellt. In Fig. 20 stellt ein positiver oder Plus-Bereich der tatsächlichen Ventilbetriebszeit- Änderungsrate VTa die Verschiebung in die vorauseilende Richtung dar, während ein negativer oder Minusbereich der tatsächlichen Ventilbetriebszeit-Änderungsrate VTa dem Bereich entspricht, in dem die Verschiebung in der verzögernden Richtung stattfindet.

In Fig. 20 stellen die elektrischen Stromwerte ia bis ic Werte des linearen Solenoidstroms i entsprechend der Positionen des Spulenventilelements 82, das in den Fig. 17 bis 19 gezeigt ist, dar. Wie sich den Figuren entnehmen läßt, ist der Wert des linearen Solenoidstroms i, bei dem sich die tatsächliche Ventilbetriebszeit Ta nicht ändert (d. h. VTa = 0), nur ein Stromwert ib, bei dem die Menge des Arbeitsöls, das von den Hydraulikkammern 62 und 63 und außerdem dem Hydraulikrohr und dem Spulenventilelement 82 leckt, mit der Menge des Arbeitsöls, das unter Druck von der Ölpumpe 91 geliefert wird, im Gleichgewicht.

Fig. 21 ist eine Kennlinie, die Änderungen in der Beziehung zwischen dem Steuerstrom i, der durch das lineare Solenoid fließt, und der tatsächlichen Ventilbetriebszeit- Änderungsrate VTa zeigt, wobei eine Kurve mit einer durchgezogenen Linie die Kennlinie zeigt, wenn der Auslaßdruck des Arbeitsöls relativ hoch ist, während eine Kurve mit einer gestrichelten Linie die Kennlinie darstellt, wenn der Auslaßdruck des Arbeitsöls relativ gering ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Auslaßdruck von Arbeitsöl sich in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl NE und der Temperatur, wie beispielsweise der Kühlwassertemperatur W ändern kann.

Wie sich der Fig. 21 entnehmen läßt, ändert sich der Referenzstromwert ib konstant in Abhängigkeit von der Änderung des Auslaßdrucks des Arbeitsöls. Wenn beispielsweise der Auslaßdruck des Arbeitsöls niedrig wird, steigt der Referenzstromwert ib an. Zusätzlich unterscheiden sich die Art und Weise, in der sich der Referenzstromwert ib und somit die Kennlinie ändern, von einem Produkt zu einem anderen Produkt, wie beispielsweise des Spulenventilelements 82 aufgrund einer Ungleichmäßigkeit in dem Dimensionsfaktor oder dergleichen. Wenn der Auslaßdruck von Arbeitsöl gering wird, nimmt die Änderungsrate in der tatsächlichen Ventilbetriebszeit (d. h. der Wert VTa) relativ zu der Änderung des linearen Solenoidstroms i ab.

Nachstehend wird der Strom ib des linearen Solenoids, bei dem die tatsächliche Ventilbetriebszeit Ta konstant bleiben kann, als der Haltestrom ih bezeichnet.

Wenn gewöhnlicherweise die Ventilbetriebszeit unter Bezugnahme auf den Haltestrom ih vorgerückt werden soll, wird der Strom i des linearen Solenoids auf einen großen Wert eingestellt. Wenn im Gegensatz dazu die Ventilbetriebszeit verzögert werden soll, dann wird der Strom i des linearen Solenoids auf einen kleinen Wert gesetzt.

Als nächstes wird ein Ventilbetriebszeit-Erfassungsbetrieb unter Bezugnahme auf Fig. 22 beschrieben, die ein Zeitsteuerungsdiagramm ist, das ein Kurbelwinkelsignal SGT, ein Nockenwinkelsignal SGCd in der am weitesten verzögerten Phase und ein Nockenwinkelsignal SGCa in der vorgerückten Phase darstellt. Phasenbeziehungen zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT und den Nockenwinkelsignalen SGCd und SGCa sowie die tatsächliche Ventilzeitsteuerung Ta können auf Grundlage des in Fig. 22 gezeigten Zeitsteuerungsdiagramms arithmetisch bestimmt werden.

Die elektronische Steuereinheit 100 ist so ausgelegt oder programmiert, um eine Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT und außerdem eine Phasendifferenzzeit ΔTa, die zwischen dem Nockenwinkelsignal SGCa und dem Kurbelwinkelsignal SGT liegt (d. h. eine Zeit entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkelsignal SGCa und dem Kurbelwinkelsignal SGT), zu messen.

Ferner wird die am meisten verzögerte Ventilbetriebszeit Td arithmetisch auf Grundlage einer Phasendifferenzzeit ΔTd und der Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT arithmetisch gemäß der folgenden Gleichung (1) bestimmt, wenn die Verzögerung der Ventilbetriebszeit maximal ist:

Td = (ΔTd/T) × 180 [°CA] (1)

Das Ergebnis der voranstehend erwähnten Berechnung wird in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder einem RAM gespeichert, das in die elektronische Steuereinheit 100 eingebaut ist.

Ferner ist die elektronische Steuereinheit 100 programmiert, um arithmetisch die tatsächliche Ventilbetriebszeit Ta auf der Basis der Phasendifferenzzeit ΔTa, der Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT und der am meisten verzögerten Ventilbetriebszeit Td gemäß der folgenden Gleichung (2) arithmetisch zu bestimmen:

Ta = (ΔTa/T) × 180 [°CA] - Td (2)

Ferner ist die elektronische Steuereinheit 100 so programmiert, daß die tatsächliche Ventilbetriebszeit Ta auf eine gewünschte (oder Ziel-)Ventilbetriebszeit To durch eine Rückkopplungssteuerung des linearen Solenoidstroms i auf Grundlage der Zeitsteuerungsabweichung ER zwischen der tatsächlichen Ventilbetriebszeit Ta und der gewünschten Ventilbetriebszeit To konvergieren zu lassen.

Fig. 23 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch eine interne Konfiguration der elektronischen Steuereinheit 100 zeigt. Wie sich der Figur entnehmen läßt, umfaßt eine elektronische Steuereinheit 100 einen Mikrocomputer 101.

Unter Bezugnahme auf Fig. 23 umfaßt der Mikroprozessor 101 eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 102 zum Ausführen von verschiedenen arithmetischen Operationen, Entscheidungsverarbeitungen und anderen Vorgängen, ein ROM (Nur-Lese-Speicher) 103, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 104 zum vorübergehenden Speichern der Ergebnisse von arithmetischen Operationen (und/oder anderer Verarbeitungen), die von der CPU 102 ausgeführt werden, einen A/D-(Analog-zu- Digital)-Wandler 105 zum Umwandeln eines analogen Signals in ein digitales Signal, einen Zähler 106 zum Zählen der Periode eines Eingangssignals und/oder von anderen Signalen, einen Zeitnehmer 107 zum Messen einer Ansteuerdauer eines Ausgangssignals, einen Ausgangsport 108, der eine Ausgangsschnittstelle bildet, und einen gemeinsamen Bus 109 zum Verbinden der verschiedenen Blöcke oder Komponenten 102 bis 108.

Dem Mikrocomputer 101 ist eine erste Eingangsschaltung 110 zugeordnet, die die Wellenformen des von dem Kurbelwinkelsensor 6 ausgegebenen Kurbelwinkelsignals SGT und des von dem Nockenwinkelsensor 24 erzeugten Nockenwinkelsignals SGC formt, wobei das Ausgangssignal der ersten Eingangsschaltung 110 an den Mikrocomputer 101 als ein Interrupt-(Unterbrechungs)-Befehlssignal INT geführt wird.

Jedesmal wenn die Unterbrechung im Ansprechen auf das Interrupt-Befehlssignal INT auftritt, liest die CPU 102 den Wert des Zählers 106, um ihn in dem RAM 104 zu speichern.

Ferner bestimmt die CPU 102 arithmetisch die Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT (siehe Fig. 22) auf Grundlage der Differenz zwischen dem Zählerwert zu dem Zeitpunkt, zu dem das vorangehende Kurbelwinkelsignal SGT eingegeben wurde, und dem gegenwärtigen Zählerwert, um dadurch die Maschinendrehzahl (UpM) NE auf der Grundlage der Periode T des Kurbelwinkelsignals SGT zu bestimmen.

Ferner liest die CPU 102 aus dem RAM 104 den Zählerwert im Ansprechen auf das Nockenwinkelsignal SGC so wie es eingegeben wird, um dadurch arithmetisch eine Phasendifferenzzeit ΔT auf Grundlage der Differenz oder Abweichung von dem Zählerwert zu dem Zeitpunkt, zu dem das Kurbelwinkelsignal SGT eingegeben wurde, zu bestimmen.

Dem Mikrocomputer 101 ist ferner eine zweite Eingangsschaltung 111 zugeordnet, um die Kühlwassertemperatur W von dem Wassertemperatursensor 12, den Drosselöffnungsrad θ von dem Drosselsensor 27 bzw. die Einlaßluftströmung Q aus dem Einlaßluftströmungssensor 28 zu holen, wobei das Ausgangssignal der zweiten Eingangsschaltung 111 eine Rauschbeseitigungsverarbeitung, eine Verstärkung und andere Verarbeitungen durchläuft und an den A/D-Wandler 105 geführt wird, der die Signale, die die Kühlwassertemperatur W, den Drosselöffnungsgrad θ und die Einlaßluftströmung Q darstellen, jeweils in entsprechende digitale Daten umwandelt. Die digitalen Ausgangsdatensignale des A/D- Wandlers 105 werden wiederum der CPU 102 eingegeben.

Die Ansteuerschaltung 112 ist dafür ausgelegt, um ein Steuersignal zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzers 30 auszugeben, während die Ansteuerschaltung 113 dafür ausgelegt ist, um ein Steuersignal zum Ansteuern der Zündeinrichtung 11 auszugeben.

Im Ansprechen auf die verschiedenen Eingangssignale bestimmt die CPU 102 arithmetisch die Ansteuerzeit oder die Ansteuerdauer für den Kraftstoffeinspritzer 30 und außerdem den Zündzeitpunkt für die Zündeinrichtung 11 auf der Grundlage der Eingangssignale, während sie den Kraftstoffeinspritzer 30 und die Zündeinrichtung 11 mittels des Ausgangsports 108, den Ansteuerschaltungen 112 bzw. 113, ansteuert, um dadurch die Kraftstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt zu steuern.

Die Stromsteuerschaltung 114 ist dafür ausgelegt, um den Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 zu steuern. Diesbezüglich bestimmt die CPU 102 arithmetisch den Wert des Stroms i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 auf der Grundlage der verschiedenen voranstehend erwähnten Eingangssignale, um dadurch durch den Ausgangsport 108 ein Tastsignal entsprechend dem Strom i des linearen Solenoids für das Ölsteuerventil 80 auf Grundlage des Ergebnisses einer von dem Zeitnehmer 107 ausgeführten Zeitmessung auszugeben.

Andererseits steuert die Stromsteuerschaltung 114 ein Fließen des Stroms i des linearen Solenoids durch das lineare Solenoid 83 des Ölsteuerventils 80 in Abhängigkeit von dem voranstehend erwähnten Tastsignal, um dadurch die Steuerung der Ventilbetriebszeit (Ventiltimings) zu realisieren.

Ferner ist eine Energieversorgungsschaltung (Leistungsschaltung) 115 vorgesehen, die dafür ausgelegt ist, eine konstante Spannung aus der Spannung einer Batterie 116 zu erzeugen, so wie sie über einen Schlüsselschalter 117 zugeführt wird. Somit kann der Mikrocomputer 101 mit der konstanten Spannung arbeiten, die von der Energieversorgungsschaltung 115 zugeführt wird.

Als nächstes werden die Betriebsvorgänge der CPU 102 mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 24 bis 26 beschrieben, wobei Fig. 24 ein Zeitablaufdiagramm ist, wenn der tatsächliche Haltestrom ih mit dem Referenzwert (0,5 Ampere) übereinstimmt und Fig. 25 ein Zeitablaufdiagramm ist, wenn der tatsächliche Haltestrom ih in der zunehmenden Richtung von dem Referenzwert (0,5 Ampere) abweicht, in dem System, in dem keine integrale Steuereinrichtung vorgesehen ist, während Fig. 26 ein Zeitablaufdiagramm für den Fall ist, wenn der tatsächliche Haltestrom ih in der zunehmenden Richtung von dem Referenzwert (0,5 Ampere) in dem System abweicht, welches mit der integralen Steuereinrichtung ausgerüstet ist.

Allgemein ist das Ölsteuerventil 80 so entworfen, daß es die Menge des pro Einheitszeit zuzuführenden Arbeitsöls einstellen oder regulieren kann, wohingegen für den variablen Ventilbetriebszeit-Mechanismus 40, der der Steuerung ausgesetzt ist, die Winkelverschiebung auf Grundlage der integrierten Größe oder der Menge des Arbeitsöls, so wie es zugeführt wird, bestimmt wird. Diesbezüglich ist der variable Ventilbetriebszeit-Mechanismus 40 nur mit einem integralen Element ausgerüstet.

