DE19961775A1

DE19961775A1 - Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE19961775A1
Application number: DE19961775A
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Takahashi; Takeshi Kawakami; Atsuko Hashimoto; Hirofumi Ohuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: US6213067B1; JP2001012265A; DE19961775B4; KR20010005480A; KR100334402B1

Abstract

Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine (1), umfassend: eine Einrichtung (19) zur Erfassung eines Kurbelwinkels, die den Kurbelwinkel der inneren Verbrennungsmaschine erfaßt; eine Einrichtung (15) zur Erfassung eines Nockenwinkels, die in einer variablen Nockenwelle installiert ist, die variabel in bezug auf die Kurbelwelle rotiert und einen Nockenwinkel erfaßt; eine Einrichtung (19) zur Erzeugung eines Zylinder identifizierenden Signals, die sich getrennt von der Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels befindet und das Zylinder identifizierende Signal erzeugt, das die Zylinder der inneren Verbrennungsmaschine (1) identifiziert; eine Einrichtung (16) zur Variation der Ventilzeiteinstellung, die den Nockenwinkel in bezug auf den Kurbelwinkel variiert; eine Einrichtung (17) zur Regelung der Ventilzeiteinstellung, die die Einrichtung zur Variation der Ventilzeiteinstellung regelt; und eine Einrichtung (17) zur Regelung der inneren Verbrennungsmaschine (1), die die innere Verbrennungsmaschine (1) regelt, wodurch die innere Verbrennungsmaschine (1) geregelt wird, selbst, wenn die Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels gestört ist, da eine Regelung der Zufuhr von Kraftstoff und der Zündung auf einer Identifikation der Zylinder beruht durch ein Signal von der Einrichtung (19) zur Erfassung des Zylinder identifizierenden Signals.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine, die einen Kraftstoff, die Zündung, die Vertikaleinstellung von mindestens einem Einlassventil und einem Auslassventil, und so weiter, regelt.

STAND DER TECHNIK

Eine herkömmliche Technik ist zum Beispiel in JP-A-7 180 565 beschrieben. Sie beschreibt eine Einrichtung zur Erfassung eines Nockenwinkels in bezug auf einen Kurbelwinkel, um Zylinder basierend auf einem Signal des Nockenwinkels zu identifizieren, und den Nockenwinkel zu erfassen, d. h. Ventilzeiterfassung.

Fig. 5 veranschaulicht eine Struktur einer Vorrichtung gemäß der herkömmlichen Technik.

Referenzziffer 1 bezeichnet eine innere Verbrennungsmaschine. Referenzziffer 2 bezeichnet einen Luftreiniger zum Reinigen von Luft, die durch die innere Verbrennungsmaschine 1 angesaugt wird. Referenzziffer 3 bezeichnet einen Luftströmungssensor, der die Menge der Luft mißt, die durch die innere Verbrennungsmaschine 1 angesaugt wird.

Referenzziffer 4 bezeichnet ein Drosselventil, das die Menge der Luft justiert, die angesaugt wird, und regelt eine Ausgabe der inneren Verbrennungsmaschine 1. Referenzziffer 5 bezeichnet einen Drosselsensor, der einen Öffnungsgrad des Drosselventils erfaßt. Referenzziffer 6 bezeichnet ein Ansaugrohr. Referenzziffer 7 bezeichnet einen Einspritzer zum Zuführen eines Kraftstoffs in Übereinstimmung mit der angesaugten Luftmenge. Referenzziffer 8 bezeichnet eine Zündkerze zum Erzeugen eines Funkens, der eine gemischte Luft in einer Brennkammer der inneren Verbrennungsmaschine 1 verbrennt. Referenzziffer 9 bezeichnet ein Auslaßrohr, das verbrannte Abgase ausläßt. Referenzziffer 10 bezeichnet einen O₂-Sensor, der die Menge von verbleibendem Sauerstoff in dem Abgas erfaßt. Referenzziffer 11 bezeichnet einen katalytischen Konverter Rhodium (CCRO), der gleichzeitig THC, CO und NO_x reinigen kann, die Schadgase in dem Abgas sind.

