DE19963655B4

DE19963655B4 - Ventilbetätigungszeitpunkt-Steuersystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19963655B4
Application number: DE19963655A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kobe Hashimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2019-12-30
Also published as: KR20010006601A; JP3059162B1; DE19963655A1; US6170446B1; KR100355121B1; JP2000345868A

Abstract

Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1), die mit einem Mechanismus (40) für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt zum Vorstellen und Verzögern eines Nockenwinkels in Bezug auf einen Kurbelwinkel versehen ist, unter Nutzung des Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine (1), wobei das Steuersystem umfaßt:
eine Kurbelwinkeldetektorvorrichtung (6) zum Detektieren des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine (1);
eine Nockenwinkeldetektorvorrichtung (24) zum Detektieren des Nockenwinkels der Brennkraftmaschine (1);
eine Phasendifferenzberechnungsvorrichtung (204) zur Berechnung eines Vorstellbetrages, welcher die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel ist;
eine Lernvorrichtung (202) zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, wenn eine Ventilüberschneidung zwischen Betätigungen eines Einlaßventils und eines Auslaßventils einen Minimalwert aufweist;
eine Lernbefehlsübertragungsvorrichtung (205) zur Übertragung an die Lernvorrichtung (202) eines Lernbefehls zum Lernen der Phasendifferenz zwischen Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel; und
eine Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen-Berechnungsvorrichtung (203) zur Berechnung einer Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen, zum Antrieb des Mechanismus (40) für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt auf der Grundlage einer Abweichung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die so ausgebildet ist, daß eine Position mit maximaler Verzögerung des Ventilbetätigungszeitpunktes gelernt wird.

Es ist bislang eine Einrichtung bekannt, welche variabel den Ventilbetätigungszeitpunkt zumindest der Einlaßventile oder der Auslaßventile entsprechend den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine steuert.

Darüber hinaus ist ein System zum Steuern einer derartigen Einrichtung wohlbekannt, wie dies beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 9-345264 beschrieben wird. Unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 erfolgt nachstehend eine Beschreibung eines herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems für eine Brennkraftmaschine.

11 zeigt schematisch die Konfiguration eines Benzin-Brennkraftmaschinensystems, welches ein gemeinsames Betätigungsglied für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt aufweist.

In 11 weist eine Brennkraftmaschine 1 mehrere (beispielsweise vier) Zylinder auf, welche deren Hauptkörper bilden. In dieser Darstellung ist nur ein Zylinder der Brennkraftmaschine 1 dargestellt.

Ein Zylinderblock 2 bildet einen Zylinderabschnitt der Brennkraftmaschine 1. Ein Zylinderkopf 3 ist mit dem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 2 verbunden.

Ein Kolben 4 ist in jedem der Zylinder in dem Zylinderblock 2 aufgenommen, und wird zu einer abwechselnden Aufwärts- und Abwärtsbewegung veranlaßt. Eine Kurbelwelle 5, die mit einem unteren Endabschnitt des Kolbens 4 verbunden ist, führt eine durch die Vertikalbewegungen des Kolbens 4 veranlaßte Drehbewegung durch.

Ein Kurbelwinkelsensor 6 besteht aus einem elektromagnetischen Aufnehmer, der in der Nähe der Kurbelwelle 5 angebracht ist, und gibt ein Kurbelwinkelsignal SGT synchron zur Drehung der Kurbelwelle 5 der Brennkraftmaschine 1 aus. Das Kurbelwinkelsignal SGT wird dazu verwendet, die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine einzudetektieren, und darüber hinaus, um zu detektieren, ob sich die Kurbelwelle 5 an einem vorbestimmten Bezugskurbelwinkel (degCA) befindet.

Ein Signalrotor 7 ist einstückig mit der Kurbelwelle 5 verbunden, und weist an seinem Außenumfang zwei Zähne 7a auf, die aus einer magnetischen Substanz bestehen, und in einem Abstand eines Drehwinkels von 180° angeordnet sind. Der Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt ein impulsförmiges Kurbelwinkelsignal SGT immer dann, wenn einer der Zähne 7a vor dem Kurbelwinkelsensor 6 vorbeigeht.

Ein Brennraum 8 wird durch eine Innenwand des Zylinderblocks 2, eine Innenwand des Zylinderkopfs 3 und die Oberseite des Kolbens 4 ausgebildet, und ein Luft-Kraftstoffgemisch, das der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, wird darin verbrannt. Eine Zündkerze 9 ist in dem oberen Abschnitt des Zylinderkopfes 3 so angebracht, daß sie ins Innere des Brennraums 8 vorsteht, und durch Entladung die Luft-Kraftstoffmischung entzündet.

Ein Verteiler 10 ist mit einer auspuffseitigen Nockenwelle 20 (die nachstehend genauer erläutert wird) in dem Zylinderkopf 3 verbunden, und legt aufeinanderfolgend eine Hochspannung für die Zündung an die Zündkerze 9 jedes der Zylinder an. Eine Zündvorrichtung 11 erzeugt die Hochspannung für die Zündung.

Jede der Zündkerzen 9 ist über ein Hochspannungskabel (nicht gezeigt) mit dem Verteiler 10 verbunden, und die von der Zündvorrichtung 11 ausgegebene Hochspannung wird über den Verteiler 10 an jede der Zündkerzen 9 synchron zur Drehung der Kurbelwelle 5 verteilt.

Ein Wassertemperatursensor 12 befindet sich im Zylinderblock 2, um die Temperatur W eines Kühlmittels (Kühlmitteltemperatur) zu erfassen, welches in einem Kühlkanal fließt. Eine Ansaugöffnung 13 ist an der Ansaugseite des Zylinderkopfs 3 vorgesehen, während eine Auslaßöffnung 14 an der Auslaßseite des Zylinderkopfes 3 angeordnet ist.

Ein Ansaugkanal 15 steht mit der Ansaugöffnung 13 in Verbindung, wogegen ein Auslaßkanal 16 mit der Auslaßöffnung 14 in Verbindung steht. Ein Einlaßventil 17 ist in der Ansaugöffnung 13 des Zylinderkopfes 3 vorgesehen, wogegen ein Auslaßventil 18 in der Auslaßöffnung 14 des Zylinderkopfes 3 vorgesehen ist.

Eine ansaugseitige Nockenwelle 19 befindet sich oberhalb des Einlaßventils 17, um dieses zu öffnen und zu schließen, wogegen eine auslaßseitige Nockenwelle 20 über dem Auslaßventil 18 liegt, um dieses zu öffnen und zu schließen.