Wenn somit der tatsächliche Haltestrom ih des Ölsteuerventils 80 mit dem Referenzwert (0,5 Ampere) übereinstimmt, dann führt die in der elektronischen Steuereinheit 100 eingebaute Steuereinrichtung die proportionale Steuerung entsprechend zu der Zeitsteuerungsabweichung ER zwischen der gewünschten Ventil-Betriebszeit To und der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta unter Bezugnahme auf den Referenzwert (0,5 Ampere) aus, um dadurch zu bewirken, daß die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert. In diesem Fall kann der lineare Solenoidstrom i des Ölsteuerventils 80 durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden:

i = KP × ER + 0,5 [A] (3)

In der obigen Gleichung (3) entspricht die Verstärkung KP der proportionalen Wirkung. Ferner kann die Zeitsteuerungsabweichung ER, die in der Gleichung (3) auftritt, gemäß der folgenden Gleichung (4) bestimmt werden:

ER = To - Ta (4)

In diesem Zusammenhang sind die zeitabhängigen Änderungen der gewünschten Ventil-Betriebszeit To, der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta bzw. der Strom i des linearen Solenoids wie in Fig. 24 dargestellt.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß der tatsächliche Haltestrom ih für das Ölsteuerventil 80 nicht immer mit dem Referenzwert (0,5 Ampere) übereinstimmen kann. Wenn der tatsächliche Haltestrom ih größer als der Referenzwert (0,5 Ampere) wird, d. h. wenn der tatsächliche Haltestrom ih in eine höhere Richtung von dem Referenzwert abweicht, dann wird die Steuerung gemäß der Gleichung (3) infolgedessen dazu führen, daß die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta nicht immer auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To wie in Fig. 25 konvergieren wird und somit ein Versatz (Offset) ER1 ultimativ fortdauernd bleibt.

Andererseits ist die in die elektronische Steuereinheit 100 eingebaute Steuereinrichtung dafür ausgelegt, den Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 so zu steuern, daß die Zeitsteuerungsabweichung ER Null wird. Genauer ausgeführt, steuert die Steuereinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 25 den Strom i des linearen Solenoids in Abhängigkeit von der nachstehend erwähnten Gleichung (3A), um den Versatz ER1 auf Null zu bringen.

i = KP × ER1 + 0,5 [A] (3A)

Wie sich der obigen Gleichung entnehmen läßt, weicht der tatsächliche Haltestrom ih in der zunehmenden Richtung von dem Referenzstromwert ib (0,5 Ampere) um einen Betrag "KP × ER1 (Ampere)" ab. Somit wird die Steuereinrichtung versuchen, die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To zu konvergieren, indem sie den Strom zuführt, der um "KP x ER1 (Ampere)" größer als der Referenzwert (0,5 Ampere) ist, um den Versatz ER1 auf Null zu bringen.

Tatsächlich jedoch befindet sich das Ölsteuerventil 80 in dem in Fig. 18 gezeigten Zustand, wobei sowohl die A-Öffnung 86 als auch die B-Öffnung 87 geschlossen sind, was bedeutet, daß der Versatz ER1 niemals beseitigt wird, sondern weiter bleibt. In diesem Fall kann der Versatz ER1 folgendermaßen ausgedrückt werden:

ER1 = (ih - 0,5 [A])/KP (5)

Unter den Umständen ist das herkömmliche System so ausgelegt, daß es den integralen Steuervorgang zusätzlich zu dem proportionalen Steuervorgang gemäß der Gleichung (3) ausführt, so daß die Existenz des Versatzes ER1 nicht fortdauert.

In diesem Fall wird der Strom i des linearen Solenoids durch die folgende Gleichung (6) gegeben:

i = KP × ER + ΣKi + 0,5 [A] (6)

In der obigen Gleichung (6) stellt der integrale Term (der Gesamtsummenterm) ΣKi den integralen Korrekturwert dar, der sich aus einer Integration von Inkrementen/Dekrementen ergibt, die auf der Grundlage der Zeitsteuerungsabweichung ER gemäß der folgenden Gleichung (7) ergeben:

ΣKi = ΣKi(j - 1) + Ki × ER (7)

In der obigen Gleichung (7) entspricht die Verstärkung Ki dem integrierten Steuervorgang. Ferner stellt der integrale Term "ΣKi(j - 1)" den integralen Korrekturwert vor der Bestimmung des gegenwärtigen Integralwerts bestimmt, während der Term "Ki × ER" dem gegenwärtigen integralen Inkrementierungs/Dekrementierungswert entspricht. Überdies sei darauf hingewiesen, daß die Verstärkung Ki auf einen sehr kleinen Wert eingestellt werden kann, so daß der integrale Korrekturwert ΣKi nicht wesentlich schwankt, sogar wenn die Zeitsteuerungsabweichung ER, die auf ein schrittweises Ansprechverhalten transient auftritt, zunimmt, um dadurch die Steuerung gegenüber einer Instabilität zu schützen.

Außer wenn der Versatz ER1 zwischen der gewünschten Ventil- Betriebszeit To und der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit Ta existiert, wird der integrale Korrekturwert ΣKi, der sich schließlich aus der integralen Steuerung ergibt, die Beziehung erfüllen, die durch die folgende Beziehungsgleichung (8) für den Haltestrom ih gegeben ist.

ih = ΣKi + 0,5 [A] (8)

Fig. 26 ist eine Ansicht, die zeitliche Änderungen der gewünschten Ventil-Betriebszeit To, der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta bzw. des Stroms i des linearen Solenoids in dem Zustand zeigt, der die durch die obige Gleichung (8) gegebene Bedingung erfüllt. Es ist ersichtlich, daß der Zeitsteuerungsversatz oder -fehler oder die Zeitsteuerungsabweichung ER auf Null konvergiert.

Als nächstes richtet sich die Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 27 bis 29 auf die Ventil-Betriebszeitsteuerung, die von dem herkömmlichen System ausgeführt wird, welches mit einer integralen Steuereinrichtung gemäß der Gleichung (6) ausgerüstet ist.

Die Fig. 27 und 28 sind Flußdiagramme, die die Steuerprogramme darstellen, die in dem ROM 103 gespeichert sind (siehe Fig. 23). Ferner ist Fig. 29 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Ventilbetriebszeit- Steuerbetriebs, der in Abhängigkeit von den Programmen ausgeführt wird, die in den Fig. 27 und 28 dargestellt sind. Insbesondere sind in Fig. 29 die Änderungen der Ventil- Betriebszeit, des Stroms i des linearen Solenoids und des integralen Korrekturwerts ΣKi dargestellt.

Die in Fig. 27 gezeigte Routine wird von der CPU 102 periodisch bei einem vorgegebenen Zeitintervall (z. B. beim Ablauf von jeden 25 ms) ausgeführt, während die in Fig. 28 gezeigte Routine nur einmal unmittelbar beim Schließen des Schlüsselschalters 117 ausgeführt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 27 holt die CPU 102 die Ausgangssignale von den voranstehend erwähnten verschiedenen Sensoren in einem Schritt S1. Genauer gesagt holt die CPU 102 die Betriebszustandssignale der Maschine, wie beispielsweise das Kurbelwinkelsignal SGT, das Nockenwinkelsignal SGC, die Einlaßluftströmung Q, den Drosselöffnungsgrad θ und andere Signale aus dem Kurbelwinkelsensor 6, dem Nockenwinkelsensor 24, dem Einlaßluftströmungs-Sensor 28, dem Drosselsensor 27, dem Wassertemperatursensor 12 bzw. anderen Sensoren, um dadurch arithmetisch die Phasendifferenzzeit ΔT zu bestimmen.

Danach berechnet die CPU 102 die tatsächliche Ventil- Betriebszeit Ta, die von der Winkelverschiebung der einlaßseitigen Nockenwelle 19 relativ zu der Kurbelwelle 5 dargestellt wird, auf Grundlage der Kurbelwinkelsignalperiode T und der Phasendifferenzzeit ΔT in Abhängigkeit von der Gleichung (2) in einem Schritt S2.

Ferner bestimmt die CPU 102 arithmetisch oder berechnet die gewünschte Ventil-Betriebszeit To auf Grundlage der Maschinendrehzahl NE, der Einlaßluftströmung Q, des Drosselöffnungsgrads θ und der Kühlwassertemperatur W in einem Schritt S3.

Danach berechnet die CPU 102 die Zeitsteuerungsabweichung ER der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit Ta von der gewünschten Ventil-Betriebszeit To in Abhängigkeit von der Gleichung (4) in einem Schritt S4, dem die Berechnung des integralen Korrekturwerts ΣKi gemäß der voranstehend erwähnten Gleichung (7) in einem Schritt S5 folgt.

In diesem Zusammenhang stellt der Term ΣKi(j - 1), der in der Gleichung (7) auftritt, den integralen Korrekturwert ΣKi zu einem Zeitpunkt dar, der dem gegenwärtigen Zeitpunkt um 25 ms vorausgeht. Überdies wird der integrale Korrekturwert ΣKi beim Einschalten der Energieversorgung der elektronischen Steuereinheit 100, wobei der Schlüsselschalter 117 geschlossen wird, auf Null initialisiert (siehe Schritt S8 in Fig. 28).

Schließlich wird der Strom i des linearen Solenoids für das Ölsteuerventil 80 arithmetisch gemäß der Gleichung (6) in einem Schritt S6 bestimmt, wodurch ein Steuersignal (Tastsignal) gemäß dem Strom i des linearen Solenoids auf der Grundlage des Ergebnisses der von dem Zeitnehmer 107 ausgeführten Zeitmessung in einem Schritt S7 erzeugt wird, um danach durch den Ausgangsport 108 ausgegeben zu werden. Die in Fig. 27 gezeigte Routine kommt somit zu einem Ende.

Das von dem Mikrocomputer 101 über den Ausgangsport 108 ausgegebene Tastsignal wird dem Ölsteuerventil 80 mittels der Stromsteuerschaltung 114 eingegeben, die zum Steuern des durch das in das Ölsteuerventil 80 eingebaute Spulenventilelement 82 fließenden Strom verwendet werden soll, so daß er mit dem Strom i des linearen Solenoids übereinstimmt.

In dieser Weise wird die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta so gesteuert, dass sie auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert oder gleich dazu wird.

Jedoch wird in dem voranstehend beschriebenen herkömmlichen Ventil-Betriebszeit-Steuersystem für die Brennkraftmaschine die Zeitsteuerungsabweichung ER weiter nach der Einschaltung der elektronischen Steuereinheit 100 über eine Zeitperiode fortdauern, die benötigt wird, damit der integrale Korrekturwert ΣKi von Null (dem initialisierten Zustand) auf den Wert ansteigt, der die durch die voranstehend erwähnte Gleichung (8) gegebene Bedingung erfüllt. Während der Periode, in der die Zeitsteuerungsabweichung ER weiter existiert, wird demzufolge das Betriebsverhalten einschließlich des Abgasabgabe-Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine verschlechtert.

Wie sich nun aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, weist das herkömmliche Ventil-Betriebszeit-Steuersystem für die Brennkraftmaschine das Problem auf, dass das Betriebsverhalten und außerdem das Abgas-Abgabeverhalten der Brennkraftmaschine wegen der Existenz der Zeitsteuerungsabweichung ER der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta von der gewünschten Ventil-Betriebszeit To während einer Zeitperiode, die dem Einschalten der elektronischen Steuereinheit 100 unmittelbar folgt, wie in Fig. 29 ersehen werden kann, wegen einer Initialisierung des integralen Korrekturwerts ΣKi auf Null, jedes Mal wenn der Schlüsselschalter 117 eingeschaltet oder geschlossen wird (Schritt S8), verschlechtert wird.

Aus DE-43 25 902 A1 ist ein Verfahren zur Berechnung der Luftfüllung für eine Brennkraftmaschine mit variabler Gaswechselsteuerung bekannt. Bei dem Verfahren wird der Einfluss der Variation der Gaswechselsteuerung bei der Berechnung des Frischluftanteils an der Gasfüllung des Zylinders berücksichtigt. Diese Druckschrift beschäftigt sich somit mit der Berechnung eines geeigneten Sollwerts.

Die Druckschrift DE-691 06 174 T2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors, bei welchem die Schließzeit bzw. das Schließtiming eines Einlassventils eingestellt wird. Auch hierbei wird beschrieben, wie ein geeigneter Sollwert bestimmt werden soll.

