DE19954573A1 - Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine

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Abstract

Ein Ventilzeitsteuerungssystem ist offenbart, das das beabsichtigte Betriebsverhalten einer Brennkraftmaschine (1) entwickeln kann. Das Ventilzeitsteuerungssystem umfaßt eine Vorrückungsbetrag-Berechnungseinrichtung (25) zum Berechnen eines Vorrückungsbetrags, der eine Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel bildet, und eine variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) zum Vorrücken und Zurückstellen des Nockenwinkels bezüglich des Kurbelwinkels durch die Verwendung eines Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine (1). Das Ventilzeitsteuerungssystem umfaßt ferner eine Lerneinrichtung (25) zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an einer Position, an der die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) mechanisch gestoppt ist, und eine Ventilzeitsteuerungsvariablen-Berechnungseinrichtung (25) zum Berechnen einer Ventilzeitsteuerungsvariablen, zum Antreiben der variablen Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) auf Grundlage einer Abweichung zwischen der von der Lerneinrichtung (25) gelernten Phasendifferenz und der von der Vorrückungsbetrag-Berechnungseinrichtung (25) berechneten Phasendifferenz. Die Lerneinrichtung (25) lernt die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an der mechanisch angehaltenen Position, wenn sich die Brennkraftmaschine (1) nicht im Leerlauf befindet. Somit sind Fehler, die sich aus der Betriebskraft einer Nockenwelle ergeben, nicht in dem maximalen Rückstellungswert ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine, die zum Steuern des Ventilzeitpunkts der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
2. Beschreibung des verwandten Sachstandes
Fig. 13 ist eine konzeptionelle Illustration einer Konfiguration einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilzeitsteuerungsmechanismus, der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 6-299876 offenbart ist.
Wie in Fig. 13 gezeigt, ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem herkömmlichen Ventilzeitsteuerungssystem mit einem Luftfilter 2, einem Luftströmungssensor 3, einem Drosselventil 4, einem Drosselsensor 5, einem Ansaugrohr 6, einem Einspritzers 7, einer Zündkerze 8, einem Auslassrohr 9, einem O2-Sensor 10, einem katalytischen Wandler 11, einer Sensorplatte 12, einem Kurbelwinkelsensor 13, einer Sensorplatte 14, einem Nockenwinkelsensor 15, einem Ölsteuerventil 16, einer ECU 17 und einer Zündspule 18 ausgerüstet.
Ferner, wie in Fig. 14 gezeigt, bilden ein Gehäuse 21, ein Rotor 22, eine Verzögerungs- oder Rückstellungskammer 23 und eine Vorrückungskammer 24 eine VTT (variable Ventilzeitsteuerung) Betätigungseinrichtung 20.
Der Luftfilter 2 ist an einer Öffnung des Einlassrohrs 6 vorgesehen, um die Luft zu reinigen, die die Brennkraftmaschine 1 ansaugt. Der Luftströmungssensor 3 ist auf der stromabwärts liegenden Seite des Luftfilters 2 vorgesehen, um die Ansaugluftmenge in die Brennkraftmaschine 1 zu erfassen. Das Drosselventil 4 wird im Zusammenhang mit dem Gaspedal geöffnet und geschlossen, um die Ansaugluftmenge einzustellen. Der Drosselsensor 5 erfasst den Öffnungsgrad des Drosselventils 4.
Wenn in einer derartigen Brennkraftmaschine der Fahrer auf das Gaspedal drückt, öffnet/schließt sich das Drosselventil 4, so dass Luft mit einem Kraftstoff, der von dem Einspritzer 7 eingespritzt wird, gemischt wird und diese Luft-Kraftstoff- Mischung in Zylinder eingeleitet wird. Die Kraftstoff-Luft- Mischung wird dann durch die Zündkerze 8 gezündet, um die Kolben durch die Verbrennung davon nach unten zu drücken, wodurch die Kurbelwelle veranlasst wird sich zu drehen. Die Drehung der Kurbelwelle wird als der Ausgang der Brennkraftmaschine abgeleitet.
Mit diesem Betrieb der Brennkraftmaschine erfasst der O2- Sensor 10 die Restsauerstoffmenge in dem Abgas. Der katalytische Wandler 11 entfernt gleichzeitig THC, CO und Nox, die schädliche Gase sind.
Die Fig. 14 und 15 sind vergrößerte Illustrationen eines wesentlichen Abschnitts der VVT Betätigungseinrichtung.
In Fig. 14 ist die VTT (variable Ventilzeitsteuerung) Betätigungseinrichtung 20 auf der Einlassseite angeordnet und besteht aus dem Gehäuse 21, dem Rotor 22, der Verzögerungskammer 23 und der Vorrückungskammer 24.
Der Rotor 22 ist fest auf einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) angebracht, um eine konstante Positionsbeziehung (z. B. die in Fig. 14 gezeigte Positionsbeziehung) bezüglich des Gehäuses 21 zu halten.
Ein Zeitsteuerungsriemen, eine Zeitsteuerungskette oder dergleichen (nicht gezeigt) ist auf dem Gehäuse 21 eingerichtet. Dieser Zeitsteuerungsriemen oder dergleichen ist auch auf einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) angeordnet.
Mit diesem Aufbau verursacht die Drehung der Kurbelwelle die Drehung der Nockenwelle über dem Zeitsteuerungsriemen oder dergleichen.
Ferner steuert das Ölsteuerventil 16 den Öldruck, der an die VTT Betätigungseinrichtung 20 angelegt werden soll, die an der Nockenwelle angebracht ist.
Um somit die Ventilzeitsteuerung in der Brennkraftmaschine zu verändern steuert die ECU 17 die VTT Betätigungseinrichtng 20 durch das Ölsteuerventil 16, um die Menge des an die Verzögerungskammer 23 und die Vorrückungskammer 24 zu liefernden Schmieröls einzustellen.
Die ECU 17 verschiebt die relative Position des Rotors 22 bezüglich des Gehäuses 21, z. B. von der in Fig. 14 gezeigten Position an die in Fig. 15 gezeigte Position, wodurch die Ventil-Zeitsteuerung geändert wird.
In Fig. 16 ist eine Graph, der die Charakteristiken der Beziehung zwischen der Ventilzeitsteuerung und der Ventilüberlappung zeigt. In diesem Fall bezeichnet der Ausdruck "Ventilüberlappung" die Überlappung zwischen der Zeitperiode, in der das Einlassventil in der Offen-Bedingung ist, und der Zeitperiode, in der das Auslassventil in der Offen-Bedingung ist.
Um zum Beispiel die Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils zu verzögern (d. h. zurückstellen oder zurückverlegen), liefert das Ölsteuerventil 16 das Öl an die Verzögerungskammer 23. Zu dieser Zeit wird der Rotor 22 bezüglich des Gehäuses 21 in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht und die Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils wird verzögert (in der mit einem Pfeil A in Fig. 16 angedeuteten Richtung), so dass die Ventilüberlappung abnimmt.
Wenn andererseits die Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils vorgerückt wird (in der mit dem Pfeil B in Fig. 16 angezeigten Richtung), dann nimmt die Ventilüberlappung zu.
Für den Fall einer Verzögerung (Rückstellung) der Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils auf ein Maximum, wird ferner das Gehäuse 21 in einen Kontakt mit dem Rotor 22 gebracht und an der Position festgelegt (siehe Fig. 14), wo es mechanisch stoppt, wobei dies die Position ist, an der die Ventilüberlappung den minimalen Wert annimmt.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorrückungsbetrag für den Fall, dass die Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils diese Position einnimmt, als ein maximaler Rückstellungswert bezeichnet, und in diesem Fall wird die Ventilzeitsteuerung des Einlassventils an der maximalen Rückstellungsposition ausgedrückt.
In der Ventilzeitsteuerung für die Brennkraftmaschine würde der wesentliche Vorrückungsbetrag (der nachstehend als eine VVT Steuervariable bezeichnet wird) von dem VTT Mechanismus bestimmt, wobei der voranstehend erwähnte maximale Rückstellungswert als eine Referenz verwendet wird. Ferner wird diese Ventilzeitsteuerung von der ECU 17 implementiert. Die optimale Ventilzeitsteuerung, die für die Brennkraftmaschine benötigt wird, verändert sich in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen. Deshalb steuert die ECU 17 immer die Ventilzeitsteuerung gemäß der Betriebsbedingungen.
Zum Beispiel hält ein ROM der ECU 17 eine zweidimensionale Karte zum Bestimmen eines gewünschten Vorrückungsbetrags auf Grundlage der Maschinengeschwindigkeit, die durch den Kurbelwinkelsensor 13 bestimmt wird, und der Ansaugmenge, die von dem Luftströmungssensor 3 erfasst wird.