Eine ansaugseitige Synchronriemenscheibe 21 ist an einem Endabschnitt der ansaugseitigen Nockenwelle 19 angebracht, wogegen eine auslaßseitige Synchronriemenscheibe 22 an einem Endabschnitt der auslaßseitigen Nockenwelle 20 angebracht ist. Ein Sychronriemen 23 stellt eine Verbindung der Synchronriemenscheiben 21, 22 mit der Kurbelwelle 5 her. Jede der Nockenwellen 19, 20 wird zu einer Drehung mit einer Drehzahl veranlaßt, welche die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 5 beträgt.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird die Drehantriebskraft der Kurbelwelle 5 über den Synchronriemen 23 und die Synchronriemenscheiben 21, 22 auf die Nockenwellen 19, 20 übertragen, so daß sich die Nockenwellen 19, 20 drehen.

Auf diese Weise werden das Einlaßventil 17 und das Auslaßventil 18 so angetrieben, daß sie sich synchron zur Drehung der Kurbelwelle 5 und zu den Vertikalbewegungen des Kolbens 4 öffnen und schließen.

Die Ventile 17 und 18 werden daher so angetrieben, daß ihre Betätigung an vorbestimmten Öffnungs- und Schließbetätigungszeitpunkten synchron mit einer Gruppe von vier Hüben erfolgt: einem Ansaughub, einem Verdichtungshub, einem Explosionshub (Expansionshub), und einem Auspuffhub, in der Brennkraftmaschine 1.

Ein Nockenwinkelsensor 24 ist in der Nähe der ansaugseitigen Nockenwelle 19 angebracht, und gibt ein Nockenwinkelsignal SGC aus, um einen Betätigungszeitpunkt (Ventilbetätigungszeitpunkt) des Einlaßventils 17 zu detektieren.

Ein Signalrotor 25 ist einstückig mit der ansaugseitigen Nockenwelle 19 verbunden, und weist an seinem Außenumfang vier Zähne 25a aus einer magnetischen Substanz auf, die in Abständen eines Drehwinkels von 90° angeordnet sind. Der Nockenwinkelsensor 24 gibt ein gepulstes Nockenwinkelsignal SGC aus, immer wenn einer der Zähne 25a vor dem Nockenwinkelsensor 24 vorbeiläuft.

Eine Drosselklappe 26 ist in der Mitte des Ansaugkanals 19 angeordnet, und wird durch das Gaspedal (nicht gezeigt) so betätigt, daß sie sich öffnet und schließt, wodurch die Luftflußrate in die Brennkraftmaschine 1 hinein eingestellt wird, also eine Ansaugluftmenge Q.

Ein Drosselklappensensor 27 ist mit der Drosselklappe 26 verbunden, um den Drosselklappenöffnungsgrad θ festzustellen.

Ein Ansaugluftmengensensor 28 ist an der stromaufwärtigen Seite der Drosselklappe 26 angeordnet, um die Ansaugluftmenge Q zu detektieren, die in dem Ansaugkanal 15 fließt, beispielsweise auf der Grundlage eines thermischen Verfahrens.

Ein Ausgleichsbehälter 29 ist an der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 26 vorgesehen, um Ansaugluftpulsationen zu unterdrücken.

Jeweils ein Injektor 30 ist in der Nähe der Ansaugöffnung 13 jedes der Zylinder angeordnet, um Kraftstoff einzuspritzen, so daß eine Luft-Kraftstoffmischung dem Inneren des Brennraums 8 zugeführt wird. Jeder der Injektoren 30 weist ein Magnetventil auf, welches in Reaktion auf eine Energieversorgung einen offenen Zustand annimmt. Der Injektor 30 empfängt zugeführten Kraftstoff, der unter Druck von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) geliefert wird.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 spritzt, gleichzeitig mit dem Einlaß von Luft in den Ansaugkanal 15, jeder der Injektoren 30 Kraftstoff in die Ansaugöffnung 13 ein.

Dies führt dazu, daß in der Ansaugöffnung 13 ein Luft-Kraftstoffgemisch erzeugt wird, und dieses beim Öffnen des Einlaßventils 17 während des Ansaughubes dem Brennraum 8 zugeführt wird.

Ein Betätigungsglied für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt (welches nachstehend als VVT-Betätigungsglied bezeichnet wird) 40 ist mit der ansaugseitigen Nockenwelle 19 verbunden, und wird durch Arbeitsöl (Schmieröl) angetrieben, um den Ventilbetätigungszeitpunkt (Öffnen und Schließen) des Einlaßventils 17 und/oder des Auslaßventils 18 zu ändern.

Das VVT-Betätigungsglied 40 ändert den Verschiebungswinkel der ansaugseitigen Nockenwelle 19 in Bezug auf die ansaugseitige Synchronriemenscheibe 21, wodurch der Ventilbetätigungszeitpunkt des Einlaßventils 17 geändert wird.

Ein Ölsteuerventil (das nachstehend als OCV bezeichnet wird) 80 liefert das Arbeitsöl an das VVT-Betätigungsglied 40, und stellt auch die diesem zugeführte Menge an Arbeitsöl ein.

Eine elektronische Steuereinheit (die als ECU bezeichnet wird) 100 besteht aus einem Mikrocomputer (der nachstehend noch genauer erläutert wird), und ist so ausgebildet, daß sie verschiedene Arten von Betätigungsgliedern antreibt (die Injektoren 30, die Zündvorrichtung 11, das OCV 80 und dergleichen), auf der Grundlage verschiedener Sensorsignale (der Ansaugluftmenge Q, des Drosselklappenöffnungsgrades θ, der Kühlmitteltemperatur W, des Kurbelwinkelsignals SGT, des Nockenwinkelsignals SGC und dergleichen), welche Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 repräsentieren, und steuert so die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zündzeitpunkt, den Ventilbetätigungszeitpunkt und dergleichen bei der Brennkraftmaschine 1.

Zweitens erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf die 12 bis 17 eine Beschreibung der konkreten Konfiguration eines Mechanismus für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt, der das VVT-Betätigungsglied 40 und das OCV 80 umfaßt.

12 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Konfiguration in der Nähe der ansaugseitigen Nockenwelle 19 zeigt, mit installiertem VVT-Betätigungsglied 40. Bei dieser Darstellung ist auch eine Konfiguration eines Betriebsölversorgungsmechanismus (OCV 80) zum Antrieb des VVT-Betätigungsgliedes 40 gezeigt.