Aus DE-690 21 139 T2 ist ein Verfahren zur Fehlererfassung für ein System zur Steuerung der Verstellung des Arbeitswinkels von Ventilen in Brennkraftmaschinen bekannt. Ausgangspunkt des Systems dieser Entgegenhaltung ist eine Einrichtung, welche die Ventileinstellung von Einlass- und Auslassventilen eines Verbrennungsmotors in Reaktion auf ein Instruktionssignal aus einer Steuereinheit in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Motors ändert. Eine Veränderung der Ventileinstellung bedeutet hierbei eine Änderung des Ventilhubbetrags, der Ventil-Öffnungsperiode oder des Ventil- Öffnungswinkels. Bei dem beschriebenen System wird das Luft/Kraftstoffverhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches, das an den Motor geliefert wird, auf einen gewünschten Wert gesteuert, mit Hilfe einer Rückkopplung unter Verwendung eines Koeffizienten, der ansprechend auf ein Ausgangssignal eines Abgas-Konzentrationssensors verändert wird.

Die Druckschrift DE-690 21 139 T2 beschäftigt sich insbesondere mit der Erfassung eines Fehlers bzw. Defekts in einer solchen Einrichtung. Hierzu werden zwei sogenannte "gelernte Werte" auf der Grundlage von Werten des Koeffizienten berechnet und über einen Vergleich zwischen dem aktuellen Wert des Koeffizienten und einem der gelernten Werte wird bestimmt, ob die Einrichtung defekt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts des voranstehend beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die es ermöglicht, dass die tatsächliche Betriebszeit sogar zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach der Einschaltung der elektronischen Steuereinheit schnell und mit hoher Geschwindigkeit auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit konvergiert.

Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem nach Anspruch 1 oder 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Hinsichtlich der obigen und anderen Aufgaben, die sich mit Fortschreiten der Beschreibung ergeben, ist gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei das System umfasst: ein Einlassventil und ein Auslassventil, die synchron zu der Drehung der Brennkraftmaschine angesteuert werden, um einen Einlasskanal bzw. einen Auslasskanal zu öffnen oder zu schließen, die mit einer Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, eine Maschinenbetriebszustands-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Maschinenbetriebszuständen der Brennkraftmaschine, eine Arithmetikeinrichtung für eine gewünschte Ventil-Betriebszeit zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Ventil-Betriebszeit des Einlassventils und/oder des Auslassventils in Abhängigkeit von dem erfassten Maschinenbetriebszustand, eine Einrichtung für eine variable Ventil-Betriebszeit, zum Ändern der Offen/Geschlossen- Zeitsteuerung des Einlassventils und/oder des Auslassventils, eine Erfassungseinrichtung für eine tatsächliche Betriebszeit zum Bestimmen einer tatsächlichen Ventil-Betriebszeit des Einlassventils und/oder Auslassventils, eine Steuereinrichtung für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit zum Erzeugen einer ersten Steuergröße für die Einrichtung der variablen Ventil-Betriebszeit, so dass eine Zeitsteuerungsabweichung der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit von der gewünschten Ventil-Betriebszeit Null wird, eine integrale Steuereinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Korrekturwerts zum Korrigieren der ersten Steuergröße durch Integrieren der Zeitsteuerungsabweichung, und eine Lerneinrichtung zum Ermitteln eines gelernten Werts einer zweiten Steuergröße, die zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit benötigt wird, auf Grundlage des integralen Korrekturwerts, wobei die Steuereinrichtung für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit so ausgeführt ist, dass sie die Steuergröße zumindest auf Grundlage des gelernten Werts korrigiert.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit veranlasst werden, unmittelbar nach der Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit schnell auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren.

Mittels der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventil- Betriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil- Betriebszeit veranlasst werden, auf die gewünschte Ventil- Betriebszeit zu korrigieren, und zwar selbst zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach der Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit (die die Steuereinrichtung bildet) mit einem großen Vorteil.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die integrale Steuereinrichtung so angeordnet sein, dass sie den integralen Korrekturwert um ein Inkrement des gelernten Werts verkleinert, während sie den integralen Korrekturwert um ein Dekrement des gelernten Werts auf eine Aktualisierung des gelernten Werts hin vergrößert.

Mit der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die Ventilbetriebszeit- Steuerung mit erhöhter Stabilität ausgeführt werden.

In einer noch anderen Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung kann die integrale Steuereinrichtung so ausgelegt sein, daß sie den integralen Korrekturwert auf Grundlage des gelernten Werts korrigiert.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit unmittelbar nach der Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit veranlaßt werden, schnell auf die gewünschte Ventil- Betriebszeit zu konvergieren.

In einer noch anderen Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung kann das voranstehend erwähnte Ventilbetriebszeit- Steuersystem ferner so ausgeführt sein, daß es eine mit dem Ventilbetriebszeit-Steuersystem für die Brennkraftmaschine verbundene Batterie, eine zwischen die Batterie und das Ventilbetriebszeit-Steuersystem zum selektiven Zuführen von elektrischer Energie an das Ventilbetriebszeit-Steuersystem eingefügten Schlüsselschalter und eine zwischen die Batterie und die Lerneinrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie an die Lerneinrichtung eingefügte Ersatz- oder Backup- Energieschaltung umfaßt. In diesem Fall kann die Lerneinrichtung den gelernten Wert halten, während eine elektrische Energie durch die Backup-Energieschaltung zugeführt wird, und zwar selbst während einer Zeitperiode, in der der Schlüsselschalter geöffnet ist, während die integrale Steuereinrichtung ausgelegt sein kann, um den integralen Korrekturwert auf en Schließen des Schlüsselschalters hin zu initialisieren.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit veranlaßt werden, unmittelbar nach der Anlegung von elektrischer Energie an die elektronische Steuereinheit schnell auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so ausgelegt sein, daß sie den integralen Korrekturwert als den Lernwert lernt.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit genauso veranlaßt werden, unmittelbar nach der Anlagung von elektrischer Energie an die elektronische Steuereinheit schnell auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so ausgeführt sein, daß sie den gelernten Wert auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte arithmetisch bestimmt.

Mit der Anordnung des Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann der gelernte Wert gegen eine Variation trotz einer abnormalen Änderung des integralen Korrekturwerts positiv geschützt werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so angeordnet sein, daß sie arithmetisch den gelernten Wert auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte bestimmt, die zu mehreren Zeitpunkten nach Invertieren der erhöhenden oder verkleinernden Richtung (d. h. des Vorzeichens) des integralen Korrekturwerts abgetastet werden.

Mit der Anordnung des voranstehend erwähnten Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann der Mittelwert innerhalb einer kurzen Zeitdauer mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, während ein fehlerhaftes Lernen verhindert werden kann, welches auftreten kann, wenn sich der integrale Korrekturwert nur in eine Richtung ändert.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so ausgeführt sein, daß sie einen Teil des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte auf den gelernten Wert reflektiert.

Mit der Anordnung des voranstehend erwähnten Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann der gelernte Wert gegen eine Variation trotz des Auftretens einer abnormalen Änderung in dem Mittelwert positiv geschützt werden.

In einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung kann die Lerneinrichtung so ausgelegt sein, daß sie variabel ein Verhältnis einer Reflektion des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte, die auf den gelernten Wert reflektiert werden, so einstellt, daß das Verhältnis der Reflektion abnimmt, wenn der Lernprozeß fortschreitet.

Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung des Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit veranlaßt werden, unmittelbar nach Anlegung der elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit schnell auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren. Zusätzlich kann in dem Zustand, bei dem der gelernte Wert näher zu dem tatsächlichen Wert liegt, wenn sich der Lernprozeß fortgesetzt hat, der gelernte Wert gegen eine Variation positiv geschützt werden, selbst wenn eine abnormale Änderung in dem Mittelwert auftritt.

In einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so angeordnet sein, daß sie den gelernten Wert auf der Grundlage des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte bei jedem vorgegebenen Zeitintervall arithmetisch bestimmt.

Mit der Anordnung des voranstehend erwähnten Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann der gelernte Wert positiv gegen eine Variation trotz einer abnormalen Änderung in dem integralen Korrekturwert geschützt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so ausgeführt sein, daß sie eine arithmetische Filterungsverarbeitung für den integralen Korrekturwert ausführt, um dadurch arithmetisch einen gefilterten Wert, der sich aus der arithmetischen Filterungsverarbeitung ergibt, als den Mittelwert zu bestimmen.

Mit der Anordnung des voranstehend erwähnten Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann der gelernte Wert gegen eine Variation trotz des Auftretens einer abnormalen Änderung in dem integralen Korrekturwert positiv geschützt werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung so angeordnet sein, daß sie einen Haltestrom, der zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit benötigt wird, als den gelernten Wert der Steuergröße, die für den integralen Korrekturwert relevant ist, bestimmt.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die gewünschte Ventil- Betriebszeit veranlaßt werden, unmittelbar nach der Anlegung der elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren.

In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung auch so ausgeführt werden, daß sie einen Stromwert, der durch Subtrahieren eines Referenzstromwerts von einem Haltestrom, der zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit benötigt wird, erhalten wird, als den gelernten Wert der Steuergröße, die für den integralen Korrekturwert relevant ist, bestimmt.

Aufgrund der Anordnung des voranstehend beschriebenen Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit veranlaßt werden, unmittelbar nach der Anlegung von elektrischer Energie an die elektronische Steuereinheit auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit zu konvergieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Lerneinrichtung auch so ausgelegt sein, daß sie den gelernten Wert aufnimmt oder ermittelt, wenn die gewünschte Ventil-Betriebszeit im wesentlichen konstant ist und außer, wenn die Zeitsteuerungsabweichung einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Mit der Anordnung dies voranstehend erwähnten Ventilbetriebszeit-Steuersystems kann ein fehlerhaftes Lernen in dem Zustand, bei dem die Steuergröße nahe zu dem tatsächlichen Wert liegt, verhindert werden.

Die voranstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und hervortretenden Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich leichter durch Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nur beispielhaft im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Verlauf der folgenden Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild, das konzeptionell und schematisch eine grundlegende Konfiguration eines Brennkraftmaschinensystems zeigt, das mit einem Ventilbetriebszeit-Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine interne Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit zeigt, die in das Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebaut ist;

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb eines Ventilbetriebszeit-Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Programms, das von einer CPU eines Mikrocomputers ausgeführt wird, der in eine elektronische Steuereinheit eingebaut ist, die einen Hauptteil des Ventilbetriebszeit-Steuersystems gemäß der Erfindung bildet;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des Ventilbetriebszeit-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des Ventilbetriebszeit-Steuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zum Darstellen von Betriebsvorgängen, die von dem Ventilbetriebszeit- Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden;

Fig. 8 ein Flußdiagramm zum Darstellen von Betriebsvorgängen, die von dem Ventilbetriebszeit- Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden;

Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Darstellen von Betriebsvorgängen, die von dem Ventilbetriebszeit- Steuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;

Fig. 10 ein schematisches Diagramm, das allgemein eine Konfiguration eines Benzinmaschinensystems zeigt, das mit einer herkömmlichen Einrichtung (Mechanismus) für eine variable Betriebszeit ausgerüstet ist;

Fig. 11 einen Seitenaufriß, der teilweise im Querschnitt eine strukturelle Anordnung um eine Einrichtung für eine variable Ventil-Betriebszeit und ein Ölsteuerventil zeigt, die als eine Arbeitsöl- Zuführungseinrichtung in dem in Fig. 10 gezeigten Ventil-Betriebszeit-Steuersystem dienen;

Fig. 12 eine Teilquerschnittsansicht zum Darstellen eines Betriebs der in Fig. 11 gezeigten variablen Ventil- Betriebszeit-Einrichtung;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie X-X in Fig. 11, gesehen in der Richtung, die mit den Pfeilen angedeutet ist;

Fig. 14 eine Teilquerschnittsansicht zum Darstellen einer Verschiebung einer Schiebeplatte, die einen Teil der in Fig. 11 gezeigten variablen Ventil- Betriebszeit-Einrichtung bildet;

Fig. 15 eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie Y-Y in Fig. 11, gesehen in der Richtung, die von den Pfeilen angedeutet wird;

Fig. 16 eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie Z-Z in Fig. 11, gesehen in der Richtung, die von den Pfeilen angedeutet wird;

Fig. 17 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs eines Ölsteuerventils in dem Ventil-Betriebszeit- Steuersystem, wenn ein Steuerstrom dafür kleiner als ein Referenzwert ist;

Fig. 18 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs des Ölsteuerventils in dem Ventil-Betriebszeit- Steuersystem, wenn der Steuerstrom dafür gleich zu dem Referenzwert ist;

Fig. 19 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs des Ölsteuerventils in dem Ventil-Betriebszeit- Steuersystem, wenn der Steuerstrom dafür größer als der Referenzwert ist;

Fig. 20 ein charakteristisches Diagramm zum Darstellen einer Beziehung zwischen einem Wert des durch ein lineares Solenoid des Ölsteuerventils fließenden Steuerstroms und der Änderungsrate in einer tatsächlichen Ventil-Betriebszeit;