Referenzziffer 12 bezeichnet eine Sensorplatte zum Erfassen des Kurbelwinkels, die an einer Kurbelwelle angebracht ist und integral mit der Kurbelwelle gedreht wird. Referenzziffer 13 bezeichnet einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen einer Position der Kurbelwelle, wobei der Kurbelwinkelsensor ein Signal erzeugt, wenn ein Vorsprung (nicht gezeigt) der Sensorplatte 12 durch den Kurbelwinkelsensor 13 läuft, um den Kurbelwinkel zu erfassen. Referenzziffer 14 bezeichnet eine Sensorplatte zum Erfassen des Nockenwinkels; und Referenzziffer 15 bezeichnet einen Nockenwinkelsensor, der ein Signal erzeugt, wenn ein Vorsprung (nicht gezeigt) der Sensorplatte 14 durch den Nockenwinkelsensor 15 läuft, um den Nockenwinkel auf eine ähnliche Weise wie derjenigen in dem Kurbelwinkelsensor zu erfassen. Referenzziffer 16 bezeichnet ein Ölregelungsventil zum Regeln einer Phase einer Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle, indem ein Öldruck auf einen Betätiger geschaltet wird zum Variieren einer Nockenphase (nicht gezeigt), wobei das Ölregelungsventil an der Nockenwelle angebracht ist. Referenzziffer 17 bezeichnet eine Motorregelungseinheit (untenstehend als ECU bezeichnet), die die Phase der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle regelt und auch den Kraftstoff und die Zündung der inneren Verbrennungsmaschine 1 regelt. Referenzziffer 18 bezeichnet eine Zündspule.

Als nächstes wird eine Arbeitsweise der herkömmlichen Vorrichtung unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben.

Eine Ausgabe von dem Kurbelwinkelsensor 13 wird so gebildet, daß ein Anstieg und ein Abfall in einer vorbestimmten Position des Kurbelwinkels auftreten, um zu ermöglichen, daß der Kurbelwinkel erfaßt wird. Der Nockenwinkelsensor 15 ist so vorgesehen, daß ein Signal erzeugt wird in einem vorbestimmten Kurbelwinkel. Der Nockenwinkelsensor 15 erzeugt jedoch nicht ein Signal für einen vorbestimmten Zylinder, um die Zylinder auf der Basis des Vorhandenseins dieses Signals zu identifizieren, wodurch der Kraftstoff, die Zündung und so weiter einer sequentiellen Regelung unterliegen, basierend auf sequentieller Regelung anhand der Information des obigen Signals der Identifizierung des Zylinders durch jeweilige Zylinder.

In Fig. 6 bezeichnet Referenzziffer 100 einen Unterschied zwischen einem Anstieg eines Signals von dem Kurbelwinkelsensor und einem Abfall eines Signals von dem Nockenwinkelsensor. Durch diese Differenz wird ein Winkel der Nockenwelle, d. h. die Ventilzeiteinstellung, in bezug auf die Kurbelwelle erfaßt. Die ECU 17 arbeitet als Zielventilzeiteinstellung in Antwort auf einen gegenwärtigen Betriebszustand, basierend auf verschiedenen Sensorausgaben und führt eine Rückkopplungsregelung basierend auf einer Abweichung zwischen der Zielventilzeiteinstellung, um das Ölsteuerventil 16 zu regeln, so daß die tatsächliche Ventilzeiteinstellung mit der Zielventilzeiteinstellung übereinstimmt.

Die herkömmliche Vorrichtung hat jedoch das Problem, daß die Ventilzeiteinstellung nicht geregelt wird und die Zylinder nicht identifiziert werden in dem Fall, in dem ein Nockenwinkelsensor, durch dessen Ausgabe die Zylinder identifiziert werden und eine variable Ventilzeiteinstellung geregelt wird, gestört ist, wodurch eine sequentielle Regelung eines Kraftstoffs und der Zündung unmöglich ist und der Kraftstoff und die Zündung nicht in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors geregelt werden.