In 12 sind identische Teile wie jene, die voranstehend beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das VVT-Betätigungsglied 40 stellt den Einlaßventilbetätigungszeitpunkt ein, während das OCV 80 die Menge an Arbeitsöl steuert, welche dem VVT-Betätigungsglied 40 zugeführt werden soll. Die ansaugseitige Synchronriemenscheibe 23 dreht sich synchron mit der Kurbelwelle 5 über den Synchronriemen 23, der sich zusammen mit der Kurbelwelle 5 dreht.

aber das VVT-Betätigungsglied 40 wird die Drehung der ansaugseitigen Synchronriemenscheibe 21 auf die ansaugseitige Nockenwelle 19 übertragen.

Ein Lager 41 ist fest an dem Zylinderkopf 3 befestigt (vgl. 11), damit die ansaugseitige Nockenwelle 19 drehbar gehaltert wird.

Ein erster Ölkanal 42 und ein zweiter Ölkanal 43 sind in der ansaugseitigen Nockenwelle 19 und einem Rotor 52 (der später noch genauer erläutert wird) vorgesehen.

Der erste Ölkanal 42 steht mit einer Verzögerungskammer 62 (die später noch genauer erläutert wird) in Verbindung, die dazu dient, den Rotor 52 in Verzögerungsrichtung zu verschieben, wahrend der zweite Ölkanal 43 mit einer Vorstellkammer 63 (die später noch genauer erläutert wird) in Verbindung steht, um den Rotor 52 in Vorstellrichtung zu verschieben.

Eine Ölpumpe 91 pumpt das Betriebsöl (Schmieröl) von einer Ölwanne 90, welche das Betriebsöl speichert, und ein Ölfilter 92 reinigt das gepumpte Betriebsöl. Die Ölwanne 90, die Ölpumpe 91 und das Ölfilter 92 bilden eine Schmiervorrichtung zum Schmieren der sich bewegenden Teile der Brennkraftmaschine 1 (sh. 11), und bilden eine Vorrichtung zum Liefern von Betriebsöl an das VVT-Betätigungsglied 40 in Zusammenarbeit mit dem OCV 80.

Verschiedene Arten von Sensoren 99 umfassen den voranstehend erwähnten Kurbelwinkelsensor 6 und dergleichen, die bei der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen sind, und führen der ECU 100 verschiedene Arten von Betriebsbedingungsinformation der Brennkraftmaschine 1 zu, beispielsweise das Kurbelwinkelsignal SGT.

Ein Spulenventil 82 gleitet innerhalb eines Gehäuses 81 des OCV 80. Ein linearer Elektromagnet 83 veranlaßt das Spulenventil 82 dazu, entsprechend einem Steuersignal von der ECU 100 zu gleiten. Eine Feder 84 spannt das Spulenventil 82 in Richtung entgegengesetzt zur Richtung des linearen Elektromagneten 83 vor.

Öffnungen 85 bis 87, 88a und 88b sind in dem Gehäuse 81 vorgesehen.

Die Versorgungsöffnung 84 steht über das Ölfilter 92 mit der Ölpumpe 91 in Verbindung, während eine A-Öffnung 86 mit dem ersten Ölkanal 92 in Verbindung steht, eine B-Öffnung 87 mit dem zweiten Ölkanal 43, und die Auslaßöffnungen 88a, 88b mit der Ölwanne 90 verbunden sind.

Wenn im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 die Ölpumpe 91 im Zusammenhang mit der Drehung der Kurbelwelle 5 arbeitet, wird das Betriebsöl in der Ölwanne 90 durch sie angesaugt und ausgestoßen.

Das Betriebsöl, das ausgestoßen wurde, wird durch das Ölfilter 92 geschickt, und selektiv von dem OCV 80 den Ölkanälen 42, 43 zugeführt.

Die Ölmengen in den Ölkanälen 42, 43 werden auf solche Weise erhöht bzw. verringert, daß sich das Ausmaß der Öffnung der Öffnungen 86 und 87 infolge der Gleitbewegung des Spulenventils 82 kontinuierlich ändert. Hierbei wird jeder Öffnungsgrad jeder Öffnung durch einen Stromwert i (Regelgröße) bestimmt, der an den linearen Elektromagneten 83 angelegt werden soll.

Die ECU 100 steuert den Strom i, welcher dem linearen Elektromagneten 83 zugeführt werden soll, auf der Grundlage von Signalen von verschiedenen Arten von Sensoren, beispielsweise vom Kurbelwinkelsensor 6 und vom Nockenwinkelsensor 24.

Ein Gehäuse 44 des VVT-Betätigungsgliedes 40 ist so angebracht, daß es sich in Bezug auf die ansaugseitige Nockenwelle 19 drehen kann, wogegen ein Mantel 45 fest an dem Gehäuse 44 befestigt ist.

Eine rückwärtige Feder in Form einer Plattenfeder 46 ist zwischen einer Spitzendichtung 49 (die nachstehend noch genauer erläutert wird) und dem Mantel 45 so angeordnet, daß sie die Spitzendichtung 49 gegen den Rotor 52 drückt (der nachstehend noch genauer erläutert wird).

Ein Deckel 47 ist über einen Bolzen 48 am Mantel 45 befestigt. Der Bolzen 48 befestigt das Gehäuse 44, den Mantel 45 und den Deckel 47.

Die Spitzendichtung 49 wird gegen den Rotor 52 durch die Rückfeder 46 gedrückt, um eine Bewegung des Betriebsöls zwischen Hydraulikkammern zu verhindern, die durch den Rotor 52 und den Mantel 45 gebildet werden. Eine Platte 50 ist über eine Schraube 51 am Deckel 47 befestigt.

Der Rotor 52 ist an der ansaugseitigen Nockenwelle 19 befestigt, und ist so angeordnet, daß er sich in Bezug auf den Mantel 45 drehen kann.

Ein säulenförmiger Halter 53 ist in dem Rotor 52 vorgesehen, und weist einen Ausnehmungsabschnitt auf, der im Eingriff mit einem Tauchkolben 54 steht (der später noch genauer erläutert wird).

Der Tauchkolben 54, der ein vorspringendes Teil aufweist, wird zum Gleiten innerhalb des Gehäuses 44 durch die Federkraft einer Feder 55 (die später noch genauer erläutert wird) sowie einen Öldruck veranlaßt, der dem Inneren des Halters 53 zugeführt wird.

Die Feder 55 spannt den Tauchkolben 54 zum Rotor 52 hin vor. Ein Tauchkolbenölkanal 56 nimmt das Betriebsöl auf, um auf den Tauchkolben 54 gegen die Vorspannkraft der Feder 55 einen Öldruck auszuüben. Ein Luftloch 57 stellt normalerweise die Seite der Feder 55 des Tauchkolbens 54 auf Atmosphärendruck ein.