Fig. 21 ein charakteristisches Diagramm zum Darstellen von Veränderungen in der Beziehung zwischen dem Steuerstrom, der durch das lineare Solenoid des Ölsteuerventils fließt, und der Änderungsrate in der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit;

Fig. 22 ein Zeitsteuerungsdiagramm zum Darstellen eines Kurbelwinkelsignals, eines Nockenwinkelsignals in einer verzögerten Phase und eines Nockenwinkelsignals in einer vorauseilenden Phase;

Fig. 23 ein Blockschaltbild, das schematisch eine interne Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit Zeit, die in dem bislang bekannten herkömmlichen Ventil-Betriebszeit-Steuersystem verwendet wird;

Fig. 24 ein Zeitsteuerungsdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des herkömmlichen Ventil-Betriebszeit- Steuersystems;

Fig. 25 ein Zeitsteuerungsdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des herkömmlichen Ventil-Betriebszeit- Steuersystems;

Fig. 26 ein Zeitsteuerungsdiagramm zum Darstellen einer Beziehung zwischen einer Ventilbetriebszeit und einem Ventilsteuerstrom in dem herkömmlichen Ventil-Betriebszeit-Steuersystem, das mit einer integralen Steuereinrichtung ausgerüstet ist;

Fig. 27 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des bislang bekannten herkömmlichen Ventil- Betriebszeit-Steuersystems für die Brennkraftmaschine;

Fig. 28 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des bislang bekannten herkömmlichen Ventil- Betriebszeit-Steuersystems für die Brennkraftmaschine; und

Fig. 29 ein Zeitsteuerungsdiagramm zum Darstellen von Beziehungen zwischen einer tatsächlichen Ventil- Betriebszeit, einem Strom des linearen Solenoids und einem integralen Korrekturwert, die in dem herkömmlichen Ventil-Betriebszeit-Steuersystem verwendet werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun wird die vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit denjenigen Merkmalen, die als bevorzugte oder typische Ausführungsformen der Erfindung gegenwärtig angesehen werden, ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen überall in den verschiedenen Ansichten die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile.

Ausführungsform 1

Nun wird das Ventil-Betriebszeit-Steuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Funktionsblockschaltbild, das konzeptionell und nur schematisch eine grundlegende Konfiguration eines Brennkraftmaschinensystems zeigt, das mit dem Ventilbetriebszeit-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist. Genauer gesagt, sind in Fig. 1 verschiedene Funktionsmodule gezeigt, die von Programmen realisiert werden können, die intern in einer elektronischen Steuereinheit 100 A ausgeführt werden, die einen Hauptteil des Ventil-Betriebszeit-Steuersystems gemäß der Erfindung bildet.

An dieser Stelle sei zugefügt, daß die Anordnung einschließlich des Systems oder der Einrichtung (des Mechanismus) für die variable Ventil-Betriebszeit, auf das die Lehre der Erfindung, die in der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ist, angewendet werden kann, im wesentlichen die gleiche oder ähnlich zu der in Fig. 10 gezeigten ist, wobei der Unterschied in mehreren Teilen des Programms gesehen werden wird, das von einem Mikrocomputer 101 A ausgeführt wird, der in die elektronische Steuereinheit 100 A eingebaut ist.

Ferner sind die grundlegenden Betriebsvorgänge des variablen Ventil-Betriebszeit-Systems oder der Einrichtung sowie von Peripheriegeräten davon im wesentlichen die gleichen wie diejenigen, die voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 22 beschrieben wurden. Demzufolge ist eine wiederholte Beschreibung hinsichtlich dieser Aspekte unnötig. Zusätzlich sind Teile oder Komponenten, die die gleichen oder äquivalent zu denjenigen sind, die voranstehend erwähnt wurden (siehe Fig. 10), mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 umfaßt die elektronische Steuereinheit 100 A eine Maschinenbetriebszustands- Erfassungseinrichtung 201 zum Erfassen der Maschinenbetriebszustände D der Brennkraftmaschine auf Grundlage von Ausgangssignalen der verschiedenen Sensoren (Fig. 10), eine Arithmetikeinrichtung 202 für eine gewünschte Ventil-Betriebszeit zum arithmetischen Bestimmen einer gewünschten Ventil-Betriebszeit To für wenigstens das Einlaßventil 17 und/oder das Auslaßventil 18 in Abhängigkeit von dem erfaßten Maschinenbetriebszustand D und eine Erfassungseinrichtung 203 für eine tatsächliche Ventil- Betriebszeit zum Erfassen einer tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta für das Einlaßventil 17 und/oder das Auslaßventil 18.

Zusätzlich umfaßt die elektronische Steuereinheit 100 A eine Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit zum Erzeugen einer Steuergröße (eines Stroms i des linearen Solenoids) für die Einrichtung 40 für die variable Ven 53062 00070 552 001000280000000200012000285915295100040 0002019819360 00004 52943til-Betriebszeit auf Grundlage einer Zeitsteuerungsabweichung ER der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta von der gewünschten Ventil-Betriebszeit To, eine integrale Steuereinrichtung 205 zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Korrekturwerts ΣKi zum Korrigieren der ersten Steuergröße oder des Stroms i des linearen Solenoids durch Integrieren der Zeitsteuerungsabweichung ER und eine Lerneinrichtung 206 zum Ableiten eines gelernten Werts LRN einer zweiten Steuergröße (des Haltestroms ih), der zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit Ta benötigt wird, auf Grundlage des integralen Korrekturwerts ΣKi.

Die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit ist dafür ausgelegt, um den Strom i des linearen Solenoids auf Grundlage des gelernten Werts LRN auf Grundlage des gelernten Werts LRN zu korrigieren.

Die integrale Steuereinrichtung 205 ist dafür ausgelegt, den integralen Korrekturwert ΣKi um ein Inkrement des gelernten Werts LRN zu verkleinern, während sie den integralen Korrekturwert ΣKi um ein Dekrement des gelernten Werts LRN auf eine Aktualisierung des gelernten Werts LRN hin vergrößert.

Die Lerneinrichtung 206 ist dafür ausgelegt, um den gelernten Wert LRN auf Grundlage eines Durchschnitts- oder Mittelwerts (oder alternativ eines gefilterten Werts, was nachstehend noch beschrieben wird) des integralen Korrekturwerts ΣKi arithmetisch zu bestimmen. Beispielsweise kann die Lerneinrichtung 206 so ausgelegt sein, um arithmetisch den gelernten Wert LRN auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi zu bestimmen, die zu mehreren Zeitpunkten nach einer Umkehrung der Vergrößerungs- oder Verkleinerungsrichtung (d. h. des Vorzeichens) des integralen Korrekturwerts ΣKi auf die Verkleinerungs- oder Vergrößerungsrichtung davon abgetastet werden. Zusätzlich kann die Lerneinrichtung 206 auch so konstruiert sein, daß sie einen Teil des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi auf den gelernten Wert LRN reflektiert und variabel das Verhältnis einer Reflektion des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi, die auf den gelernten Wert LRN reflektiert sind, variabel einzustellen, so daß das Verhältnis einer Reflektion abnimmt, wenn sich der Lernprozeß fortsetzt.

Die Lerneinrichtung 206 umfaßt einen Zähler für den Lernprozeß (der nachstehend auch als der Lernzähler bezeichnet wird) CLRN zum Aufnehmen oder Sammeln des gelernten Werts LRN in einem Konvergenzstatus, in dem zum Beispiel die gewünschte Ventil-Betriebszeit To im wesentlichen konstant ist, wobei die Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als ein vorgegebener Wert E1 inklusive ist.

Die Einrichtung 40 für die variable Ventil-Betriebszeit wird von dem Ölsteuerventil 80 wie voranstehend im Zusammenhang mit dem herkömmlichen System beschrieben angesteuert, wodurch das Einlaßventil 17 und/oder das Auslaßventil 18 in bezug auf die Ventil-Öffnungs/Schließungs-Betriebszeit variabel gesteuert wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine interne Konfiguration der elektronischen Steuereinheit 100 A zeigt. In Fig. 2 sind die Teile oder Komponenten, die die gleichen oder die äquivalenten wie diejenigen sind, die voranstehend beschrieben wurden (siehe Fig. 23) mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.

Wie sich aus einem Vergleich der Fig. 2 mit der Fig. 23 ersehen läßt, unterscheidet sich die elektronische Steuereinheit 100 A von der in Fig. 23 gezeigten elektronischen Steuereinheit 100 nur darin, daß eine Reserve- oder Ersatz-Energieversorgungsschaltung 118 zusätzlich vorgesehen ist. Überdies sei darauf hingewiesen, daß das Steuerprogramm und die Daten, die in Fig. 4 dargestellt und nachstehend beschrieben werden, in einem ROM (Nur-Lese- Speicher) 103 A gespeichert sind, das in den Mikrocomputer 101 A eingebaut ist.

Die Ersatz-Energieversorgungsschaltung 118 ist direkt mit dem Ausgangsanschluß einer Batterie 116 ohne Zwischenschaltung des Schlüsselschalters 117 verbunden, wodurch eine von der Batterie abgeleitete Konstantspannung an das RAM 104 geleitet wird. Somit kann das RAM 104 bei der von der Ersatz- Energieversorgungsschaltung 118 zugeführten Konstantspannung arbeiten, wodurch die in dem RAM 104 gespeicherten Inhalte sogar dann gehalten werden können, wenn der Schlüsselschalter 117 sich in dem geöffneten Zustand (Aus-Zustand) befindet.

Als nächstes richtet sich die Beschreibung unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 gezeigte Zeitsteuerungsdiagramm auf einen Haltestrom-Lern/Steuerbetrieb in dem Ventil-Betriebszeit- Steuersystem für die Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung.

Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 3 ein Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit Ta von der gewünschten Ventil-Betriebszeit To gleich oder größer als ein vorgegebener Wert E1 (z. B. 1° in Einheiten des Kurbelwinkels oder abgekürzt CA) ist, dann kann der Strom i des linearen Solenoids arithmetisch gemäß der folgenden Gleichung (9) bestimmt werden:

i = KP × ER + ΣKi + LRN + 0,5 [A] (9)

Die obige Gleichung (9) entspricht der voranstehend im Zusammenhang mit dem herkömmlichen System erwähnten Gleichung (6) mit dem Unterschied, daß der gelernte Wert LRN des Haltestroms für den Strom i des linearen Solenoids zusätzlich verwendet wird. Die Lerneinrichtung 206 ist so ausgelegt, daß sie den gelernten Wert LRN auf Grundlage des integralen Korrekturwerts ΣKi aufnimmt, um dadurch dem integralen Korrekturwert ΣKi zu ermöglichen, im wesentlichen auf Null zu konvergieren, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten erläutert wird. Der gelernte Wert LRN konvergiert im wesentlichen auf einen Wert (z. B. ih - 0,5 A), der durch Subtrahieren des Referenzwerts von dem tatsächlichen Haltestrom ih erhalten wird.

Ferner kann der Term ΣKi, der in der Gleichung (9) auftritt, arithmetisch gemäß der folgenden Gleichung (10) bestimmt werden:

ΣKi ← ΣKi + ΔKi wenn ER ≧ 0, und

ΣKi ← ΣKi - ΔKi wenn ER < 0 (10)

Die obige Gleichung (10) entspricht der voranstehend erwähnten Gleichung (7), wobei ein Inkrementierungs/Dekrementierungs-Wert ΔKi des integralen Korrekturwerts ΣKi auf einen konstanten Wert (z. B. 0,1 mA) unabhängig von der Größe der Zeitsteuerungsabweichung ER eingestellt wird.

Wenn andererseits der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als ein vorgegebener Wert E1 ist, dann kann der Strom i des linearen Solenoids arithmetisch gemäß der folgenden Gleichung (11) bestimmt werden:

i = ΣKi + LRN + 0,5 [A] (11)

Die obige Gleichung (11) entspricht der voranstehend erwähnten Gleichung (9) mit dem Unterschied, daß der proportionale Steuerwert (KP × ER) gelöscht ist.

Genauer gesagt stellt der Zustand, in dem die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta im wesentlichen auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert ist (d. h. der Zustand, in dem |ER| < E1 ist) den Zustand dar, in dem die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta in bezug auf die gewünschte Ventil- Betriebszeit To stabil gesteuert wird. In diesem Fall wird der proportionale Steuerwert (KP × ER) auf Grundlage der Zeitsteuerungsabweichung ER ungültig gemacht, um der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit Ta zu ermöglichen, nur durch die integrale Steuerwirkung (ΣKi) verändert zu werden.

Durch die voranstehend erwähnte Steuerprozedur wird die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta so geändert, daß sie auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To in Abhängigkeit von der Abweichung von der gewünschten Ventil-Betriebszeit To konvergiert.