Somit steuert die ECU 17 die Ventilzeitsteuerung so, dass der VVT gesteuerte Betrag (eine Variable) mit den gewünschten Vorrückungsbetrag, der von der zweidimensionalen Karte auf Grundlage der Maschinengeschwindigkeit und des Ansaugbetrags erhalten wird, übereinstimmt.
Wie voranstehend erwähnt wird der gewünschte Vorrückungsbetrag in der Form einer Abweichung des Vorrückungsbetrags von dem maximalen Rückstellungswert, der als eine Referenz verwendet wird, gespeichert und bezeichnet eine gewünschte VVT Steuervariable. Wenn demzufolge der gewünschte Vorrückungsbetrag Null ist, wird die ECU 17 eine Steuerung so ausführen, dass die VTT Steuervariable Null annimmt, wobei die Ventilzeitsteuerung auf die maximale Rückstellungsseite eingestellt wird.
Als nächstes wird nachstehend eine Ventilzeitsteuerungs- Erfassungseinrichtung beschrieben.
Die Sensorplatte 12 und die Sensorplatte 14 sind axial auf der Kurbelwelle bzw. der Nockenwelle befestigt. Vorsprünge sind auf den äußeren Umfangen der Sensorplatte 12, 14 gebildet.
Ferner sind in der Nähe der Sensorplatten 12, 14 der Kurbelwinkelsensor 13 und der Nockenwinkelsensor 15 auf die äußeren Umfänge davon jeweils gerichtet angeordnet. Der Kurbelwinkelsensor 13 und der Nockenwinkelsensor 15 erfassen als Veränderungen von magnetischen Feldern die Änderungen in dem Abstand zwischen dem Kurbelwinkelsensor 13 und der Sensorplatte 12 und die Änderungen in dem Abstand zwischen dem Nockenwinkelsensor 15 und der Sensorplatte 14, die mit einer Drehung jeweils der Sensorplatten 12, 14 auftritt.
Mit der Drehung der Kurbelwelle und der Nockenwelle drehen sich somit die Sensorplatten 12, 14 und der Kurbelwinkelsensor 13 und der Nockenwinkelsensor 15 erfassen die Vorsprünge auf den äußeren Umfängen davon, um einen Kurbelwinkel bzw. einen Nockenwinkel zu erfassen.
Fig. 17 zeigt Beispiele von Ausgangssignalen von einem Kurbelwinkelsensor und einem Nockenwinkelsensor. Fig. 17 zeigt die Charakteristiken einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine.
In einer Brennkraftmaschine mit den in Fig. 17 gezeigten Charakteristiken weist die Sensorplatte 12, die axial an der Kurbelwelle angebracht ist, einen Vorsprung zwischen 76 degCA (GradCA) vor dem oberen Totpunkt (BTDC) und 6 degCA (GradCA) (BTDC) des Kurbelwinkels auf. Somit wird in einer derartigen Brennkraftmaschine ein Signal von dem Kurbelwinkelsensor 13 bei BTDC 76 GradCA (H Pegel), während es bei BTDC 6 GradCA niedrig (L Pegel) wird.
Ferner weist in einer Brennkraftmaschine mit den in Fig. 17 gezeigten Charakteristiken die Sensorplatte 14, die auf ihrer Achse an der Nockenwelle eingestellt ist, einen Vorsprung auf, der gebildet ist, um einen H Pegel an einem Punkt (θ = 20 GradCA) 20 Grad 20CA vor dem Umschalten des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 13 auf den H Pegel auszugeben. Demzufolge wird in dem maximalen Rückstellungs- bzw. Verzögerungswert ein Signal von dem Nockenwinkelsensor 15 ein H Pegel an einem Punkt (θ = 20 GradCA) 20 GradCA vor dem Umschalten des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 13 auf dem H Pegel.
Aus den vorangehenden berechnet die ECU 17 (ermittelt) die Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, das heißt den Vorrückungsbetrag gemäß der folgenden Gleichung, auf Grundlage der Zeitdifferenz zwischen Signalen von dem Kurbelwinkelsensor und dem Nockenwinkelsensor 15 und der Maschinengeschwindigkeit.
θ = (Tcrank - Tcam)/(Tcrank[i] - Tcrank[i-1]) × 180 (1)
mit:
θ: Phasendifferenz (GradCA bzw. degCA] zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle;
Tcrank: eine benötigte Zeit [ms], von dem Zeitpunkt, zu dem ein freilaufender Zähler startet, bis ein Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor auf einen H Pegel umschaltet; und
Tcam: eine benötigte Zeit [ms] von einem Zeitpunkt, zu dem der freilaufende Zähler startet, bis ein Ausgangssignal von dem Nockenwinkelsensor auf einen L Pegel umschaltet.
Ferner bezeichnet Tcrank[i-1] einen Wert in dem vorangegebenen Bearbeitungszyklus bezüglich Tcrank[i].
Da die Signaleingabeverarbeitung für die Phasendifferenz θ über eine Unterbrechungsverarbeitung in einem Verarbeitungsprogramm der ECU 17 ausgeführt wird, wird die Phasendifferenz θ in Fig. 17 so eingestellt, dass sie nicht Null einnimmt, selbst wenn die Ventilzeitsteuerung sich auf der maximalen Rückstellungs- bzw. Verzögerungsseite befindet. Dies liegt daran, dass dann, wenn die Phasendifferenz des θ auf der maximalen Rückstellungsseite Null wird, eine Fehlberechnung bei einer winzigen Zeitsteuerung in der Unterbrechungsverarbeitung stattfinden kann.
Um eine derartige fehlerhafte Berechnungsverarbeitung zu verhindern, ist eine Phasendifferenz θ auch auf der maximalen Verzögerungsseite der Ventilzeitsteuerung vorgesehen und ein Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit wird als der maximale Rückstellungswert gelernt. Dann wird die Vorrückungssteuerung unter Verwendung dieses maximalen Rückstellungswerts als eine Referenz ausgeführt.
Somit wird der maximale Rückstellungswert für den Zweck einer Verhinderung von Unregelmäßigkeiten in dem maximalen Verzögerungswert aufgrund von Differenzen zwischen den Genauigkeiten und Installationspositionen der Sensorplatten, des Nockenwinkelsensors und des Kurbelwinkelsensors und denjenigen, die sich aus Änderungen mit dem Ablauf der Zeit ergeben, gelernt. Das heißt, wenn der maximale Verzögerungswert nur in einem ROM der ECU 17 gespeichert wird und tatsächlich nicht erfasst wird, werden Schwierigkeiten beim genauen Steuern der Ventilzeitsteuerung aufgrund der voranstehend erwähnten Differenzen aufgrund der Installationsposition etc. erfahren und dies behindert eine Entwicklung des beabsichtigten Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine.
Zusätzlich muss dieser maximale Rückstellungswert an einer Position gelernt werden, wo die Ventilüberlappung minimal ist.
Bezüglich der Leerlaufbedingungen der Brennkraftmaschine einschließlich des VVT Mechanismus wird die Stabilität von Betriebsbedingungen allgemein als ein wichtiger Aspekt berücksichtigt und durch die Verwendung des Öldrucks wird das Gehäuse 21 relativ zu dem Rotor 22 an einer Position festgelegt, an der die Ventilüberlappung minimal ist.
Für den Fall, dass jedoch die Schmieröltemperatur in der Brennkraftmaschine gerade zunimmt, fällt der Schmieröldruck in der Leerlaufbedingung, im Vergleich mit derjenigen in einem kalten Zustand, ab. Demzufolge nimmt die Kraft, mit der das Gehäuse 21 an der Position befestigt wird, wo die VVT Steuervariable Null wird, ab und die Position des Gehäuses bezüglich des Rotors 22 wird durch die Kraft von der Nockenwelle verändert, so dass eine Möglichkeit einer Vorrückung der Ventilzeitsteuerung vorhanden ist.
Wenn demzufolge der maximale Rückstellungswert gelernt wird, wenn der Schmieröldruck gering ist, kann der maximale Rückstellungswert Fehler enthalten.
Zweitens wird nachstehend eine Beschreibung des Betriebs des herkömmlichen Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine beschrieben.
Fig. 18 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte des herkömmlichen Brennkraftmaschine- Ventilzeitsteuerungssystems zeigt.
Wie Fig. 18 zeigt, beginnt die Verarbeitung im Schritt 1801, um eine Phasendifferenz zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle auf Grundlage einer Rotationsphase der Nockenwelle, die von dem Nockenwinkelsensor 15 erfasst wird, und einer Rotationsphase der Kurbelwelle, die von dem Kurbelwinkelsensor 13 erfasst wird, zu berechnen. Die so ermittelte Phasendifferenz zeigt den gegenwärtigen Vorrückungsbetrag der Nockenwelle bezüglich der Kurbelwelle an.
Danach folgt ein Schritt 1802, um zu bestimmen, ob die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 eine Leerlaufbedingung ist oder nicht.
Wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in der Leerlaufbedingung befindet, dann geht die Verarbeitung zu einem Schritt 1803, um als den maximalen Rückstellungswert einen Vorrückungswert in der Leerlaufbedingung zu lernen. Da gewöhnlicherweise der VVT Mechanismus nicht in der Leerlaufbedingung arbeitet, wird der maximal Rückstellungswert, der in dem Schritt 1803 erfasst wird, ein Vorrückungsbetrag, wenn die Ventilzeitsteuerung auf der maximalen Rückstellungsseite ist.
Als nächstes geht die Verarbeitung zum Schritt 1804, um eine Abweichung zwischen dem gegenwärtigen Vorrückungsbetrag, der in dem Schritt 1801 erfasst wird, und dem maximalen Rückstellungswert, der in dem Schritt 1803 gelernt wird, zu berechnen. Die Abweichung ist eine VVT Steuervariable, die durch das Ventilzeitsteuerungssystem erhalten wird.
Da ferner in der Leerlaufbedingung der gegenwärtige Vorrückungsbetrag gleich zu dem maximalen Rückstellungswert ist, der in dem Schritt 1803 gelernt wird, nimmt die VVT Steuervariable Null an.
Die ECU 17 bestimmt eine Ventilzeitsteuerungsvariable auf Grundlage einer Abweichung der VVT Steuervariablen, die so erfasst wird, und einem gewünschten Vorrückungsbetrag, der in der ECU 17 vorher berechnet wird. Ferner steuert die ECU 17 das Ölsteuerventil 16 zum Antreiben der VVT Betätigungseinrichtung 20, so dass die VVT Steuervariable mit dem gewünschten Vorrückungsbetrag übereinstimmt.
Wie voranstehend beschrieben wird in dem herkömmlichen Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine die Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel in dem Leerlaufzustand gelernt, wo die Ventilüberlappung minimal wird.
Trotzdem fällt in der Leerlaufbedingung, nachdem der Öldruck ansteigt, der Öldruck ab und die Kraft, mit der das Gehäuse 21 an dem maximalen Rückstellungswert bezüglich des Rotors 22 festgelegt wird, wird schwach, so dass eine Möglichkeit besteht, dass das Gehäuse 21 an dem maximalen Rückstellungswert durch die Betätigungskraft der Kurbelwelle nicht festgelegt werden kann. Die Nockenwellen-Betriebskraft zeigt eine reaktive Kraft von einem Ventil an, das arbeitet, wenn eine Nocke der Nockenwelle das Ventil aktiviert.
Einen derartigen Fall eine Position, die um einen bestimmten Grad von dem maximalen Rückstellungswert vorgerückt ist, als der maximale Rückstellungswert gelernt wird, wird die Ventilzeitsteuerung auf Grundlage der VTT Steuervariable in einem Zustand implementiert, bei dem der fehlerhafte maximale Rückstellungswert als eine Referenz verwendet wird, wodurch ein Fehler zwischen der Ventilzeitsteuerungsvariablen und dem gewünschten Vorrückungsbetrag erzeugt wird, was es schwierig macht, das beabsichtigte Maschinenbetriebsverhalten zu entwickeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist die vorliegende Erfindung entwickelt worden, um derartige Probleme zu beseitigen, und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die die Ventilzeitsteuerung mit einer hohen Genauigkeit durch genaues Lernen des maximalen Rückstellungswerts steuern kann.
Für diesen Zweck ist gemäß dieser Erfindung ein Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die umfasst: eine Kurbelwinkel- Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Kurbelwinkels in der Brennkraftmaschine, eine Nockenwinkel-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Nockenwinkels in der Brennkraftmaschine, ein Vorrückungsbetrag-Berechnungs-(Computer)-Abschnitts zum Berechnen eines Vorrückungsbetrags, der eine Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel ist, eine variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung zum Vorrücken und Rückstellen des Nockenwinkels bezüglich des Kurbelwinkels durch die Verwendung eines Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine, eine Lerneinrichtung zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an einer Position, an der die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung mechanisch anhält, und eine Ventilzeitsteuerung-Variablen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Ventilzeitsteuerung-Variablen, um die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung auf Grundlage einer Abweichung zwischen dem von der Lerneinrichtung gelernten Phasendifferenzwert und der von der Vorrückungsbetrag- Berechnungseinrichtung berechneten Phasendifferenz anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an der mechanisch angehaltenen Position lernt, außer wenn die Brennkraftmaschine sich in einer Leerlaufbedingung befindet. Somit sind Fehler, die sich aus der Betriebskraft der Nockenwelle ergeben, nicht in dem maximalen Rückstellungswert enthalten, was ein genaues Lernen des maximalen Rückstellungswerts sicherstellt. Demzufolge wird eine Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit möglich.
Wenn die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung auf der Einlaßventilseite der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, lernt die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel auf der Einlaßventilseite, wenn die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung an einer mechanisch gestoppten Position ist und die Ventilzeitsteuerung an der maximalen Rückstellungsposition ist. Demzufolge ist es möglich, die Ventilzeitsteuerung genau auf der Einlaßventilseite auszuführen.
Wenn ferner die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung auf der Auslaßventilseite der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, lernt die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel auf der Auslaßventilseite, wenn die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung an einer mechanisch gestoppten Position ist und die Ventilzeitsteuerung an der maximalen Vorrückungsposition ist. Demzufolge ist es möglich, die Ventilzeitsteuerung genau auf der Auslaßventilseite auszuführen.
Das Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine umfaßt ferner eine Berechnungseinrichtung für einen gewünschten Wert zum Berechnen eines gewünschten Werts einer Abweichung zwischen der von der Lerneinrichtung gelernten Phasendifferenz und der von der Vorrückungsbetrag- Berechnungseinrichtung berechneten Phasendifferenz, wobei die Lerneinrichtung eine Phasendifferenz zwischen einem Kurbelwinkel und einem Nockenwinkel lernt, wenn der gewünschte Wert Null ist. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, in der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Das Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine umfaßt ferner eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, wobei die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich die Brennkraftmaschine verlangsamt. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit höher Genauigkeit erreicht werden kann.
Das Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine umfasst ferner eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, wobei die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich die Brennkraftmaschine unter einer Kraftstoffabschaltungssteuerung befindet. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Das Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine umfasst ferner eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, wobei die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung eingestellt wird, um die Ventilzeitsteuerung so zu steuern, dass die Ventilüberlappung minimal wird, wenn eine Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine höher als ein vorgegebener Wert ist, und wobei die Lerneinrichtung eine Phasendifferenz zwischen einem Kurbelwinkel und einem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß die Maschinengeschwindigkeit höher als der vorgegebene Wert ist.
Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Ferner lernt die Lerneinrichtung einer Phasendifferenz zwischen einem Kurbelwinkel und einem Nockenwinkel, nachdem eine vorgegebene Zeitperiode von dem Zeitpunkt abläuft, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass der gewünschte Wert Null ist, die Brennkraftmaschine sich verlangsamt, die Brennkraftmaschine sich unter einer Kraftstoffabschaltungssteuerung befindet und eine Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine höher als der vorgegebene Wert ist. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Ferner ist die vorgegebene Zeitperiode länger als eine Verzögerung von dem Zeitpunkt, wenn die die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß der gewünschte Wert Null ist, die Brennkraftmaschine sich verlangsamt, die Brennkraftmaschine sich unter einer Kraftstoffabschaltungssteuerung befindet, oder daß eine Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine höher als der vorgegebene Wert ist, bis eine Ventilzeitsteuerungsvariable Null annimmt. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Ferner lernt die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, wenn die Brennkraftmaschine kalt ist. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Noch weiter lernt die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, wenn die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine auf eine gewöhnliche Leerlaufgeschwindigkeit von einer Bedingung einer Überschreitung der Leerlaufgeschwindigkeit unmittelbar nach einem Starten abnimmt. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingungs zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
Ferner lernt die Lerneinrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann, wenn ein gelernter Wert nicht gespeichert und gehalten wird. Demzufolge ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert genau in einer Betriebsbedingung zu berechnen, bei der der Schmieröldruck hoch ist, wodurch die Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit erreicht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer Konfiguration eines Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung eines Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 11 ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem gemäß einer achten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 13 eine konzeptionelle Darstellung einer Konfiguration einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilzeitsteuerungsmerkmal, das in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 6-299876 offenbart ist;
Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils einer VTT-Betätigungseinrichtung;
Fig. 15 eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Abschnitts der VTT-Betätigungseinrichtung;
Fig. 16 einen Graph von Charakteristiken des Zusammenhangs zwischen der Ventilzeitsteuerung und der Ventilüberlappung;
Fig. 17 eine Darstellung von Beispielen von Ausgangssignalen von einem Kurbelwinkelsensor und einem Nockenwinkelsensor;
Fig. 18 ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Verarbeitung in einem herkömmlichen Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG (Erste Ausführungsform)
Fig. 1 ist eine Darstellung einer Konfiguration eines Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 sind die Teile, die denjenigen des herkömmlichen Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen markiert und die Beschreibung davon wird zur Abkürzung weggelassen.