Ein Verbindungsbolzen 58 verbindet fest die ansaugseitige Nockenwelle 19 und den Rotor 52. Weiterhin verbindet ein Wellenbolzen 59 fest die ansaugseitige Nockenwelle 19 und den Rotor 52 über deren Drehachsen. Der Wellenbolzen 59 ist so angeordnet, daß er sich in Bezug auf den Deckel 47 drehen kann.

Ein Luftkanal 60 ist in dem Wellenbolzen 59 vorgesehen, und der ansaugseitigen Nockenwelle 19, um die Innenseite der Platte 50 auf einen Druck entsprechend Atmosphärendruck einzustellen.

13 ist eine Teilquerschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem Öldruck über den Tauchkolbenölkanal 56 an den Tauchkolben 54 angelegt wird.

Wie aus 13 hervorgeht, wird der Tauchkolben 54 zur Seite des Gehäuses 44 hin durch den Öldruck gedrückt, während die Feder 55 zusammengedrückt wird, worauf sich der Tauchkolben 54 und der Halter 53 aus ihrem Eingriff lösen, so daß sich der Rotor 52 in Bezug auf das Gehäuse 44 drehen kann.

14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X von 12, gesehen in Richtung der Pfeile, 15 ist eine Teilquerschnittsansicht, welche einen verschobenen Zustand einer Gleitplatte zeigt, 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y von 12 in Richtung der Pfeile, und 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z von 12 in Richtung der Pfeile.

In den 14 bis 17 steht der Bolzen 48 im Eingriff mit einem Bolzenloch 61. Die Verzögerungskammer 62 dreht einen ersten bis vierten Flügel 64 bis 67 (die nachstehend noch genauer erläutert werden), die mit dem Rotor 62 vereinigt sind, in der Verzögerungsrichtung.

Die Verzögerungskammern 62 sind so ausgebildet, daß sie von dem Rotor 52, dem Mantel 45, dem Deckel 47 und dem Gehäuse 44 umgeben sind, und entsprechen der ersten bis vierten Schaufel 64 bis 67. Darüber hinaus stehen die Verzögerungskammern 62 mit dem ersten Ölkanal 42 in Verbindung, damit sie das Betriebsöl über den ersten Ölkanal 42 empfangen.

Die sektorförmigen Vorstellkammern 63 drehen ebenfalls den ersten bis vierten Flügel 64 bis 67. Die Vorstellkammern 63 sind so ausgebildet, daß sie von dem Rotor 52, dem Mantel 45, dem Deckel 47 und dem Gehäuse 44 umgeben werden, und entsprechen jedem der ersten bis vierten Flügel 64 bis 67. Die Vorstellkammer 63 steht mit dem zweiten Ölkanal 43 in Verbindung, um das Betriebsöl über den zweiten Ölkanal 43 zu empfangen.

Entsprechend der Menge an Betriebsöl, welche der Verzögerungskammer 62 und der Vorstellkammer 63 zugeführt wird, verschiebt sich der Rotor 52 in Bezug auf das Gehäuse 44, so daß das jeweilige Volumen der Verzögerungskammern 62 und der Vorstellkammern 63 variiert werden kann.

Der erste Flügel 64 ist so ausgebildet, daß er von dem Rotor 52 aus radial nach außen vorspringt. Der Halter 53 ist in die Seite des Gehäuses 44 des ersten Flügels 64 eingepaßt, während ein Verbindungsölkanal 70 (der nachstehend noch genauer erläutert wird) in der Seite des Deckels 47 dieses Flügels ausgenommen ist.

In der Mitte des Verbindungsölkanals 70 ist eine Verschiebungsnut 72 (die nachstehend noch genauer erläutert wird) ausgenommen. Der Tauchkolbenölkanal 56 geht von der Verschiebungsnut 72 über den Halter 53 zur Seite des Gehäuses 44 durch.

Der zweite bis vierte Flügel 65 bis 67 ist jeweils so ausgebildet, daß er von dem Rotor 52 aus radial nach außen vorspringt.

Eine Spitzendichtung 73 (die nachstehend noch genauer erläutert wird) ist an den Abschnitten jedes des ersten bis vierten Flügels 64 bis 67 vorgesehen, die in Berührung mit dem Mantel 45 gelangen.

Ein Flügelhalter 68 bildet einen zentralen Abschnitt des Rotors 52. Ein Schuh 69 ist so vorgesehen, daß er von dem Mantel 45 aus radial nach innen vorsteht. Der Schuh 69 weist das Bolzenloch 61 auf, welches den Bolzen 48 empfängt, und die Spitzendichtung 49 ist an einem Abschnitt des Schuhs 69 vorgesehen, und gelangt in Kontakt mit dem Flügelhalter 68.

Der Verbindungsölkanal 70 stellt eine Verbindung zu einem Raum zwischen der Verzögerungskammer 62 und der Vorstellkammer 63 zur Verfügung, der sich an beiden Seiten des ersten Flügels 64 befindet. Die Gleitplatte 71 bewegt sich innerhalb der Verschiebungsnut 72 (die nachstehend noch genauer erläutert wird), die in der Mitte des Verbindungsölkanals 70 vorgesehen ist.

Der Verbindungsölkanal 70 wird durch die Gleitplatte 71 unterteilt, wodurch ein Ölleck zwischen der Verzögerungskammer 62 und der Vorstellkammer 63 verhindert wird.

Die Gleitplatte 71 verschiebt sich zur Seite der Vorstellkammer 63 hin (sh. 14), wenn der Öldruck in der Verzögerungskammer 62 hoch ist, wogegen sie sich zur Seite der Verzögerungskammer 62 hin bewegt (sh. 15), wenn der Öldruck in der Vorstellkammer 63 hoch ist.

Die Verschiebungsnut 72 ist in der Mitte des Verbindungsölkanals 70 aufgenommen, und der Tauchkolbenölkanal 56 steht mit einem mittleren Abschnitt der Verschiebungsnut 72 in Verbindung.

Der Tauchkolbenölkanal 56 steht mit der Verzögerungskammer 62 in Verbindung, wenn sich die Gleitplatte 71 zur Seite der Vorstellkammer 63 hin verschiebt (sh. 14), wogegen er mit der Vorstellkammer 63 in Verbindung steht, wenn sich die Gleitplatte 71 zur Seite der Verzögerungskammer 62 hin bewegt (sh. 15).

Die Spitzendichtung 73 ist für jeden des ersten bis vierten Flügels 64 bis 67 vorgesehen, um die Abdichtung zwischen jedem der Flügel 64 und 67 und dem Mantel 45 zu erzielen, und so ein Ölleck zu verhindern.