Jedoch kann in dem Konvergenzstatus, in dem die gewünschte Ventil-Betriebszeit To im wesentlichen konstant ist und der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 ist, der Strom i des linearen Solenoids, der gemäß der voranstehend erwähnten Gleichung (11) bestimmt wird, so angesehen werden, daß er im wesentlichen den tatsächlichen Haltestrom ih andeutet. Demzufolge führt die Lerneinrichtung 206 die folgende Lernprozedur zum Ermitteln des gelernten Werts LRN auf Grundlage des integralen Korrekturwerts ΣKi aus.

Zunächst inkrementiert die Lerneinrichtung 206 den Lernzähler CLRN um "1" (eins) zu einem Zeitpunkt t1, zu dem das Vorzeichen der Zeitsteuerungsabweichung ER nach dem Zustand, in dem die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta im wesentlichen auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert ist, umgedreht wird.

Wenn in diesem Fall der Wert des Lernzählers CLRN "1" ist, wird der integrale Korrekturwert ΣKi zu dem Zeitpunkt t1 als ein Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi gespeichert.

Der Wert des Lernzählers CLRN "1" wird auf Null zurückgesetzt, außer wenn die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konstant ist oder wenn der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 ist.

Somit zeigt der Wert des Lernzählers CLRN "1" die Anzahl von Malen an, bei denen das Vorzeichen FER der Zeitsteuerungsabweichung ER eine Umkehrung erfahren hat, nachdem der Konvergenzstatus erreicht worden ist.

Wenn die Existenz des Konvergenzstatus fortdauert und wenn das Vorzeichen FER der Zeitsteuerungsabweichung ER an einem Zeitpunkt t2 nach dem Zeitpunkt t1 umgedreht wird, inkrementiert die Lerneinrichtung 206 zusätzlich den Lernzählers CLRN um "1" (eins).

Wenn in diesem Fall der Wert des Lernzählers CLRN gleich oder größer als "2" ist, wird ein Mittelwert (ΣKiA + ΣKiB)/2 der integralen Korrekturwerte ΣKiA und ΣKiB an dem Zeitpunkt t2 sowie der vorangehende Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi (= ΣKiA) als eine integrale Korrekturwertabweichung (d. h. eine Abweichung des integralen Korrekturwerts) DEV gespeichert.

Um überdies einen Teil der integralen Korrekturwertabweichung DEV auf den gelernten Wert LRN zu reflektieren, wird die integrale Korrekturwertabweichung DEV mit einem Aktualisierungskoeffizienten KL (≦ 1) multipliziert, um dadurch arithmetisch das Produkt (DEV × KL) zu bestimmen, das dann zu dem gelernten Wert LRN addiert wird.

Anders ausgedrückt, wenn das Vorzeichen FER der Zeitsteuerungsabweichung ER zwei oder mehrere Male in dem Zustand invertiert wird, in dem die Konvergenz fortdauert, wird der gelernte Wert LRN bei jeder Inversion des Vorzeichens FER der Zeitsteuerungsabweichung ER aktualisiert. Demzufolge nimmt der Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi, der zu dem Zeitpunkt t2 gespeichert wird, einen Wert ΣKiC an, der in Fig. 3 gezeigt ist.

Wenn in ähnlicher Weise das Vorzeichen FER der Zeitsteuerungsabweichung ER wieder an einem Zeitpunkt t3 invertiert wird, inkrementiert die Lerneinreichtung 206 zusätzlich den Zählwert des Lernzählers CLRN um "1" (eins) und somit wird ein Mittelwert "ΣKiC + ΣKiD)/2" zwischen dem integralen Korrekturwert ΣKiD an dem Zeitpunkt t3 und dem vorausgehenden Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi (= ΣKiC) als die integrale Korrekturwertabweichung DEV gespeichert.

Um einen Teil der integralen Korrekturwertabweichung DEV auf dem gelernten Wert LRN zu reflektieren, wird überdies die integralen Korrekturwertabweichung DEV mit einem Aktualisierungskoeffizienten KL multipliziert, um dadurch das Produkt zu dem gelernten Wert LRN zu addieren.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß der Aktualisierungskoeffizient KL auf einen vorgegebenen Wert KLo (z. B. 1,0) bei jeder Einschaltung der Energieversorgung der elektronischen Steuereinheit 100 A, wobei der Schlüsselschalter 117 geschlossen wird, initialisiert wird. Somit kann der gelernte Wert LRN veranlaßt werden, schnell nahe auf den tatsächlichen Haltestrom ih unmittelbar nach Schließen des Schlüsselschalters 117 (d. h. zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wahrscheinlichkeit, daß der gelernte Wert LRN sich von dem tatsächlichen Haltestrom ih unterscheidet, hoch ist) zu konvergieren.

Der Aktualisierungskoeffizient KL wird um einen vorgegebenen Wert ΔKL (z. B. 0,1) jedesmal dann dekrementiert, wenn der gelernte Wert LRN aktualisiert wird, bis der untere Grenzwert KLm (z. B. 0,2) erreicht worden ist.

Obwohl somit das Verhältnis, bei dem die integralen Korrekturwertabweichung DEV auf den gelernten Wert LRN reflektiert wird, an einem Zeitpunkt, der unmittelbar dem Schließen oder Einschalten des Schlüsselschalters 117 folgt, hoch ist, nimmt das voranstehend erwähnte Verhältnis allmählich ab, sowie sich der Lernprozeß fortsetzt.

In dem Zustand, in dem der gelernte Wert LRN nahe zu dem Haltestrom ih wird, wenn sich der Lernprozeß fortsetzt, ist es möglich, eine Veränderung des gelernten Werts LRN zu unterdrücken, selbst wenn sich der integralen Korrekturwert ΣKi abnormal verändern sollte.

Da ferner das Produkt, das aus der Multiplikation der integralen Korrekturwertabweichung DEV mit dem Aktualisierungskoeffizienten KL erhalten wird, von dem integralen Korrekturwert ΣKi auf eine Aktualisierung des gelernten Werts LRN hin subtrahiert wird, kann eine Summe des integralen Korrekturwert ΣKi und des gelernten Werts LRN vor und nach der Aktualisierung des gelernten Werts LRN unverändert bleiben.

In diesem Fall wird der integralen Korrekturwert ΣKi, der die Subtraktion durchlaufen hat, wie beispielsweise der in Fig. 3 gezeigte integralen Korrekturwert ΣKiC, als der Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi an dem Zeitpunkt t2 gespeichert, um so bei der arithmetischen Bestimmung der integralen Korrekturwertabweichung DEV auf eine nachfolgende Umkehrung des Vorzeichens der Zeitsteuerungsabweichung ER an einem Zeitpunkt t3 verwendet zu werden.

Durch Wiederholen des voranstehend beschriebenen Betriebs kann der gelernte Wert LRN schnell auf einen Wert (ih - 0,5 Ampere) konvergieren, der durch Subtrahieren des Referenzwerts von dem tatsächlichen Haltestrom ih mit dem auf Null konvergierenden integralen Korrekturwert ΣKi ermittelt werden.

Da ferner der gelernte Wert LRN in dem RAM 104 gespeichert und gehalten wird, das kontinuierlich mit elektrischer Energie von der Ersatz-Energieversorgungsschaltung 118 während der Zeitperiode versorgt wird, für die der Schlüsselschalter 117 geöffnet ist, kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta veranlaßt werden, schnell auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To zu konvergieren, und zwar sogar zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Schließen des Schlüsselschalters 117.

Überdies wird der gelernte Wert LRN unmittelbar nachdem die Batterie 116 verbunden ist, auf Null initialisiert.

Als nächstes werden die voranstehend erwähnten Betriebsvorgänge mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Flußdiagramme erläutert.

Fig. 4 illustriert in einem Flußdiagramm ein Programm, das von der in den Mikrocomputer 101 A (siehe Fig. 2) eingebauten CPU 102 periodisch in einem Zeitintervall von 25 ms (d. h. bei jedem Ablauf von 25 ms) ausgeführt wird.

Wie sich der Fig. 4 entnehmen läßt, sind die Schritte S5 und S6, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 27 beschrieben wurden, durch die Schritte S10 bis S31 ersetzt. Überdies werden die Verarbeitungsschritte, die die gleichen oder die äquivalenten wie diejenigen sind, die voranstehend beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.

Die in Fig. 5 dargestellte Routine unterscheidet sich von der unter Bezugnahme auf Fig. 28 voranstehend beschriebenen dadurch, daß die Schritte S40 und S41 zusätzlich vorgesehen sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 holt der Mikrocomputer 101 A Betriebszustandssignale wie die Kurbelwinkelsignalperiode T, die Maschinendrehzahl NE, die Phasendifferenzzeit ΔT, die Einlaßluftströmung Q, den Drosselöffnungsgrad θ und die Kühlwassertemperatur W in einem Schritt S1.

Es sei hinzugefügt, daß der Schritt S1 der in Fig. 1 gezeigten Maschinenbetriebszustands-Erfassungseinrichtung 201 entspricht.

Ferner werden in den Schritten S2 und S3 die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta und die gewünschte Ventil-Betriebszeit To jeweils arithmetisch bestimmt und dann wird die Zeitsteuerungsabweichung ER in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (4) in einem Schritt S4 berechnet.

Überdies entsprechen die Schritte S2 und S3 der Erfassungseinrichtung 203 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit bzw. der Arithmetikeinrichtung 202 für die gewünschte Ventil-Betriebszeit, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Danach wird nach einem Abschluß der Verarbeitung des Schritts S4 das Vorzeichen FER für das vorangehende Abweichungsvorzeichen FERb in einem Schritt S10 gesetzt, dem dann ein Entscheidungsschritt S11 folgt, in dem eine Entscheidung getroffen wird, ob die Zeitsteuerungsabweichung ER gleich oder größer als Null ist.

Wenn der Entscheidungsschritt S11 zu E ≧ 0 führt (d. h. eine Bestätigung oder "JA"), dann wird das Vorzeichen FER auf "1" (eins) in einem Schritt S12 gesetzt, wohingegen wenn ER 0 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S11 zu einer Negation oder "NEIN" führt), dann wird das Vorzeichen FER der Abweichung auf "0" (null) in einem Schritt S13 zurückgesetzt.

Durch die Verarbeitungen in den Schritten S10 bis S13 wird das Vorzeichen der gegenwärtigen Zeitsteuerungsabweichung ER als das Vorzeichen FER der Abweichung gesetzt, während das Vorzeichen der Zeitsteuerungsabweichung ER an einem Zeitpunkt, der um 25 ms zurückliegt, als das vorangehende Abweichungsvorzeichen FERb gesetzt wird.

Danach wird nach der Ausführungsform der Verarbeitungsschritte S12 und S13 eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob das Vorzeichen FER der Abweichung ER "1" in einem Schritt S14 ist oder nicht. Wenn diese Entscheidung zeigt, daß FER = 1 ist (d. h. wenn die Antwort des Entscheidungsschritts S14 "JA" ist), bedeutet dies, daß die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta relativ zu der gewünschten Ventil-Betriebszeit To hinterherhinkt oder verzögert ist. Demzufolge wird der Inkrementierungs/Dekrementierungs-Wert ΔKi zu dem integralen Korrekturwert ΣKi in einem Schritt S15 addiert, woraufhin die Verarbeitung zu einem nachfolgenden Entscheidungsschritt S17 fortschreitet.

Wenn andererseits in dem Schritt S14 bestimmt wird, daß FER = 0 ist (d. h. wenn die Antwort des Entscheidungsschritts S14 "NEIN" ist), bedeutet dies, daß die tatsächliche Ventil- Betriebszeit Ta relativ zu der gewünschten Ventil- Betriebszeit To vorauseilend ist. Demzufolge wird der Inkrementierungs/Dekrementierungswert ΔKi von dem integralen Korrekturwert ΣKi in einem Schritt S16 subtrahiert, woraufhin die Verarbeitung zu dem nächsten Entscheidungsschritt S17 fortschreitet.

Nebenbei gesagt, entsprechen die Schritte S15 und S16 der in Fig. 2 gezeigten integralen Steuereinrichtung 205.

Der integralen Korrekturwert ΣKi wird in dem in Fig. 5 gezeigten Schritt S8 unmittelbar nach der Zuführung der elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit 100 A durch Schließen des Schlüsselschalters 117 auf "0" initialisiert.

Nun wird ein gewünschter Ventil-Betriebszeit- Statusentscheidungs-Referenzwert Tor als ein Referenzwert eingestellt, um eine Entscheidung dahingehend zu treffen, ob die gewünschte Ventil-Betriebszeit To in einem konstanten Status ist oder nicht und dann wird entscheiden, ob ein Absolutwert der Differenz zwischen der gewünschten Ventil- Betriebszeit To und dem gewünschten Ventil-Betriebszeit- Statusentscheidungs-Referenzwert Tor kleiner als ein vorgegebener Wert E2 (z. B. 0,5°CA) in einem Schritt S17 ist.