Weiterhin gibt es bei der herkömmlichen Vorrichtung Probleme dahingehend, daß die tatsächliche Ventilzeiteinstellung für einen vorbestimmten Zylinder nicht erfaßt wird und eine Leistung der Regelung der Ventilzeiteinstellung nicht verbessert wird, da eine Ausgabe von dem Nockenwinkelsensor nicht für den vorbestimmten Zylinder erzeugt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme, die der herkömmlichen Technik eigen sind, zu lösen und eine Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine vorzusehen, die die Regelung der Maschine fortsetzt, selbst wenn ein Nockenwinkelsensor gestört ist.

Weiterhin ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit der Regelung der Ventilzeiteinstellung zu verbessern, indem die tatsächliche Ventilzeiteinstellung für jeden Zylinder erfaßt wird.

Weiterhin ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren, indem eine Funktion einer Einrichtung zur Erzeugung eines Signals zur Identifizierung eines Zylinders an eine Einrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels gegeben wird, und zu ermöglichen, daß die Ventilzeiteinstellung genau erfaßt wird.

Es ist ferner eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fähigkeit zu verbessern, daß die Maschine daran gehindert wird, zu stoppen, indem eine Überlappung der Ventilzeiteinstellung reduziert wird, wenn ein Nockenwinkelsensor gestört ist.

Es ist weiterhin eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelung der Ventilzeiteinstellung zu verbessern, indem ein Nockenwinkelsignal auf einer abfallenden Seite einer Nocke erzeugt wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine vorgesehen, umfassend: eine Einrichtung zur Erfassung eines Kurbelwinkels, die einen Kurbelwinkel der inneren Verbrennungsmaschine erfaßt; eine Einrichtung zur Erfassung eines Nockenwinkels, die in einer Nockenwelle vorgesehen ist, variabel in bezug auf eine Nockenwelle; eine Einrichtung zur Erzeugung eines Zylinder identifizierenden Signals der inneren Verbrennungsmaschine, die getrennt von der Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels vorgesehen ist; eine Einrichtung zur Änderung der Ventilzeiteinstellung, die einen Nockenwinkel in bezug auf den Kurbelwinkel ändert; eine Einrichtung zur Regelung der Ventilzeiteinstellung, die die Einrichtung zur Änderung der Ventilzeiteinstellung regelt; und eine Einrichtung zur Regelung der inneren Verbrennungsmaschine.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt die Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels ein Erfassungssignal des Nockenwinkels für jeden Zylinder der Verbrennungsmaschine.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt die Einrichtung zur Erzeugung des Zylinder identifizierenden Signals ein Signal für einen vorbestimmten Zylinder, das verschieden ist von denjenigen in den anderen Zylindern, und ist in der Einrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels eingeschlossen, die für die Nockenwelle vorgesehen ist und mit der Kurbelwelle verbunden ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Erfassung einer Störung weiter ausgestattet, so daß sie eine Störung in der Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels erfaßt, wodurch diese Einrichtung eine Überlappung der Ventilzeiteinstellung reduziert, wenn sie gestört ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt die Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels ein Signal auf einer abfallenden Seite der Nocke.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele der eingeschlossenen Vorteile davon werden in der Folge deutlich, wenn die Erfindung besser verstanden wird unter Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten ist, wobei:

Fig. 1 eine Struktur einer Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm ist, das eine Arbeitsweise der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm ist, das eine Arbeitsweise der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm ist, das eine Arbeitsweise der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt;

Fig. 5 eine Struktur einer herkömmlichen Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine veranschaulicht; und

Fig. 6 ein Zeitdiagramm ist, das eine Arbeitsweise der herkömmlichen Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine erklärt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine detaillierte Erklärung wird von den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf Fig. 1 bis 6 wie folgt gegeben, wobei die gleichen Referenzziffern für die gleichen bzw. ähnliche Bereiche verwendet werden und die Beschreibung dieser Bereiche ausgelassen wird.