Ein Kurbelwinkelsensor 13 dient als eine Kurbelwinkel- Erfassungseinrichtung und ein Nockenwinkelsensor 15 arbeitet als eine Nockenwinkel-Erfassungseinrichtung. Eine ECU 25 dient als eine Vorrückungsbetrag-Berechnungseinrichtung, eine Lerneinrichtung, eine Ventilzeitsteuerungsvariablen- Berechnungseinrichtung und eine Betriebsbedingungs- Bestimmungseinrichtung. Eine VTT-Betätigungseinrichtung 20 dient als eine Einrichtung für eine variable Ventilzeitsteuerung (auch als variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung bezeichnet).
Ein Luftreiniger 2 ist an einer Öffnung eines Ansaugrohrs 6 installiert, um die Luft zu reinigen, die eine Brennkraftmaschine 1 ansaugt. Ein Luftströmungssensor 3 ist auf der stromabwärts liegenden Seite des Luftreinigers 2 vorgesehen, um den Ansaugbetrag in die Brennkraftmaschine 1 hinein zu erfassen. Ein Drosselventil 4 wird im Zusammenhang mit dem Gaspedal geöffnet und geschlossen, um die Ansaugluftmenge einzustellen. Ein Drosselsensor 5 erfaßt den Öffnungsgrad des Drosselventils 4.
Wenn in einer derartigen Brennkraftmaschine der Fahrer auf das Gaspedal tritt, öffnet/schließt sich das Drosselventil 4 und Luft wird mit Kraftstoff gemischt, der von dem Einspritzer 7 eingespritzt wird, und diese Luft-Kraftstoff-Mischung wird in die Zylinder eingeführt. Die Kraftstoff-Luft-Mischung wird dann von einer Zündkerze gezündet, um die Kolben durch die Verbrennung davon nach unten zu drücken, wodurch eine Kurbelwinkel veranlaßt wird, sich zu drehen. Die Drehung der Kurbelwelle wird als der Ausgang der Brennkraftmaschine abgeleitet.
Mit diesen Betrieb der Brennkraftmaschine erfaßt ein O2-Sensor 10 den Restsauerstoffgehalt in dem Abgas. Ein katalytischer Wandler 11 entfernt gleichzeitig THC, CO und NOx, die schädliche Gase sind, die in dem Abgas enthalten sind.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Wie Fig. 2 zeigt, beginnt die Verarbeitung im Schritt 201, in dem die ECU 25 den gegenwärtigen Vorrückungsbetrag berechnet, der die Phasendifferenz zwischen Signalen von dem Nockenwinkelsensor 15 und dem Kurbelwinkelsensor 13 ist.
In dem Schritt 202 wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 sich in einer Leerlaufbedingung befindet oder nicht. Diese Bestimmung wird auf Grundlage davon durchgeführt, ob der Drosselsensor 5 die vollständig geschlossene Position erfaßt oder nicht, ob die Maschinengeschwindigkeit eine Leerlaufgeschwindigkeit annimmt oder nicht, oder ob die Brennkraftmaschine 1 sich unter einer Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung befindet oder nicht.
Wenn die ECU 25 bestimmt, daß die Brennkraftmaschine 1 sich nicht in einer Leerlaufbedingung befindet, dann folgt ein Schritt 203, um zu bestimmen, ob der gewünschte Vorrückungsbetrag Null ist oder nicht. Wenn der gewünschte Vorrückungsbetrag Null ist, dann geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 204, in dem die ECU 25 den Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit als den maximalen Rückstellungswert lernt.
Wenn sich somit die Brennkraftmaschine 1 nicht in der Leerlaufbedingung befindet und der gewünschte Vorrückungsbetrag Null ist, ist die Ventilzeitsteuerung an der maximalen Rückstellungsposition, die die mechanisch gestoppte Position der VTT-Betätigungseinrichtung 20 auf der Rückstellungsseite ist. In anderen Maschinen- Betriebsbedingungen als einer Startbedingung wird ferner die Maschinengeschwindigkeit während eines Leerlaufs am geringsten, während in anderen Bedingungen als der Leerlaufbedingung die Maschinengeschwindigkeit höher während eines Leerlaufs wird, so daß der Öldruck ansteigt. Demzufolge wird die Kraft, mit der das Gehäuse 21 an dem Rotor 22 befestigt ist, stärker, so daß im Gegensatz zu dem herkömmlichen System der maximalen Rückstellungswert, der im Schritt 204 gelernt wird, keine Fehler enthält.
Als nächstes geht die Verarbeitung zu einem Schritt 205, wo die ECU 25 eine VVT Steuervariable auf Grundlage der gegenwärtigen Phasendifferenz, die im Schritt 201 berechnet wird, und dem maximalen Rückstellungswert, der in dem Schritt 204 gelernt wird, berechnet.
Wenn andererseits im Schritt 202 die ECU 25 die Leerlaufbedingung bestimmt, oder wenn in dem Schritt 203 entschieden wird, daß der gewünschte Vorrückungsbetrag nicht Null ist, dann geht die Verarbeitung zum Schritt 205, in dem die ECU 25 die VVT Steuervariable berechnet. Im Fall einer derartigen Verarbeitung wird das Lernen des maximalen Rückstellungswerts nicht ausgeführt und die VVT Steuervariable wird unter Verwendung der gelernten maximalen Rückstellungswerte, die in der Verarbeitung in den vorangehenden Zyklen verwendet werden, berechnet. Das heißt, zum Beispiel wird der maximale Rückstellungswert nicht unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine 1 gelernt, sondern wird unter Verwendung von Designwerten oder dergleichen, die in einem ROM der ECU 25 gespeichert und gehalten werden, berechnet, wenn ein maximaler Rückstellungswert nicht in einem RAM der ECU 25 oder dergleichen gespeichert oder gehalten wird.
Wenn somit die Verarbeitung durch die Schritte 201, 202 und 203 zum Schritt 204 zum Lernen des maximalen Rückstellungswerts weitergeht, nimmt die VVT Steuervariable, die in dem nächsten Schritt 205 berechnet werden soll, Null an. Dies liegt daran, daß Fehler in dem maximalen Rückstellungswert nicht enthalten sind und der gegenwärtige Vorrückungsbetrag gleich zu dem maximalen Rückstellungswert ist.
Wenn andererseits die Verarbeitung den Schritt 205 durch den Schritt 202 oder 203 erreicht, ohne durch den Schritt 204 zu gehen, unterscheidet sich der maximale Rückstellungswert, der in dem RAM der ECU 25 gespeichert und gehalten wird, von dem gegenwärtigen Vorrückungsbetrag, und die Abweichung, die in dem Schritt 205 berechnet wird, wird die VVT Steuervariable. Mit dem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wird wie voranstehend beschrieben dann, wenn sich die Brennkraftmaschine in einer anderen Bedingung als der Leerlaufbedingung befindet, in der der Schmieröldruck hoch ist, und der gewünschte Vorrückungsbetrag Null annimmt, der maximale Rückstellungswert gelernt. Demzufolge sind Fehler, die von der Betriebskraft der Nockenwelle verursacht werden, in dem maximalen Rückstellungswert nicht enthalten, was das genaue Lernen des maximalen Rückstellungswerts ermöglicht. Demzufolge kann eine höchst genaue Ventilzeitsteuerung ausgeführt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 3 sind die Inhalte der Schritte 201, 204 und 205 identisch zu denjenigen, die mit dem gleichen Bezugszeichen markiert sind und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Zusätzlich ist die Konfiguration des Ventilzeitsteuerungssystems für eine Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich zu derjenigen der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Schritte 201, 301, 204 und 205, die nachstehend beschrieben werden, werden in der ECU 25 implementiert.
In Fig. 3 berechnet die ECU 25 einen Vorrückungsbetrag in dem Schritt 201 und bestimmt dann in dem Schritt 302, ob die Brennkraftmaschine sich gerade verlangsamt oder nicht. Wenn die Bestimmung zeigt, daß sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt, dann lernt die ECU 25 einen maximalen Rückstellungswert in dem Schritt 204. Dann berechnet die ECU 25 einen VVT Steuervariable in dem Schritt 205.
Wenn andererseits die Brennkraftmaschine gerade nicht abnimmt, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage der maximalen Rückstellungswerte, die in den vorangehenden Zyklen gelernt werden, zu berechnen.
In dem Schritt 302 bestimmt die ECU 25, daß sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt, beispielsweise auf Grundlage der Tatsache, daß die Maschinengeschwindigkeit hoch ist, wenn ein Ausgangswert des Drosselsensors eine vollständig geschlossene Bedingung anzeigt, oder daß die Maschinengeschwindigkeit höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit oder die Leerlaufgeschwindigkeit ist.
Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Das Zeitablaufdiagramm in Fig. 4 entspricht der Steuerverarbeitung in Fig. 3, wobei der Fall gezeigt ist, daß der maximale Rückstellungswert gelernt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt.
Um effektiv die Effekte einer Maschinenabbremsung aufzuzeigen, wenn sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt, wird eine Steuerung auf die maximale Rückstellungsseite, wo die Ventilüberlappung ein Minimum wird, implementiert, um den Pumpverlust zu maximieren. Demzufolge wird der gewünschte Vorrückungsbetrag auf Null eingestellt. Ferner kann ein gewünschter Vorrückungsbetrag in einem Verlangsamungsbereich in einer zweidimensionalen Karte ebenfalls auf Null eingestellt werden.
Wenn das Drosselventil 4 vollständig geschlossen wird, dann wird der Ausgang des Drosselsensors ein Wert, der die vollständig geschlossene Position anzeigt, und die Brennkraftmaschine beginnt sich zu verlangsamen, so daß die Maschinengeschwindigkeit beginnt abzufallen.
An einem Punkt zur Zeit A in Fig. 4 wird der gewünschte Vorrückungsbetrag einer Brennkraftmaschine Null und, obwohl die Maschinengeschwindigkeit hoch ist, verlangsamt sich das Motorfahrzeug. Zu dieser Zeit ist die Bedingung zum Lernen des maximalen Rückstellungswerts erfüllt, so daß der Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit als der maximale Rückstellungswert gelernt wird.
Wie voranstehend beschrieben, wird gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung in einem Zustand, bei dem sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt und die Maschinengeschwindigkeit höher als die Leerlaufgeschwindigkeit ist, der maximale Rückstellungswert gelernt, wenn die Ventilzeitsteuerung sich an der maximalen Rückstellungsposition befindet. Infolgedessen ist ein genaues Lernen des maximalen Rückstellungswerts in einem Zustand möglich, bei dem der Schmieröldruck in der Brennkraftmaschine hoch ist, was verhindert, daß Fehler aufgrund der Betriebskraft der Nockenwelle in dem maximalen Rückstellungswert enthalten ist. Demzufolge kann die Ventilzeitsteuerung der Brennkraftmaschine mit einem hohen Genauigkeitsgrad gesteuert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Steuerverarbeitung in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 5 sind die Inhalte der Schritte 201, 301, 204 und 205 die gleichen wie diejenigen in den ersten und zweiten Ausführungsformen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnen und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Zeitsteuerungssystems gemäß der dritten Ausführungsform ist ähnlich wie diejenige des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Schritte 201, 301, 503, 204 und 205, die nachstehend beschrieben werden, werden von der ECU 25 ausgeführt.
Wenn die ECU 25 in dem Schritt 302 bestimmt, daß sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt, dann geht die Verarbeitung zum Schritt 503, wo sie bestimmt, ob eine Kraftstoff-Abschaltungssteuerung ausgeführt wird oder nicht.
Die "Kraftstoff-Abschaltungssteuerung" bei der Verlangsamung der Brennkraftmaschine zeigt eine Kraftstoff-nicht- Einspritzungssteuerung für den Zweck der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und des Abgases an.
Wenn in dem Schritt 503 die ECU 25 bestimmt, keine Kraftstoff- Abschaltungssteuerung zu implementieren, dann geht die Verarbeitung direkt zum Schritt 205.
Wenn andererseits im Schritt 503 die ECU 25 bestimmt, eine Kraftstoff-Abschaltungssteuerung zu implementieren, dann lernt die ECU 25 den maximalen Rückstellungswert in dem Schritt 204. Danach geht die Verarbeitung weiter zu dem Schritt 205.
Fig. 6 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Um den maximalen Rückstellungswert während der Ausführung der Kraftstoff-Abschaltungssteuerung zu lernen, zeigt das Ausgangssignal des Drosselsensors das vollständig geschlossene Ventil an, wie in Fig. 6 gezeigt, und der Vorrückungsbetrag an einem Punkt zur Zeit A, wo die Kraftstoff- Abschaltungssteuerung beginnt, wird gespeichert und als ein gelernter maximaler Rückstellungswert gehalten. An dem Punkt A ist die Bedingung zum Lernen des maximalen Rückstellungswerts erfüllt und der Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit wird als der maximale Rückstellungswert gelernt.
Da gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung der maximale Rückstellungswert gelernt wird, wenn die Brennkraftmaschine sich unter der Kraftstoff- Abschaltungssteuerung befindet, während sie sich verlangsamt, und die Ventilzeitsteuerung bei der maximalen Rückstellung ist, wie voranstehend erwähnt, ist es möglich, den maximalen Rückstellungswert in einem Zustand zu lernen, bei dem der Schmieröldruck in der Brennkraftmaschine hoch ist. Demzufolge ändert sich die Ventilzeitsteuerung von der maximalen Rückstellungsposition aufgrund der Betriebskraft der Nockenwelle nicht, sondern wird stabil, mit dem Ergebnis, daß eine Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit möglich wird.
Um zusätzlich zu verhindern, daß die Brennkraftmaschine stehenbleibt, wird die Kraftstoff-Abschaltungssteuerung während einer Verlangsamung nur in einem Zustand implementiert, bei dem die Maschinengeschwindigkeit irgendwie hoch ist. Wenn somit die Kraftstoff-Abschaltungssteuerung durchgeführt wird, ist der Schmieröldruck irgendwie hoch. Da eine Verbrennung während der Kraftstoff-Abschaltungssteuerung nicht ausgeführt wird, ergeben sich ungünstige Einflüsse auf die Verbrennung nicht.
Mit dem Brennkraftmaschinen-Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist es, wie voranstehend beschrieben möglich, die maximale Rückstellungsposition mit einer hohen Genauigkeit zu lernen, wodurch eine genauere Ventilzeitsteuerung erreicht wird.
(Vierte Ausführungsform)
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 7 sind die Inhalte der Schritte 201, 204 und 205 identisch zu denjenigen in der ersten Ausführungsform, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und die Beschreibung davon wird zur Verkürzung weggelassen.
Ferner ist eine Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der vierten Ausführungsform ähnlich zu derjenigen des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Schritte 201, 702, 204 und 205 werden von der ECU 25 implementiert.
Die vierte Ausführungsform dieser Erfindung zeigt den Fall, bei dem das Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der Erfindung insbesondere auf einer Brennkraftmaschine mit einem VVT Mechanismus angewendet wird, der die Ventilzeitsteuerung in einem Bereich einer mittleren Maschinengeschwindigkeit vorrückt und die Ventilzeitsteuerung auf die maximale Rückstellungsseite in einem Bereich mit einer hohen Maschinengeschwindigkeit einstellt.
Nach Berechnen eines Vorrückungsbetrags im Schritt 201 entscheidet die ECU 25 in dem Schritt 702, ob die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine sich in einem Bereich einer hohen Maschinengeschwindigkeit befindet oder nicht.
Wenn die Maschinengeschwindigkeit sich in dem Bereich mit hoher Maschinengeschwindigkeit befindet, dann lernt die ECU 25 den maximalen Rückstellungswert in dem Schritt 204 und berechnet danach die VVT Steuervariable in dem Schritt 205.
Wenn andererseits die Maschinengeschwindigkeit nicht in dem Bereich hoher Maschinengeschwindigkeiten ist, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage der maximalen Rückstellungswerte zu berechnen, die in der Berechnungsverarbeitung in den vorangehenden Zyklen gelernt werden.
In diesem Fall bedeutet der "Bereich mit hohen Maschinengeschwindigkeiten" einen Zustand, bei dem die Maschinengeschwindigkeit zum Beispiel 5000 UPM übersteigt und da in der voranstehend erwähnten Brennkraftmaschine der Maschinenausgang in den Bereich hoher Maschinengeschwindigkeit durch Verwenden eines Ansaugträgheits-Aufladungseffekt verbessert ist, wird die Ventilzeitsteuerung auf die maximale Rückstellungsseite gesteuert. Ferner wird der Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit als der maximale Rückstellungswert gelernt.
Ferner wird eine derartige Ventilzeitsteuerung zum Beispiel erreicht, wobei der gewünschte Vorrückungsbetrag in dem Bereich hoher Geschwindigkeit in einer zweidimensionalen Karte auf Null gesetzt wird.
Da der maximale Rückstellungswert gelernt wird, wenn die Brennkraftmaschine sich in dem Bereich hoher Maschinengeschwindigkeiten befindet und der gewünschte Vorrückungswinkel Null annimmt, ist es wie voranstehend beschrieben gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung möglich, den maximalen Rückstellungswert zu lernen, wenn der Schmieröldruck in der Brennkraftmaschine hoch ist. Ferner kann die Ventilzeitsteuerung stabil gemacht werden, indem der maximale Rückstellungswert aufgrund der Betriebskraft von der Nockenwelle nicht verändert wird, so daß eine Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit möglich ist.