Wenn in dem Schritt S17 entschieden wird, daß |To - Tor| ≧ E2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S17 zu "NEIN" führt), bedeutet dies, daß die gewünschte Ventil-Betriebszeit To nicht konstant ist. Demzufolge wird die gegenwärtige gewünschte Ventil-Betriebszeit To als der aktualisierte gewünschte Ventil-Betriebszeit-Statusentscheidungs- Referenzwert Tor in einem Schritt S18 gespeichert, woraufhin der Lernzähler (d. h. der Zähler für den Lernprozeß) CLRN in einem Schritt S18 auf Null zurückgesetzt wird. Die Verarbeitung kann nun zu einem nachstehend beschriebenen Entscheidungsschritt S29 voranschreiten.

Wenn andererseits in dem Schritt S17 entschieden wird, daß |To - Tor| ≦ E2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S17 zu "JA" führt), bedeutet dies, daß die gewünschte Ventil- Betriebszeit To im wesentlichen konstant ist. In diesem Fall wird dann eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 in einem Schritt S20 ist oder nicht.

Wenn in dem Schritt S20 eine Entscheidung dahingehend getroffen wird, daß |ER| ≧ E1 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S20 zu der Negation oder "NEIN" führt), dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt S19, in dem der Lernzähler CLRN auf Null zurückgesetzt wird. Wenn andererseits die Entscheidung zeigt, daß |ER| ≦ E1 ist (d. h. wenn das Ergebnis des Entscheidungsschritts S20 "JA" ist), bedeutet dies, daß die Bedingung, die das Lernen des Haltestroms ih frei gibt, erfüllt ist. Demzufolge wird in einem Schritt S21 eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob das Vorzeichen FER der Abweichung ER mit dem vorangehenden Abweichungsvorzeichen FERb übereinstimmt oder nicht.

Wenn im Schritt S21 festgestellt wird, daß FER = FERb ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S21 zu "JA" führt), dann geht die Verarbeitung zu einem nachstehend beschriebenen Entscheidungsschritt S29.

Wenn andererseits festgestellt wird, daß FER ≠ FERb ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S21 zu der Negation "NEIN" führt), bedeutet dies, daß das Vorzeichen FER der Zeitsteuerungsabweichung ER invertiert ist. Somit wird der Lernzähler CLRN um "1" in einem Schritt S22 inkrementiert, woraufhin eine Entscheidung dahingehend getroffen wird, ob der Wert des Lernzählers CLRN gleich oder größer als "2" ist oder nicht (Schritt S23).

Wenn in dem Schritt S23 festgestellt wird, daß CLRN < 2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S23 zu "NEIN" führt), geht die Verarbeitung zu einem nachstehend beschriebenen Entscheidungsschritt S28, weil der Wert des Lernzählers CLRN "1" ist.

Wenn im Gegensatz dazu festgestellt wird, daß CLRN ≧ 2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S23 zu "JA" führt), wird ein Mittelwert (ΣKi + Pi)/2 zwischen dem integralen Korrekturwert ΣKi und dem Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwerts ΣKi arithmetisch bestimmt und als die Abweichung DEV des integralen Korrekturwerts (nachstehend als die integrale Korrekturwertabweichung DEV bezeichnet) in einem Schritt S24 gespeichert.

Ferner wird ein Produkt (DEV × KL), das das Ergebnis einer Multiplikation der integralen Korrekturwertabweichung DEV mit dem Aktualisierungskoeffizienten KL ist, zu dem gelernten Wert LRN hinzuaddiert, um den gelernten Wert LRN dadurch zu aktualisieren (Schritt S25).

Überdies wird der gelernte Werts LRN unmittelbar nachdem die Batterie 116 mit der elektronischen Steuereinheit 100 A verbunden wird auf "0" initialisiert (siehe den Schritt S40 in Fig. 5).

Danach wird der Wert (DEV × KL), der durch Multiplizieren der integralen Korrekturwertabweichung DEV mit dem Aktualisierungskoeffizienten KL erhalten wird, von dem integralen Korrekturwert ΣKi subtrahiert, um dadurch den integralen Korrekturwert ΣKi zu aktualisieren (Schritt S26).

In ähnlicher Weise wird der vorgegebene Wert ΔKL von dem Aktualisierungskoeffizienten KL subtrahiert, um dadurch den Aktualisierungskoeffizienten KL zu aktualisieren (Schritt S27). In diesem Fall ist der Aktualisierungskoeffizient KL auf den unteren Grenzwert KLm begrenzt.

Überdies wird der Aktualisierungskoeffizient KL auf einen vorgegebenen Wert KLo in dem in Fig. 5 gezeigten Schritt S41 unmittelbar nach der Anlegung der elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit 100 A auf ein Schließen des Schlüsselschalters 117 hin initialisiert.

Danach wird nach Ausführen des Schritts S27 oder wenn eine Entscheidung getroffen wird, daß CLRN < 2 in dem Schritt S23 ist, der gegenwärtige integrale Korrekturwert ΣKi als der Spitzenwert Pi des integralen Korrekturwert ΣKi in dem Schritt S28 gespeichert.

An dieser Stelle sei hinzugefügt, daß die Schritte S17 bis S28 funktionell der in Fig. 1 gezeigten Lerneinrichtung 206 entsprechen.

Zusätzlich wird nach der Ausführungsform des Schritts S19 oder S28 oder wenn bestimmt wird, daß in dem Schritt S21 FER = FERb ist (d. h. "JA"), eine Entscheidung wiederum getroffen, ob der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 in einem Schritt S29 ist oder nicht.

Wenn in dem Entscheidungsschritt S29 festgestellt wird, daß |ER| ≧ E1 ist (d. h. wenn die Antwort des Entscheidungsschritts S29 "NEIN" ist), bestimmt die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit arithmetisch den Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (9) (Schritt S30).

Insbesondere addiert die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit die Steuergröße (KP × ER + 0,5 Ampere), die arithmetisch in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (3) bestimmt wird, den von der integralen Steuereinrichtung 205 erzeugten integralen Korrekturwert ΣKi und den von der Lerneinrichtung 206 erzeugten gelernten Wert LRN zusammen, um dadurch die Summengröße als eine abschließende oder ultimative Steuergröße (d. h. einen ultimativen Strom i des linearen Solenoids) auszugeben.

Wenn andererseits der Entscheidungsschritt S29 dazu führt, daß |ER| < E1 ist (d. h. wenn dieser Schritt S29 zu "JA" führt), dann bestimmt die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit arithmetisch den Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (11) in einem Schritt S31.

Genauer gesagt, addiert die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit den Referenzwert von 0,5 Ampere, den integralen Korrekturwert ΣKi und den gelernten Wert LRN zusammen, um eine abschließende oder ultimative Steuergröße (d. h. den Strom i des linearen Solenoids) auszugeben.

Schließlich wird das Tastsignal entsprechend zu dem Strom i des linearen Solenoids für das Ölsteuerventil durch den Ausgangspunkt 108 in dem voranstehend erwähnten Schritt S7 ausgegeben, woraufhin die in Fig. 4 dargestellte Verarbeitungsroutine zu einem Ende kommt.

An dieser Stelle sei hinzugefügt, daß die Schritte S29 bis S31 und der voranstehend erwähnte Schritt S7 der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit entspricht.

Aus der vorangehenden Beschreibung läßt sich nun entnehmen, daß es durch Bereitstellen der Lerneinrichtung 206 zum Ermitteln des gelernten Werts LRN der Steuergröße (des Stroms i des linearen Solenoids) entsprechend dem Haltestrom ih für das Ölsteuerventil 80, um dadurch die Steuergröße unmittelbar nach dem Schließen des Schlüsselschalters 117 zu korrigieren, möglich wird, daß die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta mit hoher Geschwindigkeit auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert.

Da zusätzlich die integrale Steuereinrichtung 205 so angeordnet ist, daß sie den integralen Korrekturwert ΣKi verkleinert oder vergrößert, um dadurch die Inkrementierungs/Dekrementierungs-Größe des gelernten Werts LRN auf eine Aktualisierung des gelernten Werts LRN hin zu korrigieren, wird verhindert, daß sich die Steuergröße vor und nach dem Aktualisieren des gelernten Werts LRN verändert, wodurch die Steuerung mit einer erhöhten Stabilität ausgeführt werden kann.

Ferner wird mittels einer derartigen Anordnung der Lerneinrichtung 206, so daß der gelernte Wert LRN arithmetisch auf Grundlage des Mittelwerts der vorangehenden integralen Korrekturwerte ΣKi bestimmt wird, um durch Lernen den Mittelwert der Halteströme ih zu erhalten, möglich, positiv eine Veränderung des Lernwerts LRN zu unterdrücken, selbst wenn sich der integrale Korrekturwert ΣKi abnormal verändern sollte.

Überdies wird auf Grundlage einer derartigen Anordnung der Lerneinrichtung 206, so daß der gelernte Wert LRN arithmetisch auf Grundlage des Mittelwerts der vorangehenden integralen Korrekturwerte ΣKi bestimmt wird, wenn die Vergrößerungs/Verkleinerungs-Richtung des integralen Korrekturwerts ΣKi (Abweichungsvorzeichen FER) invertiert wird, um durch Lernen den Mittelwert der Halteströme ih zu ermitteln, möglich, mit hoher Genauigkeit den Mittelwert der integralen Korrekturwerte ΣKi innerhalb einer kurzen Zeit zu bestimmen. In dem Fall, bei dem die integralen Korrekturwerte ΣKi sich nur in einer Richtung aufgrund irgendeiner Abnormalität verändert, ist es mit Sicherheit unmöglich, den gelernten Wert LRN zu bestimmen. In diesem Fall kann jedoch ein fehlerhafter Lernvorgang (d. h. die Ermittlung eines fehlerhaften Lernwerts LRN) verhindert werden.

Da ferner die Lerneinrichtung 206 so ausgelegt ist, daß sie einen Teil des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi auf den Lernwert LRN reflektiert, kann der gelernte Wert LRN gegenüber einer Änderung selbst dann geschützt werden, wenn der Mittelwert der integralen Korrekturwerte ΣKi sich abnormal verändern sollten.

Ferner kann aufgrund einer derartigen Anordnung, daß die Lerneinrichtung 206 das Verhältnis einer Reflektion des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi auf den gelernten Wert LRN verkleinert, wenn sich der Lernprozeß fortsetzt, der gelernte Wert LRN schnell unmittelbar nach Schließen des Schlüsselschalters 117, wobei eine Wahrscheinlichkeit einer Abweichung des gelernten Werts LRN von dem tatsächlichen Haltestrom ih hoch ist, in die Nähe des tatsächlichen Haltestroms ih gebracht werden. Wenn der gelernte Wert LRN wenigstens ungefähr gleich zu dem tatsächlichen Haltestrom ih wird, wenn sich der Lernprozeß fortsetzt, dann kann der gelernte Wert LRN gegen eine Änderung selbst dann geschützt werden, wenn sich der Mittelwert der integralen Korrekturwerte ΣKi abnormal verändern sollten.

Da zusätzlich die Lerneinrichtung 206 so ausgelegt ist, daß sie den gelernten Wert LRN in dem Konvergenzzustand der Ventil-Betriebszeit ermittelt, wird der Lernprozeß in dem Zustand ausgeführt, bei dem die Steuergröße (der Strom i des linearen Solenoids) nahe zu dem tatsächlichen Haltestrom ih ist. Somit kann das fehlerhafte Lernen des Haltestroms ih ausgeschlossen werden.

Ausführungsform 2

Für den Fall des Ventil-Betriebszeit-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der gelernte Wert LRN arithmetisch bestimmt, indem der Mittelwert der integralen Korrekturwerte ΣKi unter Verwendung einer herkömmlichen arithmetischen Operation berechnet wird. Jedoch kann der betreffende Absolutwert genauso als ein gefilterter Wert bestimmt werden, der durch Filtern des integralen Korrekturwerts ΣKi abgeleitet wird.

Ferner wird in dem Ventil-Betriebszeit-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform jeder der gelernten Werte LRN, der arithmetisch bestimmt wird, auf den Strom i des linearen Solenoids reflektiert. Anstelle jedoch den gelernten Wert LRN auf den Strom i des linearen Solenoids zu reflektieren, kann der integralen Korrekturwert ΣKi auf den gelernten Wert LRN unmittelbar nach Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit 100 A durch Schließen des Schlüsselschalters 117 (siehe Fig. 2) mit im wesentlichen gleicher Wirkung initialisiert werden.

Nun wird ein Ventil-Betriebszeit-Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der integrale Korrekturwert ΣKi gefiltert, um die Mittelwert zu bestimmen, wobei der integrale Korrekturwert ΣKi auf den gelernten Wert LRN initialisiert wird.

Insbesondere initialisiert die in Fig. 1 gezeigte integrale Steuereinrichtung 205 den integralen Korrekturwert ΣKi auf Grundlage des gelernten Werts LRN unmittelbar nach Einschalten der Energieversorgung für die elektronische Steuereinheit 100 A, wobei der Schlüsselschalter 117 geschlossen wird.