Ausführungsform 1

Fig. 1 veranschaulicht eine Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Nockenwelle umfaßt einen ersten Bereich, der zusammen mit einer Kurbelwelle rotiert, und einen variablen Bereich, dessen Phase in bezug auf die Kurbelwelle sich ändert. In Vergleich mit einer herkömmlichen Vorrichtung, die in Fig. 5 veranschaulicht ist, ist ein Kurbelwinkelsensor 19 in dem festen Bereich der Nockenwelle installiert, um ein Signal der Erfassung eines Kurbelwinkels zu erzeugen.

Wenn nur die Ventilzeiterfassung auf einer Ansaugseite verändert wird, kann der Kurbelwinkelsensor 19 auf einer Seite des Auslasses angebracht sein, an der eine Phase nicht in bezug auf die Kurbelwelle geregelt wird. Weiterhin, kann in dem Fall, in dem eine Ventilzeiterfassung von nur entweder dem Ansaugen oder dem Auslaß variabel geregelt ist, der Kurbelwellensensor 19 an einer Nockenwelle angebracht sein auf einer Seite, an der die Ventilzeiteinstellung nicht variabel geregelt ist.

Die ECU 17 erfaßt den Kurbelwinkel und identifizeirt einen Zylinder basierend auf einer Ausgabe von dem Kurbelwinkelsensor 19. Die ECU 17 stellt eine Einrichtung zur Regelung der Ventilzeiteinstellung dar und eine Einrichtung zur Regelung einer inneren Verbrennungsmaschine.

Der Kurbelwinkelsensor 19 erzeugt ein Signal, das in Fig. 2 veranschaulicht ist, wobei das Signal bei 75° vor einem oberen Totpunkt (BTDC75°) einer Kurbelwelle ansteigt und bei 5° vor dem oberen Totpunkt (BTDC5°) abfällt. Weiterhin ist ein Bereich A in Fig. 2 angebracht an dem Signal, um die Zylinder zu identifizieren, wobei die Zylinder durch das Vorhandensein des Signals spezifiziert werden.

Der Kurbelwinkelsensor 19 arbeitet als eine Einrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Zylinder identifizierenden Signals.

Das Signal zum Identifizieren der Zylinder ist nicht auf ein zusätzliches Signal beschränkt, wie den Bereich A aus Fig. 2. Es ist auch möglich, die Zylinder zu identifizieren, indem eines der Kurbelwellensignale länger als die anderen Kurbelwellensignale länger als die anderen Kurbelwellensignale gemacht wird, so wie zum Beispiel bei 75° vor dem oberen Totpunkt (BTDC75°) anzusteigen und bei 5° nach dem oberen Totpunkt (ATDC5°) abzufallen.

Es ist auch möglich, andere Verfahren anzuwenden, unabhängig von den Arten der Verfahren, solange die Zylinder identifiziert werden können.

Als nächstes wird eine Regelung der inneren Verbrennungsmaschine unter Verwendung des oben erwähnten Kurbelwellensensors 19 beschrieben.