(Fünfte Ausführungsform)
Gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung wird eine Steuerung ausgeführt, wenn die Ventilzeitsteuerung zurückgestellt (verzögert) wird, um auf eine maximale Rückstellungsposition zu kommen, wobei eine Verzögerung bereitgestellt wird, bevor der maximale Rückstellungswert gelernt wird.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 8 sind die Inhalte der Schritte 201 bis 205 identisch zu denjenigen in der ersten Ausführungsform, die mit den gleichen Bezugszeichen markiert sind, und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Ferner ist eine Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Zeitsteuerungssystems gemäß der fünften Ausführungsform ähnlich zu derjenigen des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Schritte 201 bis 205 und der Schritt 800 werden von der ECU 25 implementiert.
Die Verarbeitung geht durch die Schritte 201 und 202 und erreicht den Schritt 203 und wenn eine Bestimmung im Schritt 203 durchgeführt wird, daß der gewünschte Vorrückungsbetrag Null ist, dann bestimmt die ECU 25 in dem Schritt 800, ob eine vorgegebene Zeitperiode nachdem der gewünschte Vorrückungsbetrag Null wird, abgelaufen ist oder nicht.
Wenn die vorgegebene Zeitperiode nicht abgelaufen ist, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205 ohne Lernen des maximalen Rückstellungswerts, und die VVT Steuervariable wird auf Grundlage der maximalen Rückstellungswerte berechnet, die in der Betriebsverarbeitung in den vergangenen Zyklen gelernt werden.
Wenn andererseits die Bestimmung zeigt, daß die vorgegebene Zeitperiode abgelaufen ist, dann geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 204, um den maximalen Rückstellungswert zu lernen. Nach dem Lernen des maximalen Rückstellungswerts in dem Schritt 204 geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage des maximalen Rückstellungswerts, der in dem Schritt 204 gelernt wird, zu berechnen.
Da in einem Ventilzeitsteuerungssystem einer Brennkraftmaschine der Maschinenschmieröldruck als eine Energiequelle verwendet wird, um die Rückkopplungssteuerung für die VVT Steuervariable auszuführen, folgt die VVT Steuervariable nach dem gewünschten Vorrückungsbetrag.
Demzufolge muß die vorgegebene Zeitperiode in dem Schritt 800 länger als die Verzögerungszeit von der Zeit, zu der der gewünschte Vorrückungsbetrag Null wird, bis die VVT Steuervariable Null wird, sein.
Die Zeitperiode beginnend mit der Zeit, zu der der gewünschte Vorrückungsbetrag Null wird, bis zu der Zeit, zu der die VVT Steuervariable Null wird, hängt von dem Schmieröldruck ab, der sich mit der Maschinengeschwindigkeit ändert, und wenn die Maschinengeschwindigkeit höher wird, wird sie kürzer. Demzufolge ist es auch geeignet, daß die vorgegebene Zeitperiode lang eingestellt wird, wenn die Maschinengeschwindigkeit niedrig ist, während sie eingestellt wird, um kurz zu sein, wenn die Maschinengeschwindigkeit hoch ist.
Obwohl die voranstehende Beschreibung sich auf den Fall unter Verwendung einer vorgegebenen Zeitperiode bezieht, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Deshalb ist es auch möglich, die Ventilzeitsteuerung auszuführen, indem in dem Schritt 800 bestimmt wird, ob eine vorgegebene Zeitperiode, beispielsweise eine vorgegebene Anzahl von Zündungen, ein vorgegebener Kurbelwinkel oder ein vorgegebener integrierter Wert der Maschinengeschwindigkeit, abgelaufen ist oder nicht.
Für den Fall einer Verwendung des vorgegebenen Maschinengeschwindigkeitswerts oder dergleichen in dem Schritt 800 wird dann, wenn die Maschinengeschwindigkeit hoch ist, die Zeit, bis der vorgegebene Wert erreicht wird, kurz, während dann, wenn die Maschinengeschwindigkeit niedrig ist, die Zeit, bis der vorgegebene Wert erreicht wird, lang wird. Demzufolge kann dies die gleichen Effekte erreichen wie dann, wenn die vorgegebene Zeitperiode in dem Schritt 800 länger als die Verzögerungszeit von der Zeit, zu der der gewünschte Vorrückungsbetrag Null wird, bis zu der Zeit, zu der die VVT Steuervariable Null erreicht, eingestellt wird.
Obwohl die Beschreibung der fünften Ausführungsform dieser Erfindung für den Fall durchgeführt wurde, bei dem die Steuerung auf Grundlage der voranstehend erwähnten Verzögerung in der Erfindung, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, geladen wird, ist sie in ähnlicher Weise auf die Erfindungen anwendbar, die in den zweiten bis vierten Ausführungsformen beschrieben werden.
Das heißt, für den Fall der zweiten Ausführungsform, wird eine Bestimmung des Schritts, der äquivalent zu dem voranstehend erwähnten Schritt 800 ist, zwischen die Schritte 302 und 204 in Fig. 3 angeordnet.
Ferner wird für den Fall der dritten Ausführungsform eine Bestimmung des Schritts, der äquivalent zu dem voranstehend erwähnten Schritt 800 ist, zwischen die Schritte 503 und 204 in Fig. 5 angeordnet.
Noch weiter wird für die vierte Ausführungsform eine Bestimmung des Schritts, der äquivalent zu dem voranstehend erwähnten Schritt 800 ist, zwischen die Schritte 702 und 204 in Fig. 7 gelegt.
Wie voranstehend beschrieben, wird mit den Brennkraftmaschinen-Ventilzeitsteuerungssystem gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung dann, wenn sich die Ventilzeitsteuerung von einer Bedingung verändert, bei der die Vorrückung irgendwie an der maximalen Rückstellungsposition stattfindet, der maximale Rückstellungswinkel nach dem Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungszeit gelernt. Somit ist es möglich, die Möglichkeit zu beseitigen, das der Lernvorgang mit einem Fehler durchgeführt wird, der in dem maximalen Rückstellungswert enthalten ist, weil die Berechnungsverarbeitung für die VVT Steuervariable der Berechnungsverarbeitung für den maximalen Rückstellungswert nicht folgen kann.
(Sechste Ausführungsform)
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 9 sind die Verarbeitungsinhalte der Schritte 201 bis 205 identisch zu denjenigen in der zweiten Ausführungsform, die mit den gleichen Bezugszeichen markiert sind, und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Eine Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der sechsten Ausführungsform ist ähnlich zu dem Brennkraftmaschinen-Zeitsteuerungssystem gemäß der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Schritte 201, 202, 903, 204 und 205, die nachstehend beschrieben werden, werden von der ECU 25 implementiert.
Die Verarbeitung geht durch die Schritte 201 und 202 und erreicht den Schritt 903, wo eine Bestimmung dahingehend durchgeführt wird, ob die Brennkraftmaschine kalt ist oder nicht.
Wenn die Bestimmung des Schritts 903 anzeigt, daß die Brennkraftmaschine kalt ist, dann lernt die ECU 25 den maximalen Rückstellungswert in dem Schritt 204. Ferner geht die Verarbeitung weiter zu dem Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage des in dem Schritt 204 gelernten maximalen Rückstellungswerts zu berechnen.
Wenn andererseits die Brennkraftmaschine nicht kalt ist, das heißt, daß ein Aufwärmen noch nicht abgeschlossen worden ist, dann geht die Verarbeitung zum Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage der maximalen Rückstellungswerte zu berechnen, die in der Betriebsverarbeitung in den vorangehenden Zyklen berechnet werden.
Zum Beispiel wird die Bestimmung des Schritts 903 dahin gehend, ob die Brennkraftmaschine kalt ist oder nicht, ausgeführt werden, indem überprüft wird, ob die Kühlwassertemperatur über oder unter 70°C ist. Wenn in diesem Fall die Kühlwassertemperatur unter 70°C ist, wird bestimmt, daß die Brennkraftmaschine kalt ist.
Im allgemeinen ist die Verbrennungstemperatur niedrig, wenn die Brennkraftmaschine kalt ist, und die Verbrennungstemperatur fällt wegen einem Anstieg des EGR- Betrags (Abtasrückführungsbetrags) an, wenn die Vorrückungssteuerung ausgeführt wird, was zu einem instabilen Verbrennungszustand führt. Deshalb wird eine Vorrückungssteuerung nicht ausgeführt. Deshalb wird der Vorrückungsbetrag, wenn bestimmt wird, daß die Brennkraftmaschine kalt ist, als der maximale Rückstellungswert gelernt.
Wenn in der Zwischenzeit im allgemeinen die Brennkraftmaschine kalt ist, wird, um die Brennkraftmaschine früh aufzuwärmen oder um die Verbrennungsbedingungen zu stabilisieren, die Maschinengeschwindigkeit so eingestellt, daß sie höher ist als in einem Zustand, bei dem die Maschine warm ist. Ferner ist die Temperatur des Schmieröls gering, wenn die Brennkraftmaschine kalt ist, und der Schmieröldruck steigt relativ dazu an.