Zusätzlich umfaßt die Lerneinrichtung 206 einen Zeitnehmer TM für den Lernprozeß (der nachstehend auch als Lernzeitnehmer bezeichnet wird).

Als nächstes richtet sich die Beschreibung unter Bezugnahme auf das in Fig. 6 gezeigte Zeitsteuerungsdiagramm auf einen Haltestrom-Lern/Steuerungsbetrieb in dem Ventil-Betriebszeit- Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 6 der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER gleich oder größer als ein vorgegebener Wert E1 ist (z. B. 1° in Einheiten des Kurbelwinkels oder abgekürzt CA), dann wird der Strom i des linearen Solenoids arithmetisch gemäß der voranstehend erwähnten Gleichung (6) bestimmt, während auch der integrale Korrekturwert ΣKi, der in der Gleichung (6) erscheint, arithmetisch in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (10) bestimmt wird.

Wenn andererseits der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als ein vorgegebener Wert E1 ist, dann kann der Strom i des linearen Solenoids arithmetisch in Abhängigkeit von der folgenden Gleichung (12) bestimmt werden:

i = ΣKi + 0,5 [A] (12)

Die obige Gleichung (12) entspricht der voranstehend erwähnten Gleichung (6), außer daß der proportionale Steuerwert (KP + ER) gelöscht ist.

Demzufolge kann in dem Zustand, in dem die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta im wesentlichen auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert ist, die proportionale Steuerung ungültig gemacht werden, um der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit Ta zu ermöglichen, sich nur durch die integrale Steuerwirkung zu ändern, wodurch die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta unter Bezugnahme auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To stabil gesteuert werden kann.

Wenn sich die gewünschte Ventil-Betriebszeit To verändert, ändert sich die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta so, daß sie durch die voranstehend erwähnte Steuerprozedur auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To konvergiert. Ferner kann in dem Konvergenzstatus, in dem die gewünschte Ventil- Betriebszeit To im wesentlichen konstant ist und der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 ist, der Strom i des linearen Solenoids, der gemäß der voranstehend angegebenen Gleichung (12) bestimmt wird, so angesehen werden, daß er im wesentlichen den tatsächlichen Haltestrom ih anzeigt. Demzufolge führt die Lerneinrichtung 206 die Lernprozedur zum Ermitteln des gelernten Werts LRN auf Grundlage des integralen Korrekturwerts ΣKi wie nachstehend beschrieben aus.

Wenn nämlich die Existenz des Konvergenzstatus für eine vorgegebene Zeitperiode (z. B. 0,5 s) fortdauert, dann speichert die Lerneinrichtung 206 den gefilterten Wert FLT des integralen Korrekturwerts ΣKi als den gelernten Wert LRN (d. h. als den Wert, der durch einen Lernvorgang erhalten wird).

Der gelernte Wert LRN wird von dem RAM 104 in dem gespeicherten Zustand mittels der Ersatz- Energieversorgungsschaltung 118 gehalten, und zwar selbst für eine Periode, in der der Schlüsselschalter 117 geöffnet wird.

Demzufolge kann durch Initialisieren des integralen Korrekturwerts ΣKi auf den gelernten Wert LRN unmittelbar nach Schließen des Schlüsselschalters 117 die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta veranlaßt werden, schnell und mit hoher Geschwindigkeit auf die gewünschte Ventil-Betriebszeit To zu konvergieren.

Ferner wird der gefilterte Wert FLT auf den gelernten Wert LRN auch unmittelbar nach dem Einschalten des Schlüsselschalters 117 initialisiert.

An dieser Stelle sei ferner hinzugefügt, daß der gelernte Wert LRN unmittelbar nach der elektrischen Verbindung der Batterie 116 auf "0" initialisiert wird.

Wie nun ersichtlich ist, kann die variable Ventil- Betriebszeit-Steuerung im Vergleich mit der ersten Ausführungsform der Erfindung wesentlich vereinfacht werden, indem der gelernte Wert LRN als der Anfangswert für den integralen Korrekturwert ΣKi verwendet wird, anstelle daß ein gelernter Wert LRN auf den Strom i des linearen Solenoids reflektiert wird.

Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Flußdiagramme die Betriebsvorgänge des Ventil-Betriebszeit-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit näheren Einzelheiten erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nach dem in Fig. 4 gezeigten Schritt S15 ein Schritt S50 hinzugefügt, während der in Fig. 4 gezeigte Schritt S19 durch einen Schritt S51 ersetzt wird, während die Schritte S21 bis S31 durch die Schritte S52 bis S57 ersetzt werden.

Demzufolge entspricht der in Fig. 7 gezeigte Schritt S51 dem voranstehend beschriebenen Schritt S19, der Schritt S52 entspricht dem voranstehend erwähnten Schritt S22 und der Schritt S55 entspricht dem voranstehend beschriebenen Schritt S29.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das ein von der CPU 102 in einem Zeitintervall von 25 ms ausgeführtes Programm darstellt.

Wie sich der Fig. 8 entnehmen läßt, sind in ähnlicher Weise die unter Bezugnahme auf Fig. 5 voranstehend beschriebenen Schritte S8 und S41 durch die Schritte S60 und S61 ersetzt worden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden die voranstehend erwähnten Schritte S1 bis S16 zuerst ausgeführt, wodurch der integrale Korrekturwert ΣKi in den Schritten S15 und S16 bestimmt wird.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß der integrale Korrekturwert ΣKi in einem in Fig. 8 gezeigten Schritt S60 unmittelbar nach der Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit 100 A durch Schließen des Schlüsselschalters 117 auf den gelernten Wert LRN initialisiert worden ist.

Danach wird nach dem Ausführen der Verarbeitungsschritte S15 und S16 der gefilterte Wert FLT des integralen Korrekturwerts ΣKi arithmetisch in einem Schritt S50 gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

FLT = ΣKi × KF + FLT × (1 - KF) (13)

In der obigen Gleichung (13) kann der Filterkoeffizient KF für den Filterbetrieb auf ungefähr z. B. "0,1" eingestellt werden.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß der gefilterte Wert FLT auf den gelernten Wert LRN in einem in Fig. 8 gezeigten Schritt S61 unmittelbar nach der Anlegung einer elektrischen Energie an die elektronische Steuereinheit 100 A durch Schließen des Schlüsselschalters 117 initialisiert worden ist.

Als nächstes wird in dem voranstehend erwähnten Schritt S17 entschieden, ob der Absolutwert der Differenz zwischen der gewünschten Ventil-Betriebszeit To und einem gewünschten Ventil-Betriebszeit-Statusentscheidungs-Referenzwert Tor (d. h. dem Referenzwert, der in der Entscheidung verwendet wird, um zu bestimmen, ob die gewünschte Ventil-Betriebszeit konstant ist oder nicht) kleiner als ein vorgegebener Wert E2 (z. B. 0,5°CA) ist, wobei, wenn entschieden wird, daß |To - Tor| ≧ E2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S17 zu "NEIN" führt), die gegenwärtige gewünschte Ventil- Betriebszeit To als ein aktualisierter gewünschter Ventil- Betriebszeit-Statusentscheidungs-Referenzwert Tor in dem Schritt S18 gespeichert wird. Nach dem Schritt S18 wird der Zeitnehmer TM für den Lernprozeß in einem Schritt S19 auf Null zurückgesetzt.

Wenn andererseits in dem Schritt S17 bestimmt wird, daß |To - Tor| < E2 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S17 zu "JA" führt), wird die gewünschte Ventil-Betriebszeit To als konstant angesehen. In diesem Fall wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob die Bedingung, daß |ER| < E1 in dem voranstehend erwähnten Schritt S20 ist, ist oder nicht.

Wenn die in dem Schritt S20 getroffene Entscheidung anzeigt, daß |ER| ≧ E1 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S20 zu der Negation oder "NEIN" führt), wird der Zeitnehmer TM für den Lernprozeß in einem Schritt S51 auf Null zurückgesetzt und dann geht die Verarbeitung zu einem Schritt S55. Wenn im Gegensatz dazu die Entscheidung dahingehend getroffen wird, daß |ER| < E1 ist (d. h. wenn das Ergebnis des Entscheidungsschritts S20 "JA" ist), dann wird der Zeitnehmer TM für den Lernprozeß um "1" (eins) in einem Schritt S52 inkrementiert, woraufhin die Verarbeitung zu einem Schritt S53 voranschreitet.

Somit zeigt der Zeitnehmer TM für den Lernprozeß eine Zeitdauer an, für die sich die gewünscht Ventil-Betriebszeit To und die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta in dem gegenseitigen Konvergenzstatus befinden.

Als nächstes wird nach dem Schritt S52 in einem Schritt S53 bestimmt, ob der Zählwert des Zeitnehmers TM für den Lernprozeß größer als einschließlich "20" ist oder nicht.

Wenn in dem Schritt S53 festgestellt wird, daß TM ≧ 20 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S53 zu "JA" führt), was bedeutet, daß der voranstehend erwähnte Konvergenzstatus für länger als 0,5 s (= 25 ms × 20) angehalten hat, dann wird der gefilterte Wert FLT als der gelernte Wert LRN gespeichert (Schritt S54), woraufhin die Verarbeitung zu einem Schritt S55 weitergeht.

Wenn andererseits in dem Schritt S53 festgestellt wird, daß TM < 20 ist (d. h. wenn der Entscheidungsschritt S53 zu "JA" führt), dann geht die Verarbeitung unmittelbar zu dem Entscheidungsschritt S55 weiter.

An dieser Stelle sei hinzugefügt, daß die Schritte S17, S18, S20 und S50 bis S54 funktionell oder äquivalent der in Fig. 1 gezeigten Lerneinrichtung 206 entsprechen.

Zusätzlich wird nach Ausführen des Schritts S51 oder S54 oder wenn der Entscheidungsschritt S53 zu "NEIN" führt, eine Entscheidung wiederum dahingehend getroffen, ob der Absolutwert der Zeitsteuerungsabweichung ER kleiner als der vorgegebene Wert E1 in einem Schritt S55 ist oder nicht.

Wenn in dem Entscheidungsschritt S55 festgestellt wird, daß |ER| ≧ E1 ist (d. h. wenn die Antwort des Entscheidungsschritts S55 "NEIN" ist), dann bestimmt die Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit arithmetisch den Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (6) (Schritt S56), woraufhin die Verarbeitung zu einem Schritt S7 fortschreitet.

Insbesondere wird die Steuergröße (KP × ER + 0,5 Ampere), die arithmetisch gemäß der voranstehend angegebenen Gleichung (3) bestimmt wird, und der integrale Korrekturwert ΣKi, der von der integralen Steuereinrichtung 205 ermittelt wird, zusammenaddiert, um dadurch einen abschließenden oder ultimativen Strom i des linearen Solenoids zu bestimmen.

Wenn im Gegensatz dazu der Entscheidungsschritt S55 dazu führt, daß |ER| < E1 ist (d. h. wenn dieser Schritt S55 zu "JA" führt), wird der Strom i des linearen Solenoids des Ölsteuerventils 80 in Abhängigkeit von der voranstehend erwähnten Gleichung (12) in einem Schritt S57 bestimmt, woraufhin die Verarbeitung zu dem Schritt S7 weitergeht.

In dieser Weise kann der Strom i des linearen Solenoids ultimativ bestimmt werden, indem der Referenzwert (0,5 Ampere) und der integrale Korrekturwert ΣKi zusammenaddiert werden.

Schließlich wird das Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom i des linearen Solenoids für das Ölsteuerventil 80 durch den Ausgangsport 108 in dem voranstehend erwähnten Schritt S7 ausgegeben, woraufhin die in Fig. 7 dargestellte Verarbeitungsroutine zu einem Ende kommt.

An dieser Stelle sei hinzugefügt, daß die Schritte S55 bis S57 und der voranstehend erwähnte Schritt S7 der Steuereinrichtung 204 für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit entsprechen.

Wie sich aus den vorangehenden Erläuterungen entnehmen läßt, initialisiert die integrale Steuereinrichtung 205 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung den integralen Korrekturwert ΣKi auf Grundlage des gelernten Werts LRN. Somit kann die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta sogar zu dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Schließen des Schlüsselschalters 117 schnell auf die gewünschte Ventil- Betriebszeit To konvergiert werden.