Ein Luftflußsensor 3 mißt die Menge einer Luft, die durch die innere Verbrennungsmaschine 1 angesaugt wird. Die Menge eines Kraftstoffs, der in Übereinstimmung mit der Luftmenge ist, wird durch die ECU 17 bewirkt, wobei ein Einspritzer 7 betätigt wird. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, werden die Zylinder basierend auf dem Signal von dem Kurbelwinkelsensor 19 identifiziert und ein Einspritzer 7, der in dem Zylinder in einem Ansaughub vorgesehen ist, wird zu einer Zeit angeschaltet, bei einem Anstieg des Signals des Kurbelwinkelsensors 19, das 75° vor dem oberen Totpunkt des Kurbelwinkelsensors ist, um die Zufuhr des Kraftstoffs zu beginnen. Der Einspritzer 7 ist an jedem der Zylinder angebracht, so daß er den Kraftstoff in Richtung auf ein Ansaugventil einspritzt. Indem der Einspritzer 7 für eine Zeit der Zufuhr des Kraftstoffs angeschaltet wird, dessen Menge der Luftmenge entspricht, wird der Einspritzer 7 abgeschaltet, um die Zufuhr des Kraftstoffs zu beenden. Der zugeführte Kraftstoff wird mit einer Luft in dem Ansaugrohr 6 gemischt, so daß es gemischte Luft ist, wird in einen Zylinder in dem Ansaughub eingesaugt, wird durch das Anheben eines Kolbens komprimiert, und wird durch eine Zündkerze 8 in der Nähe des oberen Totpunkts gezündet, um die gemischte Luft zu verbrennen, wodurch die innere Verbrennungsmaschine 1 eine Ausgabe erzeugt. Die Zündkerze 8 wird gezündet durch Regelung der Zufuhr der Elektrizität auf eine Zündspule 18 durch die ECU 17. Die ECU 17 beginnt, Elektrizität auf die Zündspule 18 in einer Position aufzubringen, in der ein Kurbelwinkelsensor bei BTDC75° eines Zylinders unter einem Kompressionshub angehoben wird, wobei der Zylinder durch das Signal des Identifizierens der Zylinder von dem Kurbelwinkelsensor 19 identifiziert wird, und die Elektrizität zur Zündspule 18 wird zu einem vorbestimmten Zündzeitpunkt abgeschaltet, in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand der inneren Verbrennungsmaschine, wobei die Zündkerze 8 gezündet wird und die gemischte Luft in der Brennkammer verbrannt wird.

Indem somit sequentiell Kraftstoff zugeführt wird und die Zündung jeweils für den Zylinder als Antwort auf den Hub des Ansaugens, der Verdichtung, der Verbrennung und des Ablassens der inneren Verbrennungsmaschine 1 mit einer geeigneten Zeiteinstellung jeweils geregelt wird, ist es möglich, eine Maschinenleistung zufriedenstellend vorzuzeigen.

Als nächstes wird eine Regelung einer variablen Ventilzeiteinstellung beschrieben. Obwohl ein Beispiel der Regelung der Ventilzeiteinstellung auf einer Ansaugseite beschrieben werden wird, kann diese Erfindung verwendet werden, um die Ventilzeiteinstellung nicht nur auf der Ansaugseite, sondern auch auf der Auslaßseite zu regeln. Weiterhin, obwohl das in diesem Beispiel so dargestellt ist, daß ein Verfahren zur Variierung der Ventilzeiteinstellung ein Verfahren der Variation einer Phase ist, ist es nicht auf dieses Verfahren beschränkt.

Bei einer inneren Verbrennungsmaschine, bei der die Ventilzeiteinstellung fest ist, wird eine Drehung einer Kurbelwelle über einen Synchronriemen übertragen, eine Synchronkette, oder ähnliches, auf eine Riemenscheibe, einen Zahnkranz oder ähnliches, wodurch eine Nockenwelle, die zusammen mit der Riemenscheibe, dem Zahnkranz oder ähnlichem gedreht wird, gedreht wird.

Im Gegensatz dazu ist bei einem System der Variation der Ventilzeiteinstellung ein Betätiger als eine Einrichtung zum Variieren der Ventilzeiteinstellung, bei der eine relative Position einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle verändert werden können, anstatt einer Riemenscheibe, eines Zahnkranzes oder ähnliches angebracht, um eine Regelung der Ventilzeiteinstellung zu ermöglichen.

In Fig. 4 kann die Ventilzeiteinstellung zwischen Referenzziffer 111 und 112 verändert werden, wobei Referenzziffer 111 eine maximal verzögerte Position zeigt, in der die Ventilzeiteinstellung gesetzt wird in eine Position, in der ein Ventilüberlapp mechanisch minimal ist, und Referenzziffer 112 bezeichnet eine maximale voreilende Position, bei der die Ventilzeiteinstellung in einer Position gesetzt wird mit einem mechanisch maximalen Ventilüberlapp. Die Ventilzeiteinstellung wird vorangetrieben, indem die Menge der Ventilüberlappung geregelt wird, daß sie groß ist, und im Gegenteil wird die Ventilzeiteinstellung verzögert, indem die Menge der Ventilüberlappung geregelt wird, so daß sie klein ist.