Wenn somit der Schmieröldruck hoch ist, dann ändert sich die Ventilzeitsteuerung von der maximalen Rückstellungsposition aufgrund der Betriebskraft der Nockenwelle nicht, und der maximalen Rückstellungswert, der in dem Schritt 204 gelernt wird, umfaßt keine Fehler, so daß eine genaue Ventilzeitsteuerung möglich ist.
(Siebte Ausführungsform)
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in ein Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
In Fig. 10 sind die Verarbeitungsinhalte der Schritte 201, 204 und 205 identisch zu denjenigen in der ersten Ausführungsform, die mit den gleichen Bezugszeichen markiert sind, und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Eine Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Zeitsteuerungssystems gemäß der siebten Ausführungsform ist ähnlich wie dasjenige der ersten Ausführungsform. Die Schritte 201, 1002, 204 und 205, die nachstehend beschrieben werden, werden von der ECU 25 implementiert.
Nach Berechnen eines Vorrückungsbetrags in dem Schritt 201 geht die ECU 25 weiter zu dem Schritt 1002, um zu bestimmen, ob eine Steuerung ausgeführt werden soll oder nicht, um die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine auf eine normale Leerlaufgeschwindigkeit von einer Geschwindigkeit, die eingestellt ist, um höher als die Leerlaufgeschwindigkeit unmittelbar nach dem Start der Maschine zu sein, abzusenken.
Wenn der Schritt 1002 eine Implementierung dieser Steuerung bestimmt, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 204, um einen maximalen Rückstellungswert zu lernen, und weiter zu dem Schritt 205, um eine VVT Steuervariable auf Grundlage des maximalen Rückstellungswerts, der in dem Schritt 204 gelernt wird, zu berechnen.
Wenn andererseits die Antwort des Schritts 1002 anzeigt, daß die voranstehend erwähnte Steuerung nicht implementiert worden ist, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage der maximalen Verzögerungswerte zu berechnen, die in der Betriebsverarbeitung in den vorangehenden Zyklen gelernt werden.
Fig. 11 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in dem Brennkraftmaschinen- Ventilsteuersystem gemäß der siebten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
Eine Bestimmung dahingehend, ob ein Startmodus eingestellt wurde oder nicht, gemäß einer Information wie beispielsweise einem Startersignal, das anzeigt, daß der Starter in dem eingeschalteten Zustand ist, der Maschinengeschwindigkeit oder dergleichen, durchgeführt. Es wird bestimmt, daß der Startmodus bei dem Start der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Wenn die Bestimmung anzeigt, daß der Startmodus bestimmt wird, dann erhöht die ECU 25 den Öffnungsgrad des ISC (Leerlaufgeschwindigkeitssteuerungs-)Ventils (nicht gezeigt) zum Starten der Brennkraftmaschine, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, wodurch die Steuerung für den Start der Brennkraftmaschine implementiert wird.
Wenn die Maschinengeschwindigkeit zunimmt und der Starter nach dem Start der Brennkraftmaschinen abgeschaltet wird, kommt der Startmodus zum Ende und das ISC Ventil und die Kraftstoffsteuerung werden auf ihre normalen Arbeitsweisen umgeschaltet. Nachdem ferner durch die Steuerung in dem Startmodus die Maschinengeschwindigkeit zunimmt, um höher als die Leerlaufgeschwindigkeit zu sein, fällt die Maschinengeschwindigkeit ab, um auf die Leerlaufgeschwindigkeit zu gehen.
Fig. 11 zeigt zum Beispiel, daß die Lernbedingungen des maximalen Rückstellungswerts an einem Punkt der Zeit A erfüllt ist, an dem die Maschinengeschwindigkeit beginnt abzufallen, der Vorrückungsbetrag zu dieser Zeit wird als der gelernte Wert gelernt.
Wie voranstehend beschrieben, wird gemäß der siebten Ausführungsform dieser Erfindung der maximale Rückstellungswert gelernt, wenn die Maschinengeschwindigkeit unmittelbar nach dem Start davon ansteigt. Da in dieser Weise das Lernen des maximalen Rückstellungswerts in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem die Ventilzeitsteuerung sich an der maximalen Rückstellungsposition befindet, enthält der gelernte maximale Rückstellungswert einen Fehler von der Betriebskraft der Nockenwelle nicht; demzufolge wird eine Ventilzeitsteuerung mit einer hohen Genauigkeit möglich.
(Achte Ausführungsform)
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsinhalte in einem Ventilzeitsteuerung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In Fig. 12 sind die Verarbeitungsinhalte der Schritte 201, 204 und 205 identisch zu denjenigen in der ersten Ausführungsform, die mit den gleichen Bezugszeichen markiert sind, und die wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
Eine Konfiguration des Brennkraftmaschinen- Ventilzeitsteuerungssystems gemäß der achten Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen der in Fig. 1 gezeigten achten Ausführungsform. Die Schritte 201, 1202, 1203, 204 und 205 werden von der ECU 25 ausgeführt.
Die ECU 25 entscheidet nach Berechnen eines Vorrückungsbetrags in dem Schritt 201 in dem Schritt 1202, ob der maximale Rückstellungswert wenigstens einmal gelernt worden ist oder nicht.
Wenn die Bestimmung des Schritts 1202 anzeigt, daß der maximale Rückstellungswert niemals gelernt worden ist, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 1203 um zu bestimmen, ob die Maschinengeschwindigkeit nach dem Ende des Startmodus abnimmt oder nicht.
Wenn in dem Schritt 1203 die Maschinengeschwindigkeit gerade nach dem Ende des Startmodus abnimmt, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 204, um den Vorrückungsbetrag jederzeit als den maximalen Rückstellungswert zu lernen.
Ferner geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um eine VVT Steuervariable auf Grundlage des maximalen Rückstellungswerts, der in dem Schritt 204 gelernt wird, zu berechnen.
Wenn andererseits im Schritt 1202 das Lernen des maximalen Rückstellungswerts wenigstens einmal durchgeführt worden ist, dann geht die Verarbeitung zu dem Schritt 205, um den VVT gesteuerten Betrag auf Grundlage des maximalen Rückstellungswerts, der in der Betriebsverarbeitung in den vorangehenden Zyklen gelernt wird, zu berechnen.
Wenn in ähnlicher Weise im Schritt 1203 die Maschinengeschwindigkeit nach dem Abschluß des Startmodus nicht abnimmt, geht die Verarbeitung zu dem Schritt 1205, um die VVT Steuervariable auf Grundlage der maximalen Rückstellungswerte zu berechnen, die in der Betriebsverarbeitung in den vorangehenden Zyklen berechnet werden.
Ferner wird der maximale Rückstellungswert, der in dem Schritt 204 gelernt wird, durch eine Backup-Energiequelle gehalten, selbst wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, und bleibt, bis die Batterie entfernt wird.
Die Bedingung, daß "der maximale Rückstellungswert niemals gelernt worden ist" zeigt hierbei an, daß die Batterie entfernt worden ist oder die Batterie vollständig entladen worden ist, so daß der gelernte maximale Rückstellungswert gelöscht worden ist. Wenn dann der Zündschalter ausgeschaltet worden ist, nachdem der maximale Rückstellungswert einmal gelernt worden ist, und der Zündschalter wieder ohne Entfernung oder Entladung der Batterie eingeschaltet worden ist, da der in dem Schritt 204 der Betriebsverarbeitung in dem vorangehenden Zyklus gelernte maximale Rückstellungswert in der ECU 25 gespeichert und gehalten worden ist, wird das Lernen des maximalen Rückstellungswerts nicht ausgeführt, wenn die Maschinengeschwindigkeit nach Abschluß des Startmodus abnimmt, wie voranstehend erwähnt.
Selbst wenn eine Brennkraftmaschine aus einem Zustand startet, bei dem der maximale Rückstellungswert niemals gelernt worden ist, wird gemäß der achten Ausführungsform dieser Erfindung das Lernen des gegenwärtigen maximalen Rückstellungswerts möglich, bevor die Berechnung einer VVT Steuervariable ausgeführt wird. Selbst wenn zum Beispiel die Differenz zwischen dem gewünschten maximalen Rückstellungswert, der in dem ROM der ECU 25 gespeichert und gehalten wird, und dem gegenwärtigen maximalen Rückstellungswert wegen einer Änderung über dem Ablauf der Zeit oder dergleichen zunimmt, wird der gegenwärtige maximale Rückstellungswert unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine gelernt, wenn der Schmieröldruck hoch ist, was eine Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit sicherstellt.
Ferner sind in der Brennkraftmaschine die Verbrennungsbedingungen unmittelbar nach dem Start davon instabil, und die ursprüngliche Ventilzeitsteuerung an der maximalen Rückstellungsposition kann vorgerückt werden.