Ausführungsform 3

In den Ventilbetriebszeit-Steuersystemen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen en der Erfindung wird der gelernte Wert LRN auf Grundlage des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi ermittelt. Jedoch kann der integrale Korrekturwert ΣKi selbst als der gelernte Wert LRN (d. h. als ein Wert, der durch einen Lernprozeß erhalten wird) verwendet werden. Somit wird gemäß der Lehre der Erfindung, so wie sie in einer dritten Ausführungsform davon umgesetzt ist, vorgeschlagen, daß der integrale Korrekturwert ΣKi als der gelernte Wert in dem gespeicherten Zustand für eine Zeitperiode gehalten wird, in der der Schlüsselschalter 117 geöffnet wird, und daß wenn der Schlüsselschalter 117 geschlossen ist, dann der gelernte Wert (d. h. der integrale Korrekturwert ΣKi) unmittelbar ausgelesen wird, ohne den integralen Korrekturwert ΣKi zu initialisieren.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Ventil-Betriebszeit-Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, das so angeordnet ist, daß der integrale Korrekturwert ΣKi zu dem Zeitpunkt, wenn der Schlüsselschalter 117 geschlossen wird, nicht initialisiert wird.

Wie sich der Fig. 9 entnehmen läßt, ist die integrale Steuereinrichtung 205 so ausgelegt, daß sie den integralen Korrekturwert ΣKi unmittelbar auf "0" nur dann initialisiert, wenn die Batterie 116 elektrisch verbunden wird (siehe Schritt S70).

Jedoch initialisiert die integrale Steuereinrichtung 205 zu dem Zeitpunkt, der dem Einschalten des Schlüsselschalters 117 unmittelbar folgt, den integralen Korrekturwert ΣKi nicht, sondern liest den gelernten Wert LRN aus, der vorher gespeichert und gehalten wurde, als der Schalter 117 geöffnet wurde.

Mit Ausnahme des voranstehend beschriebenen Betriebs ist der Betrieb des Ventil-Betriebszeit-Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu demjenigen des voranstehend beschriebenen Systems (siehe Fig. 27).

Ausführungsform 4

In dem Ventilbetriebszeit-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der gelernte Wert LRN arithmetisch auf Grundlage des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi auf eine Inversion des Vorzeichens der Zeitsteuerungsabweichung ER hin bestimmt. Jedoch kann der gelernte Wert LRN auf Grundlage des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte ΣKi, die periodisch zu einem vorgegebenen Zeitintervall abgeleitet werden, bestimmt werden.

Ausführungsform 5

In dem Ventilbetriebszeit-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der elektrische Stromwert, der durch Subtrahieren des Referenzwerts (0,5 Ampere) von dem tatsächlichen Haltestrom ih erhalten wird, als der gelernte Wert LRN verwendet. Jedoch kann der Stromwert, der dem tatsächlichen Haltestrom ih entspricht, als der gelernte Wert LRN verwendet werden.

Diesbezüglich kann der gelernte Wert LRN auf den Referenzwert (0,5 Ampere) auf eine elektrische Verbindung der Batterie 116 hin ohne Löschen des gelernten Werts LRN auf Null initialisiert werden (Schritt S40 in Fig. 5). In diesem Fall wird die Steuergröße (der Strom i des linearen Solenoids) arithmetisch ohne Addition von 0,5 Ampere bestimmt (Schritte S30 und S31 in Fig. 4).

Ausführungsform 6

In dem Ventilbetriebszeit-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Rückkopplungssteuerung realisiert, indem auf die proportionale Steuerwirkung und die integrale Steuerwirkung zurückgegriffen wird. Jedoch läßt sich erkennen, daß eine differentielle Steuerwirkung hinzugefügt werden kann, wie beispielsweise in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 159021/1994 (JP-A-6-159021) offenbart ist.

Ausführungsform 7

Im Fall des Ventilbetriebszeit-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform ist angenommen worden, daß die Erfindung auf das System angewendet wird, in dem der Hauptkörper der variablen Ventil-Betriebszeit-Einrichtung 40 dafür ausgelegt ist, sich gemeinsam mit der Einlaß-Zeitsteuerungsscheibe 21 zu drehen (siehe Fig. 10). Jedoch ist die Erfindung niemals auf eine derartige Anordnung beschränkt, sondern kann genauso auf ein System angewendet werden, in dem der Hauptkörper der variablen Ventil-Betriebszeit-Einrichtung 40 sich nicht dreht, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 267603/1996 (JP-8-267603) offenbart ist.

Ferner versteht es sich von selbst, daß das Konzept der Erfindung genauso auf das System angewendet werden kann, in dem die tatsächliche Ventil-Betriebszeit Ta durch Verwendung eines Potentiometers erfaßt wird.

Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung und es ist somit durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt, alle derartigen Merkmale und Vorteile des Systems abzudecken, die in den wahren Grundgedanken und den Umfang der Erfindung fallen. Da ferner zahlreiche Modifikationen und Kombinationen Durchschnittsfachleuten offensichtlich sind, ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den Betrieb, der dargestellt und beschrieben wurde, zu begrenzen. Demzufolge kann auf sämtliche geeigneten Modifikationen und Äquivalente, die in den Grundgedanken und den Umfang der Erfindung fallen, zurückgegriffen werden.

Claims

1. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
ein Einlassventil (17) und ein Auslassventil (18), die synchron zu einer Drehung der Brennkraftmaschine betätigt werden, um einen Einlasskanal (15) bzw. einen Auslasskanal (16), die mit einer Verbrennungskammer (8) der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, zu öffnen oder zu schließen;
eine Maschinenbetriebszustands-Erfassungseinrichtung (201) zum Erfassen von Maschinenbetriebszuständen (D) der Brennkraftmaschine;
eine Arithmetikeinrichtung (202) für eine gewünschte Ventil-Betriebszeit, um eine gewünschte Ventil- Betriebszeit (To) für das Einlassventil (17) und/oder das Auslassventil (18) in Abhängigkeit von dem erfassten Maschinenbetriebszustand (D) arithmetisch zu bestimmen;
eine Einrichtung (40) für eine variable Ventil- Betriebszeit, um eine Öffnungs/Schließungs-Zeitsteuerung des Einlassventils (17) und/oder des Auslassventils (18) zu ändern;
eine Erfassungseinrichtung (203) für eine tatsächliche Betriebszeit zum Erfassen einer tatsächlichen Ventil- Betriebszeit (Ta) des Einlassventils (17) und/oder des Auslassventils (18);
eine Steuereinrichtung (204) für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit zum Erzeugen einer ersten Steuergröße (i) für die Einrichtung (40) für die variable Ventil-Betriebszeit, so dass eine Zeitsteuerungsabweichung (ER) der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit (Ta) von der gewünschten Ventil- Betriebszeit (To) Null wird;
eine integrale Steuereinrichtung (205) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Korrekturwerts (ΣKi) zum Korrigieren der ersten Steuergröße (i) durch Integrieren der Zeitsteuerungsabweichung (ER);
eine Lerneinrichtung (206) zum Ermitteln eines Lernwerts (LRN) einer zweiten Steuergröße (ih), die zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit (Ta) benötigt wird, auf Grundlage des integralen Korrekturwerts (ΣKi), wobei
die Steuereinrichtung (204) für die tatsächliche Ventil- Betriebszeit die Steuergröße (i) zumindest auf Grundlage des gelernten Werts (LRN) korrigiert.

2. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Steuereinrichtung (205) den integralen Korrekturwert (ΣKi) um ein Inkrement des gelernten Werts (LRN) verkleinert, während sie den integralen Korrekturwert (ΣKi) um ein Dekrement des gelernten Werts (LRN) auf eine Aktualisierung des gelernten Werts (LRN) hin vergrößert.

3. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
ein Einlassventil (17) und ein Auslassventil (18), die synchron zu einer Drehung der Brennkraftmaschine betätigt werden, um einen Einlasskanal (15) bzw. einen Auslasskanal (16), die mit einer Verbrennungskammer (8) der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, zu öffnen oder zu schließen;
eine Maschinenbetriebszustands-Erfassungseinrichtung (201) zum Erfassen von Maschinenbetriebszuständen (D) der Brennkraftmaschine;
eine Arithmetikeinrichtung (202) für eine gewünschte Ventil-Betriebszeit, um eine gewünschte Ventil- Betriebszeit (To) für das Einlassventil (17) und/oder das Auslassventil (18) in Abhängigkeit von dem erfassten Maschinenbetriebszustand (D) arithmetisch zu bestimmen;
eine Einrichtung (40) für eine variable Ventil- Betriebszeit, um eine Öffnungs/Schließungs-Zeitsteuerung des Einlassventils (17) und/oder des Auslassventils (18) zu ändern;
eine Erfassungseinrichtung (203) für eine tatsächliche Betriebszeit zum Erfassen einer tatsächlichen Ventil- Betriebszeit (Ta) des Einlassventils (17) und/oder des Auslassventils (18);
eine Steuereinrichtung (204) für die tatsächliche Ventil-Betriebszeit zum Erzeugen einer ersten Steuergröße (i) für die Einrichtung (40) für die variable Ventil-Betriebszeit, so dass eine Zeitsteuerungsabweichung (ER) der tatsächlichen Ventil- Betriebszeit (Ta) von der gewünschten Ventil- Betriebszeit (To) Null wird;
eine integrale Steuereinrichtung (205) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Korrekturwerts (ΣKi) zum Korrigieren der ersten Steuergröße (i) durch Integrieren der Zeitsteuerungsabweichung (ER);
eine Lerneinrichtung (206) zum Ermitteln eines Lernwerts (LRN) einer zweiten Steuergröße (ih), die zum Halten der tatsächlichen Ventil-Betriebszeit (Ta) benötigt wird, auf Grundlage des integralen Korrekturwerts (ΣKi), wobei
die integrale Steuereinrichtung (205) den integralen Korrekturwert (ΣKi) auf Grundlage des gelernten Werts (LRN) initialisiert.

4. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
eine Batterie (116), die mit dem Ventilbetriebszeit- Steuersystem (100 A) der Brennkraftmaschine verbunden ist;
einen Schlüsselschalter (117), der zwischen die Batterie (116) und das Ventilbetriebszeit-Steuersystem (100 A) eingefügt ist, um selektiv eine elektrische Energie an das Ventilbetriebszeit-Steuersystem zu führen; und
eine Ersatz-Energieversorgungsschaltung (118), die zwischen die Batterie (116) und die Lerneinrichtung (206) eingefügt ist, um elektrische Energie an die Lerneinrichtung (206) zu führen,
wobei die Lerneinrichtung (206) den gelernten Wert (LRN) hält, wobei an sie elektrische Energie durch die Ersatz- Energieversorgungsschaltung (118) geliefert wird, selbst während einer Zeitperiode, für die der Schlüsselschalter (117) geöffnet ist; und
wobei die integrale Steuereinrichtung (205) den integralen Korrekturwert (ΣKi) auf ein Schließen des Schlüsselschalters (117) hin initialisiert.

5. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) den integralen Korrekturwert (ΣKi) als den gelernten Wert (LRN) lernt.

6. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) angeordnet ist, um den gelernten Wert (LRN) auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte (ΣKi) arithmetisch zu bestimmen.

7. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) angeordnet ist, um den gelernten Wert (LRN) auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte (ΣKi), die an mehreren Zeitpunkten nach einer Inversion der Vergrößerungs- oder Verkleinerungsrichtung des integralen Korrekturwerts (ΣKi) abgetastet werden, arithmetisch zu bestimmen.

8. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, um einen Teil des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte (ΣKi) auf den gelernten Wert (LRN) zu reflektieren.

9. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, dass sie ein Verhältnis einer Reflektion des Mittelwerts der integralen Korrekturwerte (ΣKi), die auf den gelernten Wert (LRN) reflektiert werden, so variabel einzustellen, dass das Verhältnis der Reflektion abnimmt, wenn der Lernvorgang fortschreitet.

10. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, dass sie den gelernten Wert (LRN) auf Grundlage eines Mittelwerts der integralen Korrekturwerte (ΣKi) zu jedem vorgegebenen Zeitintervall arithmetisch bestimmt.

11. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, dass sie eine Filterungsarithmetikverarbeitung für den integralen Korrekturwert (ΣKi) ausführt, um dadurch arithmetisch einen gefilterten Wert (FLT), der sich aus der Filterungsarithmetikverarbeitung ergibt, als den Mittelwert arithmetisch zu bestimmen.

12. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, dass sie einen Haltestrom (ih), der zum Halten der tatsächlichen Ventilbetriebszeit benötigt wird, als den gelernten Wert (LRN) der Steuergröße, die für den integralen Korrekturwert (ΣKi) relevant ist, bestimmt.

13. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) so angeordnet ist, dass sie einen Stromwert, der durch Subtrahieren eines Referenzstromwerts (ib) von einem Haltestrom (ih), der zum Halten der tatsächlichen Ventilbetriebszeit benötigt wird, als den gelernten Wert (LRN) der Steuergröße, die für den integralen Korrekturwert (ΣKi) relevant ist, zu bestimmen.

14. Ventilbetriebszeit-Steuersystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lerneinrichtung (206) den gelernten Wert (LRN) ermittelt, wenn die gewünschte Ventilbetriebszeit (To) im wesentlichen konstant ist und außer, wenn die Zeitsteuerungsabweichung (ER) einen vorgegebenen Wert (E1) überschreitet.