Es ist möglich, die Regelung der Ventilzeiteinstellung in einer beliebigen Position innerhalb des oben erwähnten Bereichs zu haben.

Das Betätigungselement zum Variieren der Ventilzeiteinstellung wird durch einen Öldruck zum Schmieren der inneren Verbrennungsmaschine 1 angetrieben und regelt den Öldruck auf das Betätigungselement durch ein Ölsteuerventil 16, wodurch die Ventilzeiteinstellung geregelt wird.

Die Phase der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle wird durch ein Ausgabesignal von dem Kurbelwinkelsensor 19 erfaßt und ein Ausgabesignal von dem Nockenwinkelsensor 15 als eine Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels, der zusammen mit dem Betätigungselement variiert.

In Fig. 4 wird eine Phase erfaßt, indem eine Differenz zwischen einer Fallposition des Signals des Kurbelwinkelsensors 19 in BTDC5° und einer Anstiegsposition des Signals des Nockenwinkelsensors 15 verwendet wird. Referenzziffer 121 bezeichnet eine Differenz zwischen der Fallposition des Kurbelwinkelsensors 19 und der Anstiegsposition des Nockenwinkelsensors 15 im Fall, daß die Ventilzeiteinstellung in der maximal verzögerten Position 111 ist. Referenzziffer 122 bezeichnet eine Differenz zwischen der Fallposition des Kurbelwinkelsensors und der Anstiegsposition des Nockenwinkelsensors 15 im Fall, daß die Ventilzeiteinstellung in der maximal voreilenden Position 112 ist. Die Ventilzeiteinstellung kann geregelt werden in einer willkürlichen Zwischenposition innerhalb eines bewegbaren Bereichs der Ventilzeiteinstellung. Daher ist eine Differenz zwischen der Fallposition des Signals des Kurbelwinkelsensors 19 und der Anstiegsposition des Signals des Nockenwinkelsensors 15 eine willkürliche Differenz entsprechend der Ventilzeiteinstellung innerhalb eines Bereichs von 121 bis 122.

Die ECU 17 erfaßt einen Betriebszustand der inneren Verbrennungsmaschine 1 basierend auf verschiedenen Sensorausgaben, betätigt die Ventilzeiteinstellung, die am geeignetsten für den Betriebszustand ist, und macht die geeignetste Ventileinstellung auf einen Zielwert.

Weiterhin leitet die ECU 17 eine Rückkopplungsregelung, so daß die tatsächliche Ventilzeiteinstellung, die durch den Nockenwinkelsensor 15 und den Kurbelwinkelsensor 19 erfaßt wird, mit dem Zielwert zur Regelung der Ventilzeiteinstellung in einer willkürlichen Position übereinstimmt.

Dabei wird nun ein Fall beschrieben, in dem der Nockenwinkelsensor 15 aus irgendeinem Grund gestört ist und ein normales Ausgabesignal nicht erzeugt wird. Die Abnormalität des Nockenwinkelsensors 15 besteht darin, daß ein Signal für eine vorbestimmte Periode nicht erzeugt wird, oder darin, daß das Signal auf ein hohes Niveau gesetzt wird, wobei solch eine Abnormalität durch eine Einrichtung zur Erfassung von Fehlern (nicht gezeigt) erfaßt wird.

Im Fall, daß der Nockenwinkelsensor 15 gestört ist und eine Ausgabe davon abnormal wird, da es nicht möglich ist, die tatsächliche Ventilzeiteinstellung zu erfassen, kann ein Mechanismus zur Variation der Ventilzeiteinstellung nicht geregelt werden.

In diesem Fall ist es notwendig, die Ventilzeiteinstellung in einer bestimmten Position zu fixieren. In diesem Fall wird die maximal verzögerte Position, die die minimale Menge der Ventilüberlappung hat, verwendet im Hinblick der Fähigkeit, ein Stoppen der Maschine zu vermeiden, selbst wenn eine Ausgabeleistung der inneren Verbrennungsmaschine 1 bis zu einem gewissen Maß dafür geopfert wird.