Jedoch wird gemäß der achten Ausführungsform dieser Erfindung die voranstehend erwähnte Steuerung nur dann implementiert, wenn der maximale Rückstellungswert niemals gelernt worden ist, und wenn das Lernen des maximalen Rückstellungswerts, was in den ersten bis siebten Ausführungsformen beschrieben ist, wenigstens einmal durchgeführt worden ist, dann wird das Lernen des maximalen Rückstellungswerts durch die Steuerverarbeitung gemäß der achten Ausführungsform nicht ausgeführt, sondern wird nur dann ausgeführt, wenn der gelernte maximale Rückstellungswert von der ECU 25 wegen einer Entfernung der Batterie oder dergleichen entfernt wird. In dieser Weise ist das Lernen des maximalen Rückstellungswerts in einem Zustand, bei dem die Verbrennungsbedingung unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine instabil ist, auf eine Situation begrenzt, wenn kein gelernter maximaler Rückstellungswert in der ECU 25 vorhanden ist.
Selbst in Fällen, bei denen zum Beispiel die Differenz zwischen dem ausgelegten maximalen Rückstellungswert und dem tatsächlichen maximalen Rückstellungswert groß ist, wird die Ventilzeitsteuerung mit dem zu dieser Zeit gelernten maximalen Rückstellungswert möglich, so daß eine Ventilzeitsteuerung mit hoher Genauigkeit möglich ist.
Obwohl die ersten bis achten Ausführungsformen, die voranstehend beschrieben wurden, sich auf eine mit einem VVT Mechanismus auf der Einlaßseite ausgerüsteten Brennkraftmaschine beziehen, ist diese Erfindung auch auf eine Brennkraftmaschine anwendbar, die mit einem VVT Mechanismus auf der Auslaßseite ausgerüstet ist, und in diesem Fall können äquivalente Effekte produziert werden.
Ferner wird auf der Auslaßseite die Ventilüberlappung ein Minimum an einer Position (an einer am weitesten vorgerückten Position), wo die Ventilzeitsteuerung des Auslaßventils am weitesten vorgerückt ist.
Wenn somit diese Erfindung auf den auslaßseitigen VVT Mechanismus angewendet wird, wird die maximale Rückstellungsposition der Ventilzeitsteuerung des Einlaßventils in der obigen Beschreibung durch eine maximale Vorrückungsposition der Ventilzeitsteuerung des Auslaßventils ersetzt, und der Rückstellungswert wird als eine VVT Steuervariable berechnet, die sich auf die maximale Vorrückungsposition bezieht.
Wenn ferner in der obigen Beschreibung diese Erfindung auf einen einlaßseitigen VVT Mechanismus angewendet wird, wird eine VVT Steuervariable unter Bezugnahme auf die maximale Rückstellungsposition der Ventilzeitsteuerung des Einlaßventils berechnet. Da jedoch die VVT Betätigungseinrichtung 20 auch mechanisch anhält, wenn sich die Ventilzeitsteuerung des Einlaßventils an der maximalen Vorrückungsposition befindet, ist sogar dann, wenn die VVT Steuervariable auf Grundlage eines Rückstellungswerts berechnet wird, wobei diese maximale Vorrückungsposition als eine Referenz verwendet wird, die Erfindung in ähnlicher Weise darauf anwendbar.
Wenn eine derartige Steuerung auch für eine Brennkraftmaschine angewendet wird, die auf der Auslaßseite mit einem VVT Mechanismus ausgerüstet ist, wird die VVT Steuervariable unter Bezugnahme auf die maximale Rückstellungsposition, an der die Ventilüberlappung ein Maximum wird, berechnet.
Es sei darauf hingewiesen, daß die vorangehende Beschreibung sich nur auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bezieht und daß es beabsichtigt ist, daß sämtliche Änderungen und Modifikationen der Ausführungsformen der Erfindung, die hier für den Zweck einer Offenbarung verwendet werden und die keine Abweichungen von dem Grundgedanken und den Umfang der Erfindung bilden, abgedeckt sind.

Claims (12)

1. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1), die eine Kurbelwelle und eine Nockenwelle, die betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbunden ist, um sich synchronisiert dazu zu drehen, aufweist, wobei Einlaß- und Auslaßventile mittels eines Ventilbetätigungsmechanismus, der auf der Nockenwelle angebracht ist, synchronisiert zu der Drehung der Kurbelwelle zum Öffnen und Schließen angetrieben werden, wobei das Ventilsteuerungssystem umfaßt:
eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung (13) zum Erfassen eines Kurbelwinkels der Kurbelwelle in der Brennkraftmaschine (1);
eine Nockenwinkel-Erfassungseinrichtung (15) zum Erfassen eines Nockenwinkels der Nockenwelle in der Brennkraftmaschine (1);
eine Vorrückungsbetrag-Berechnungseinrichtung (25) zum Berechnen eines Vorrückungsbetrags, der eine Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel ist;
eine variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) zum Vorrücken und Zurückstellen des Nockenwinkels bezüglich des Kurbelwinkels durch die Verwendung eines Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine (1);
eine Lerneinrichtung (25) zum Lernen einer Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an einer mechanisch angehaltenen Position der variablen Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20); und
eine Ventilzeitsteuerungsvariablen-Berechnungseinrichtung (25) zum Berechnen einer Ventilzeitsteuerungsvariablen, zum Antreiben der variablen Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) auf Grundlage einer Abweichung zwischen dem von der Lerneinrichtung (25) gelernten Phasendifferenzwert und dem von der Vorrückungsbetrag-Berechnungseinrichtung (25) berechneten Phasendifferenz,
wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel an der mechanisch angehaltenen Position lernt, wenn die Brennkraftmaschine (1) sich nicht im Leerlauf befindet.
2. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) auf einer Einlaßventilseite der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, und dann, wenn die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) sich an der mechanisch gestoppten Position befindet und eine Ventilzeitsteuerung sich an einer maximalen Rückstellungsposition befindet, die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel auf der Einlaßventilseite lernt.
3. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) auf einer Auslaßventilseite der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, und dann, wenn die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) sich an der mechanisch gestoppten Position befindet und die Ventilzeitsteuerung sich an einer maximalen Vorrückungsposition befindet, die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel auf der Ventilauslaßseite lernt.
4. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Berechnungseinrichtung (25) für einen gewünschten Wert zum Berechnen eines gewünschten Werts einer Abweichung zwischen der von der Lerneinrichtung (25) gelernten Phasendifferenz und der von der Vorrückungsbetrag- Berechnungseinrichtung (25) berechneten Phasendifferenz, wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn der gewünschte Wert Null ist.
5. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) zum Bestimmen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1), wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) bestimmt, daß sich die Brennkraftmaschine (1) verlangsamt.
6. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) zum Bestimmen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1), wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) bestimmt, daß sich die Brennkraftmaschine (1) unter einer Kraftstoff-Abschaltungssteuerung befindet.
7. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) zum Bestimmen einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1), wobei die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung (20) eingestellt wird, um eine Ventilzeitsteuerung so zu steuern, daß die Ventilüberlappung zwischen einer Zeitperiode, für die ein Einlaßventil in einer offenen Bedingung ist, und einer Zeitperiode, für die ein Auslaßventil in einer offenen Bedingung ist, minimiert ist, wenn die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1) höher als ein vorgegebener Wert ist, und wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) bestimmt, daß die Maschinengeschwindigkeit höher als der vorgegebene Wert ist.
8. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25), die eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) bestimmt, wobei die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, nachdem eine vorgegebene Zeitperiode von dem Zeitpunkt abläuft, zu der die Betriebsbedingungs- Bestimmungseinrichtung (25) bestimmt, daß der gewünschte Wert Null ist, daß die Brennkraftmaschine (1) sich gerade verlangsamt, daß die Brennkraftmaschine (1) sich unter einer Kraftstoff-Abschaltungssteuerung befindet und daß die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1) höher als ein vorgegebener Wert ist.
9. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitperiode länger als eine Verzögerung von einem Zeitpunkt ist, zu dem die Betriebsbedingungs-Bestimmungseinrichtung (25) bestimmt, daß der gewünschte Wert Null ist, daß sich die Brennkraftmaschine gerade verlangsamt, daß die Brennkraftmaschine (1) sich unter einer Kraftstoff- Abschaltungssteuerung befindet und daß die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1) höher als der vorgegebene Wert ist, bis die Ventilzeitsteuerungsvariable Null annimmt.
10. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Brennkraftmaschine (1) kalt ist.
11. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel lernt, wenn die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine (1) von einer Bedingung einer Überschreitung einer Leerlaufgeschwindigkeit unmittelbar nachdem die Brennkraftmaschine (1) gestartet wird, auf eine normale Leerlaufgeschwindigkeit abnimmt.
12. Ventilzeitsteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lerneinrichtung (25) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann lernt, wenn die gelernte Phasendifferenz nicht gespeichert oder gehalten wird.
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