Pfeile in den 14, 16 und 17 geben die Drehrichtung des gesamten VVT-Betätigungsglieds 40 durch den Synchronriemen 23 usw. an.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung konkreter Operationen des VVT-Betätigungsgliedes 40 und des OCV 80.

Zuerst, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 im Haltezustand befindet, wie dies in 14 gezeigt ist, befindet sich der Rotor 52 in der Position mit maximaler Verzögerung (wird daher in Drehrichtung zum Maximum in Verzögerungsrichtung in Bezug auf das Gehäuse 44 angetrieben).

In der nachfolgenden Beschreibung wird der Ventilbetätigungszeitpunkt, der eingenommen werden soll, wenn sich der Rotor 52 in der am stärksten verzögerten Position befindet, als maximale Verzögerungsposition bezeichnet, und wird die Phasendifferenz (das Ausmaß der Vorstellung) zwischen einem ansaugseitigen Nockenwinkel und einem Kurbelwinkel, wenn sich der Ventilbetätigungszeitpunkt in der maximalen Verzögerungsposition befindet, als maximaler Verzögerungswert bezeichnet.

Zu diesem Zeitpunkt wird, da der von der Ölpumpe 91 an das OCV 80 gelieferte Öldruck niedrig ist (oder gleich Atmosphärendruck ist), der Öldruck nicht an den ersten Ölkanal 42 und den zweiten Ölkanal 43 angelegt.

Da keine Versorgung mit Öldruck an den Tauchkolbenölkanal 56 erfolgt, wie dies in 12 gezeigt ist, wird daher der Tauchkolben 54 gegen den Halter 53 infolge der Vorspannkraft der Feder 55 angedrückt, so daß der Tauchkolben 54 und der Halter 53 in gegenseitigem Eingriff stehen.

Wenn darauf die Brennkraftmaschine 1 angelassen wird, arbeitet die Ölpumpe 91 so, daß der Öldruck ansteigt, der dem OCV 80 zugeführt werden soll, so daß der Öldruck durch die A-Öffnung 86 an die Verzögerungskammer 62 angelegt wird. In diesem Fall verschiebt sich, infolge des Öldrucks in der Verzögerungskammer 62, die Gleitplatte 71 zur Seite der Vorstellkammer 63 hin, so daß eine Verbindung zwischen der Verzögerungskammer 62 und dem Tauchkolbenölkanal 56 hergestellt wird.

Der Tauchkolben 54 wird dann gedrückt und zur Seite des Gehäuses 44 bewegt, so daß der Tauchkolben 54 und der Rotor 52 aus ihrem gegenseitigen Eingriff gelöst werden.

Da der Öldruck der Verzögerungskammer 63 zugeführt wird, werden die Flügel 64 bis 67 in Kontakt mit dem Schuh 69 in Verzögerungsrichtung gebracht, und gegen diesen angedrückt. Selbst wenn der Eingriff durch den Tauchkolben 54 beendet wird, werden daher das Gehäuse 44 und der Rotor 52 durch den Öldruck in der Verzögerungskammer 62 gegeneinander angedrückt, wodurch Schwingungen oder Stoßbeanspruchungen verringert oder ausgeschaltet werden.

Dann wird, wenn die B-Öffnung 87 geöffnet wird, um den Rotor 52 vorzustellen, da das Betriebsöl durch den zweiten Ölkanal 43 der Vorstellkammer 63 zugeführt wird, der Öldruck von der Vorstellkammer 63 an den Verbindungsölkanal 70 übertragen, so daß die Gleitplatte 71 durch den Öldruck beaufschlagt wird, und zur Seite der Verzögerungskammer 62 hin verschoben wird.

Infolge der Verschiebung der Gleitplatte 71 steht der Tauchkolbenölkanal 56 mit der Seite der Vorstellkammer 63 des Verbindungsölkanals 70 in Verbindung, so daß der Öldruck von der Vorstellkammer 63 an den Tauchkolbenölkanal 56 übertragen wird.

Wie in 13 gezeigt wird, infolge dieses Öldrucks, der Tauchkolben 54 zur Seite des Gehäuses 44 gegen die Vorspannkraft der Feder 55 bewegt, wodurch der gegenseitige Eingriff des Tauchkolbens 54 und des Halters 53 gelöst wird.

Die A-Öffnung 86 und die B-Öffnung 87 werden daher geöffnet bzw. geschlossen, um die Ölmenge einzustellen, die in einem Zustand geliefert werden soll, in welchem der Eingriff des Tauchkolbens 54 und des Halters 53 gelöst ist, so daß die Ölmengen in der Verzögerungskammer 62 und der Vorstellkammer 63 eingestellt werden, um die Drehung des Rotors 52 in Bezug auf die Drehung des Gehäuses 44 vorzustellen oder zu verzögern.

Unter Bezugnahme auf 18 erfolgt nunmehr eine Beschreibung eines Ventilbetätigungszeitpunkt-Detektionsvorgangs.

18 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches ein Kurbelwinkelsignal SGT zeigt, ein Nockenwinkelsignal SGCd bei der maximalen Verzögerung und ein Nockenwinkelsignal SGCa beim Vorstellen, also eine Phasenbeziehung zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT und den Nockenwinkelsignalen SGCd und SGCa zeigt, sowie ein Verfahren zur Berechnungsverarbeitung eines realen Ventilbetätigungszeitpunktes Ta.

Die ECU 100 mißt einen Zeitraum T des Kurbelwinkelsignals SGT, und mißt darüber hinaus eine Phasendifferenz ΔTa zwischen dem Nockenwinkel SGCa bis zum Kurbelwinkelsignal SGT.

Zusätzlich berechnet entsprechend der folgenden Gleichung (1) die Ecu 100 einen maximalen Verzögerungswert Td auf der Grundlage einer Phasendifferenzzeit ΔTd in jenem Fall, in welchem der Ventilbetätigungszeitpunkt auf der maximalen Verzögerungsposition liegt, und auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignalzeitraums T, und speichert das Ergebnis der Berechnung in ihrem RAM.