Auf der anderen Seite ist es möglich, normal ohne einen Einfluß des Nockenwinkelsensors zu regeln, da die Zylinder durch ein zusätzliches Signal des Kurbelwinkelsensors 19 identifiziert werden, das getrennt von dem Nockenwinkelsensor 15 vorgesehen wird, zur Regelung des Kraftstoffs und der Zündung der inneren Verbrennungsmaschine 1.

Wie beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 1 ein Zylinder der inneren Verbrennungsmaschine 1 durch ein zusätzliches Signal identifiziert, das einer Ausgabe von dem Kurbelwinkelsensor 19 beigefügt ist. Entsprechend erfaßt das Ausgabesignal von dem Nockenwinkelsensor 15 nur den Nockenwinkel (Ventilzeiteinstellung) zur Regelung der Ventilzeiteinstellung, obwohl die Ventilzeiteinstellung nicht im Fall einer Störung in dem Nockenwinkelsensor geregelt werden kann, und eine Regelung des Kraftstoffs und der Zündung der inneren Verbrennungsmaschine 1 kann normal einer sequentiellen Regelung unterworfen werden, wobei es möglich ist, einen Betriebszustand der Maschine an der Verschlechterung zu verhindern und die Maschine daran zu hindern, daß sie nicht in Betrieb ist.

In Ausführungsform 1 werden die Nockenwinkelsignale als Antwort auf alle der Zylinder, die durch den Kurbelwinkelsensor 19 bezeichnet sind, erzeugt, wie in Fig. 2 veranschaulicht. Entsprechend kann die tatsächiche Ventilzeiteinstellung für einen bestimmten Zylinder erfaßt werden, anders als bei der herkömmlichen Vorrichtung, die nicht in der Lage ist, die tatsächliche Ventilzeiteinstellung eines bestimmten Zylinders zu erfassen, dargestellt in Fig. 6, wobei die Regelbarkeit der Ventilzeiteinstellung verbessert werden kann, indem die tatsächliche Ventilzeiteinstellung für alle der Zylinder erfaßt wird.

Weiterhin, obwohl es auch möglich ist, eine Vielzahl von Signalen zu verwenden ohne das Nockenwinkelsignal für den bestimmten Zylinder zu entfernen, ist ein Freiheitsgrad in der Gestaltung eingeengt, da eine Anordnung von Räumen für signalerzeugende Einrichtungen schwierig wird bei einer erhöhten Anzahl der Signale.

Entsprechend, wie in Fig. 2 dargestellt, werden die Nockenwinkelsignale für alle der Zylinder erzeugt, und jedes der Nockenwinkelsignale wird getrennt erzeugt, wobei die Regelbarkeit der Ventilzeiteinstellung verbessert wird und der Freiheitsgrad in der Gestaltung erhöht wird.

Weiterhin, da der Nockenwinkelsensor 15 und der Kurbelwinkelsensor 19 sich in der Nockenwelle befinden, ist es möglich, eine Phase der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle zu erfassen.

Weiterhin, obwohl in Ausführungsform 2 die Anzahl der Komponenten in Verwendung des Kurbelwinkelsensors 19, der Funktionen von sowohl der Einrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels und der Einrichtung zum Erzeugen des Zylinder identifizierenden Signals hat, verringert ist, wobei der Kurbelwinkelsensor die Zylinder durch das Erzeugen eines zusätzlichen Signals A identifiziert, ist es ebenso möglich, ein Signal entsprechend dem zusätzlichen Signal A zu erzeugen, indem ein anderem Sensor verwendet wird, der weiterhin getrennt vorgesehen ist als die Einrichtung zur Erzeugung des Zylinder identifizierenden Signals.

Ausführungsform 2

In Ausführungsform 1 wurde beschrieben, daß eine Phase einer Nockenwelle durch ein Positionsverhältnis zwischen der Fallposition des Signals des Kurbelwinkelsensors 19 und der Anstiegsposition des Signals des Nockenwinkelsensors 15 erfaßt wird. Da die Nockenwelle durch eine Antriebsquelle von der Kurbelwelle durch den Synchronriemen, die Kette oder ähnliches angetrieben wird, ist es wünschenswert, daß kein Spiel des Synchronriemens, der Kette oder ähnlichem hinsichtlich der Reduzierung einer Streuung der Erfassung besteht.