Weiterhin gibt der maximalen Verzögerungswert Td einen Vorstellbetrag in jenem Fall an, in welchem der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt sich in der maximalen Verzögerungsposition befindet, und dieser Wert gibt einen Vorstellbetrag des ansaugseitigen Nockenwinkels in Bezug auf den Kurbelwinkel in jenem Fall an, in welchem die Ventilüberschneidung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil einen Minimalwert annimmt. Td = (ΔTd/T) × 180 [degCA] (1)

Weiterhin erhält die ECU 100 einen realen Ventilbetätigungszeitpunkt Ta auf der Grundlage der Phasendifferenzzeit ΔTa, des Kurbelwinkelsignalzeitraums T, und des maximalen Verzögerungswertes Td, entsprechend der folgenden Gleichung (2). Ta = (ΔTa/T) × 180 [degCA] – Td (2)

In diesem Fall dient die Detektion des maximalen Verzögerungswertes Td zu dem Zweck, die Variationen unter den Produkten zu korrigieren (die Variationen unter den Nockenwinkelsensorinstallationen und deren Ausgangssignalen), um den korrekten, realen Ventilbetätigungszeitpunkt Ta zu berechnen.

Eine Stromsteuerschaltung 114 dient zum Steuern eines Stroms i für den linearen Elektromagneten des OCV 80.

Eine CPU 102 berechnet den Strom i für den linearen Elektromagneten für das OCV 80 auf der Grundlage verschiedener Eingangssignale, und gibt an einen Ausgangsanschluß 108 ein Tastverhältnissignal aus, entsprechend dem Strom i für den linearen Elektromagneten für das OCV 80, auf der Grundlage des Ergebnisses einer Zeitmessung durch einen Zeitgeber 107.

19 zeigt als Blockschaltbild den internen Aufbau einer elektronischen Steuereinheit in einem herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine.

In 19 weist die ECU 100 einen Mikrocomputer 101 auf.

Der Mikrocomputer 101 besteht aus einer CPU 102 zur Durchführung verschiedener Arten von Berechnungen und Festlegungen, einem ROM 103 zum Speichern vorbestimmter Steuerprogramme und dergleichen, und zwar vorher, einem RAM 104 zur zeitweiligen Speicherung der Berechnungsergebnisse der CPU 102 und dergleichen, einem A/D-Wandler 105 zur Umwandlung einer Analogspannung in einen Digitalwert, einem Zähler 106 zur Messung eines Zeitraums eines Eingangssignals und dergleichen, einem Zeitgeber 107 zur Messung einer Antriebszeit eines Ausgangssignals und dergleichen, einem Ausgangsanschluß 108, der als Ausgangsschnittstelle dient, und einem gemeinsamen Bus 109 zum Einrichten von Verbindungen zwischen den Blöcken 102 bis 108.

Eine erste Eingangsschaltung 110 führt eine Signalformung eines Kurbelwinkelsignals SGT von dem Kurbelwinkelsensor 6 und eines Nockenwinkelsignals SGC von dem Nockenwinkelsensor 24 durch, und gibt diese Signale in den Mikrocomputer 101 als ein Unterbrechungsbefehlssignal INT ein.

Die CPU 102 liest den Wert des Zählers 106 und speichert ihn in dem RAM 104, immer dann, wenn eine Unterbrechung infolge des Unterbrechungsbefehlssignals INT auftritt.

Weiterhin berechnet die CPU 102 einen Zeitraum T (sh. 18) des Kurbelwinkelsignals SGT auf der Grundlage einer Differenz zwischen jenem Zählerwert, an welchem das letzte Kurbelwinkelsignal SGT eingegeben wurde, und dem momentanen Wert, und berechnet darüber hinaus eine Brennkraftmaschinendrehzahl Ne auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignalzeitraums T.

Darüber hinaus liest die CPU 102 aus dem RAM 104 einen Zählerwert aus, wenn ihr ein Nockenwinkelsignal SGC zugeführt wird, und berechnet eine Phasendifferenzzeit ΔT auf der Grundlage des gelesenen Zählerwertes und jenes Zählerwertes, wenn ein Kurbelwinkelsignal SGT zugeführt wird.

Eine zweite Eingangsschaltung 111 liest eine Kühlmitteltemperatur W von dem Wassertemperatursensor 12 ein, einen Drosselklappenöffnungsgrad θ von dem Drosselklappensensor 27, und eine Ansaugluftmenge Q von dem Ansaugluftmengensensor 28, und gibt diese Größen an den A/D-Wandler 105 weiter, nachdem sie eine Verarbeitung wie das Abtrennen von Rauschkomponenten und eine Verstärkung durchgeführt hat.

Der A/D-Wandler 105 wandelt die Kühlmitteltemperatur W, den Drosselklappenöffnungsgrad θ und die Ansaugluftmenge Q in Digitaldaten um, und führt die digitalen Eingangswerte der CPU 102 zu.

Eine Treiberschaltung 112 gibt ein Steuersignal zum Treiben des Injektors 30 aus, während eine Treiberschaltung 113 ein Steuersignal zum Betrieb der Zündvorrichtung 11 ausgibt.

Die CPU 102 berechnet auf der Grundlage der verschiedenen Arten von Eingangssignalen eine Treiberzeit des Injektors 30 und einen Zündzeitpunkt der Zündvorrichtung 11, und treibt den Injektor 30 und die Zündvorrichtung 11 über den Ausgangsanschluß 108 und die Treiberschaltungen 112, 113 auf der Grundlage der Ergebnisse der Zeitmessung durch den Zeitgeber 107, und steuert so die Kraftstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt.

Eine Stromsteuerschaltung 114 steuert einen Strom i für den linearen Elektromagneten des OCV 80.

Die CPU 102 berechnet den Strom i für den linearen Elektromagneten für das OCV 80 auf der Grundlage der verschiedenen Arten von Eingangssignalen, und gibt weiterhin an den Ausgangsanschluß 108 ein Tastverhältnissignal entsprechend dem Strom i für den linearen Elektromagneten des OCV 80 aus.

Die Stromsteuerschaltung 114 führt eine Steuerung auf der Grundlage des Tastverhältnissignals durch, so daß der Strom i für den linearen Elektromagneten in dem linearen Elektromagneten 83 fließt, wodurch der Ventilbetätigungszeitpunkt gesteuert oder geregelt wird.

Eine Versorgungsschaltung 115 erzeugt eine konstante Spannung aus einer Batteriespannung, die durch den Schlüsselschalter 117 eingegeben wird, und der Mikrocomputer 101 wird mit der konstanten Spannung von der Versorgungsschaltung 115 betrieben.

Im allgemeinen ist ein Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine so ausgelegt, daß die Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung durchgeführt wird, während eine maximale Verzögerungsposition des Ventilbetätigungszeitpunktes gelernt wird.