Obwohl im allgemeinen der Sychronriemen, die Kette oder ähnliches, stets ohne Spiel mit einem Spannungsgeber gespannt wird, ist es mehr vorzuziehen, daß ein Ausgabesignal von dem Nockenwinkelsensor 15 in einem Abschnitt erzeugt wird von X von dem Beginn des Öffnens eines Ventils und dem Beenden beim Schließen des Ventils, d. h. einer abfallenden Seite einer Nocke, dargestellt in Fig. 4. In diesem Fall wird eine Genauigkeit der Erfassung verbessert, da die Nocke das Ventil nach unten drückt, um den Synchronriemen, die Kette oder ähnliches zu spannen.

Der erste Vorteil der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, daß die innere Verbrennungsmaschine geregelt wird, selbst wenn der Nockenwinkelsensor gestört ist.

Der zweite Vorteil der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, daß eine Genauigkeit der Regelung der Ventilzeiteinstellung verbessert wird.

Der dritte Vorteil der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Ventilzeiteinstellung genau erfaßt wird.

Der vierte Vorteil der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Fähigkeit des Verhinderns, daß die Maschine stoppt, verbessert wird, wenn der Nockenwinkelsensor gestört ist.

Der fünfte Vorteil der Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Ventilzeiteinstellung korrekt erfaßt wird.

Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich im Hinblick auf die obigen Lehren. Es ist daher zu verstehen, daß innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung anders ausgeführt werden kann, als insbesondere hier beschrieben ist.

Claims

1. Regelungsvorrichtung für eine innere Verbrennungsmaschine (1), umfassend:
eine Einrichtung (19) zur Erfassung eines Kurbelwinkels, die den Kurbelwinkel der inneren Verbrennungsmaschine (1) erfaßt;
eine Einrichtung (15) zur Erfassung eines Nockenwinkels, die in einer variablen Nockenwelle installiert ist, die variabel im Hinblick auf eine Kurbelwelle rotiert, und die den Nockenwinkel erfaßt;
eine Einrichtung (19) zum Erzeugen eines Zylinder identifizierenden Signals, die getrennt von der Einrichtung zur Erfassung des Nockenwinkels installiert ist und das Zylinder identifizierende Signal zur Identifizierung von Zylindern der innneren Verbrennungsmaschine (1) erzeugt;
eine Einrichtung (16) zur Variation der Ventilzeiteinstellung, die den Nockenwinkel in bezug auf den Kurbelwinkel variiert;
eine Einrichtung (17) zur Regelung der Ventilzeiteinstellung, die die Einrichtung zur Variation der Ventilzeiteinstellung regelt; und
eine Einrichtung (17) zur Regelung der inneren Verbrennungsmaschine (1).

2. Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels ein Erfassungssignal des Nockenwinkels jeweils für die Zylinder der inneren Verbrennungsmaschine (1) erzeugt.

3. Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (19) zur Erzeugung des Zylinder identifizierenden Signals ein Signal für einen vorbestimmten Zylinder erzeugt, wobei das Signal sich von den Signalen für die anderen Zylinder unterscheidet, und die Einrichtung (19) zur Erzeugung des Zylinder identifizierenden Signals in der Einrichtung (19) zur Erfassung des Kurbelwinkels eingeschlossen ist, installiert in einer festen Nockenwelle, die fest mit der Kurbelwelle verriegelt ist.

4. Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine (1) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:
eine Einrichtung zur Erfassung einer Störung, die die Störung der Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels erfaßt und einen Überlapp der Ventilzeiteinstellung der Ventile reduziert, wenn die Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels gestört ist.

5. Regelungsvorrichtung für die innere Verbrennungsmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (15) zur Erfassung des Nockenwinkels ein Signal auf einer abfallenden Seite einer Nocke erzeugt.