Bei dem herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine werden als Betriebsarten beispielsweise eine Leerlaufbetriebsart, eine Betriebsart für niedrige Drehzahl, eine Betriebsart für Beschleunigung/Verzögerung und dergleichen eingestellt. Bei diesen Betriebsarten wird die maximale Verzögerungsposition des Ventilbetätigungszeitpunktes gelernt, um den Ventilbetätigungszeitpunkt auf der Grundlage des gelernten Wertes der maximalen Verzögerungsposition zu steuern.

In der Leerlaufbetriebsart wird der Ventilbetätigungszeitpunkt an der Einlaßseite oder Auslaßseite so gesteuert, daß die Ventilüberschneidung minimal wird. Beispielsweise wird der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt auf einen am weitesten verzögerten Zustand eingestellt, auf der Grundlage des gelernten Wertes für die maximale Verzögerungsposition. Darüber hinaus wird die Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung implementiert, während diese maximale Verzögerungsposition immer gelernt wird.

In der Betriebsart mit niedriger Drehzahl oder in der Beschleunigungs/Verzögerungsbetriebsart, beispielsweise in einem Fall, in welchem die Brennkraftmaschinendrehzahl zwischen 1000 und 5000 Umdrehungen pro Minute liegt, wird der ansaugseitige Ventilbetätigungszeitpunkt entsprechend der Betriebssituation vorgestellt.

Beispielsweise in Fällen, in welchen das Kraftfahrzeug vom Haltezustand aus allmählich beschleunigt, so daß seine Geschwindigkeit zunimmt, wie dies in 9 gezeigt ist, wird der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt allmählich vorgestellt, entsprechend dem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl, nachdem die Brennkraftmaschinendrehzahl den Wert von 1000 Umdrehungen pro Minute überschritten hat. Weiterhin wird, nachdem der Ventilbetätigungszeitpunkt bei einer bestimmten Brennkraftmaschinendrehzahl am weitesten vorgestellt wurde, der Ventilbetätigungszeitpunkt erneut allmählich verzögert, damit er in die maximale Verzögerungsposition zurückkehrt, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl einen Wert von annähernd 5000 Umdrehungen pro Minute erreicht hat.

Wie voranstehend geschildert wird bei dem herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für Brennkraftmaschinen die maximale Verzögerungsposition für den Ventilbetätigungszeitpunkt jederzeit in jeder Lernbetriebsart gelernt.

Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, beispielsweise falls Fremdkörper in dem Schmieröl vorhanden sind, und die Fremdkörper in die Vorstellkammer oder die Verzögerungskammer gelangen, daß die maximal verzögerte Position fälschlicherweise in einem Zustand gelernt wird, in welchem der Ventilbetätigungszeitpunkt tatsächlich nicht bis zur maximalen Verzögerungsposition verzögert wurde. In einem derartigen Fall wird die normale Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung schwierig, was zu einer Beeinträchtigung der Betriebsleistung und der Abgasreinigung führen kann.

Daher wurde die vorliegende Erfindung unter dem Gesichtspunkt entwickelt, derartige Schwierigkeiten zu überwinden, und besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems für eine Brennkraftmaschine, welches die maximale Verzögerungsposition für den Ventilbetätigungszeitpunkt exakt lernen kann, um die Betriebsleistung und die Auspuffgasreinigung zu verbessern.

Zu diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für Brennkraftmaschinen zur Verfügung gestellt, die mit einem Mechanismus für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt versehen sind, um einen Nockenwinkel in Bezug auf einen Kurbelwinkel unter Verwendung des Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine vorzustellen und zu verzögern, wobei das Steuersystem eine Kurbelwinkeldetektorvorrichtung zum Detektieren des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine aufweist, eine Nockenwinkeldetektorvorrichtung zum Detektieren des Nockenwinkels der Brennkraftmaschine, eine Vorstellbetrages, der eine Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel darstellt, eine Lernvorrichtung zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, wenn eine Ventilüberschneidung zwischen einem Einlaßventil und einem Auslaßventil einen Minimalwert aufweist, eine Lernbefehlsübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Lernbefehls zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel zu der Lernvorrichtung, und eine Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen-Berechnungsvorrichtung zur Berechnung einer Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen, zum Antrieb des Mechanismus für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt, auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem gelernten Wert der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, der von der Lernvorrichtung gelernt wurde, und der momentanen Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, die von der Phasendifferenzberechnungsvorrichtung berechnet wird, wobei die Lernbefehlsübertragungsvorrichtung nur vor dem Versand eines mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs. verwendet wird, oder nach dessen mechanischer Inspektion, und die Lernvorrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann lernt, wenn sie den Lernbefehl von der Lernbefehlsübertragungsvorrichtung empfängt. Daher ist es möglich, den maximalen Verzögerungswert exakt in einem Zustand zu lernen, in welchem Fremdkörper in dem Schmieröl der Brennkraftmaschine zum Antrieb der variablen Ventilbetätigungszeitpunktvorrichtung nicht vorhanden sind, wodurch eine sehr exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht wird.

Wenn die Lernvorrichtung den Lernbefehl von der Lernbefehlsübertragungsvorrichtung empfängt, steuert darüber hinaus eine Betriebszustandssteuervorrichtung die Brennkraftmaschinendrehzahl auf innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, und lernt die Lernvorrichtung die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann, wenn bestätigt wird, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt. Daher wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes möglich, wenn der Betriebszustand stabil ist, wodurch eine äußerst exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht wird.

In diesem Fall liegt der vorbestimmte Bereich für die Brennkraftmaschinendrehzahl vorzugsweise zwischen 1000 Umdrehungen pro Minute und weniger als 2000 Umdrehungen pro Minute. Daher wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes in einem Betriebszustand möglich, in welchem die Verbrennung stabil ist, wodurch eine äußerst exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht wird.

Weiterhin liegt der vorbestimmte Bereich für die Brennkraftmaschinendrehzahl besonders bevorzugt zwischen 1500 Umdrehungen pro Minute und weniger als 2000 Umdrehungen pro Minute. Daher ist ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes in einem Betriebszustand möglich, in dem nicht nur die Verbrennung stabil ist, sondern auch der Öldruck stabil ist, wodurch eine äußerst exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht wird.

Weiterhin ist der vorbestimmte Bereich für die Brennkraftmaschinendrehzahl der Bereich von 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute. Daher wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes in einem stabilen Betriebszustand möglich, wodurch eine noch exaktere Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung ermöglicht wird.

Weiterhin wird, wenn eine Feststellung getroffen wird, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, eine Korrektur auf der Grundlage der Differenz zwischen der momentanen Brennkraftmaschinendrehzahl und einer gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl (Brennkraftmaschinen-Nenndrehzahl) durchgeführt, so daß die Brennkraftmaschinendrehzahl auf einen Wert innerhalb des vorbestimmten Bereiches über Rückkopplungsregelung unter Verwendung dieses Korrekturwertes eingeregelt wird. Daher wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes in stabilem Betriebszustand möglich, wodurch eine sehr exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht wird.

Weiterhin wird die Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschinendrehzahl dadurch verwirklicht, daß der Öffnungsgrad eines Ventils eingestellt wird, das in einem Kanal zum Ansaugen der Außenluft in einen Zylinder so angebracht ist, daß eine Drosselklappe umgangen wird. Daher wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes in einem Zustand möglich, in welchem die Brennkraftmaschinendrehzahl so gesteuert oder geregelt wird, daß der Betriebszustand stabil ist, wodurch eine sehr exakte Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Ziele und Vorteile hervorgehen. Es zeigt:
1 ein Blockschaltbild, in welchem schematisch die Funktionen einer Ausbildung eines Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;
2 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Vorgehensweise in einer Lernbetriebsart für einen maximalen Verzögerungswert bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Vorgehensweise in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Vorgehensweise in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Vorgehensweise in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Vorgehensweise in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine Tabelle, welche die Beziehung zwischen der gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl und einer Basis-Tastverhältniseinschaltzeit angibt;
8 eine Tabelle, welche die Erhöhung und Verringerung der Tastverhältniseinschaltzeit in Bezug auf die Differenz zwischen der gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl und der momentanen Brennkraftmaschinendrehzahl zeigt;
9 eine Erläuterung einer Vorstellcharakteristik bei der allgemeinen Ventilbetätigungszeitpunktsteuerung;
10 eine Darstellung eines allgemeinen Mechanismus zum Steuern oder Regeln der Brennkraftmaschinendrehzahl;
11 schematisch den Aufbau eines Benzin-Brennkraftmaschinensystems mit einem herkömmlichen Betätigungsglied für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt;
12 eine Querschnittsansicht mit einer Darstellung des Aufbaus eines herkömmlichen Betätigungsglieds für variablen Ventilbetätigungszeitpunkt und eines allgemeinen Ölsteuerventils;
13 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Betriebs des Betätigungsglieds für variablen Ventilbetätigungszeitpunkt in 12;
14 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X von 12;
15 eine Querschnittsansicht mit der Darstellung eines Zustands einer Gleitplatte in 14;
16 eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y von 12;
17 eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z von 12;
18 ein Zeitablaufdiagramm, welches Zustände von Änderungen eines Kurbelwinkelsignals, eines Nockenwinkelsignals und eines realen Ventilbetätigungszeitpunktes in einer allgemeinen Anordnung zeigt; und
19 ein Blockschaltbild mit der Darstellung des inneren Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit in einem herkömmlichen Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine.
(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
1 zeigt als Blockschaltbild die Funktionen des Aufbaus eines Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie aus 1 hervorgeht, ist das Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer ECU 201 versehen. Die ECU 201 umfaßt Funktionen einer Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert, einer Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203, und einer Detektorvorrichtung 204 für den realen Ventilbetätigungszeitpunkt.
Die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert arbeitet als Lernvorrichtung, die Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203 dient als Kurbelwinkeldetektorvorrichtung, als Nockenwinkeldetektorvorrichung, und als Ventilbetätigungszeitpunktsteuerungsvariablen-Berechnungsvorrichtung, und die Detektorvorrichtung 204 für den realen Ventilbetätigungszeitpunkt arbeitet als Phasendifferenzberechnungsvorrichtung. Weiterhin arbeitet eine Lernbefehlsübertragungseinheit 205 als Lernbefehlsübertragungsvorrichtung.
Weiterhin ist die Lernbefehlsübertragungseinheit 205 ein externes Gerät, das an die ECU 201 angeschlossen werden kann, und stellt eine Signalübertragungsvorrichtung dar, welche die Funktion hat, ein Lernbefehlssignal an die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert zu übertragen, so daß die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert die maximale Verzögerungsposition des Ventilbetätigungszeitpunktes lernt.
Das Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher dazu veranlaßt, den maximalen Verzögerungswert nur dann zu lernen, wenn das Lernbefehlssignal von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfangen wird. Daher führt die ECU 201 nicht die herkömmliche Leerlauflernbetriebsart durch, die Lernbetriebsart bei niedriger Drehzahl, und die Beschleunigungs/Verzögerungslernbetriebsart. Aus diesem Grund ist es grundsätzlich für die ECU 201 nicht erforderlich, daß sie Funktionen zur Durchführung der herkömmlichen Leerlauflernbetriebsart, der Lernbetriebsart bei niedriger Drehzahl, und der Beschleunigungs/Verzögerungslernbetriebsart aufweist. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Funktionen in der ECU 201 vorzusehen, so daß sie im Notfall eingesetzt werden können.
Im allgemeinen ist diese Lernbefehlsübertragungseinheit 205 ein Gerät, welches eingesetzt werden soll, während es an die ECU 201 angeschlossen ist, nach Beendigung des Zusammenbaus der Brennkraftmaschine, jedoch vor dem Versand des Kraftfahrzeuges als Erzeugnis.
Weiterhin wird die erste Ausführungsform anhand eines Falls beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, bei welcher das Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem auf der Ansaugseite vorgesehen ist.
Die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert berechnet die Phasendifferenz (den Vorstellbetrag) zwischen dem Nockenwinkel an der Einlaßventilseite und dem Kurbelwinkel, wenn der Ventilbetätigungszeitpunkt sich in der maximalen Verzögerungsposition befindet, und speichert diesen Vorstellbetrag als den erlernten Wert und hält diesen aufrecht. Ein Vorstellbetrag, der eingesetzt wird, wenn sich der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt auf der maximalen Verzögerungsposition befindet, wird nachstehend als maximaler Verzögerungswert bezeichnet. Dieser Wert stellt eine Phasendifferenz (einen Vorstellbetrag) zwischen einem einlaßseitigen Nockenwinkel und einem Kurbelwinkel in jenem Fall dar, in welchem die Ventilüberschneidung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil minimal ist.
Weiterhin werden der Kurbelwinkel und der Nockenwinkel durch einen Kurbelwinkelsensor 6 bzw. einen Nockenwinkelsensor 24 erfaßt.
Die Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203 steuert die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zündzeitpunkt, den Ventilbetätigungszeitpunkt und dergleichen bei der Brennkraftmaschine ein.
Die Detektorvorrichtung 204 für den realen Ventilbetätigungszeitpunkt detektiert die Abweichung zwischen dem Vorstellbetrag im momentanen Betriebszustand und dem voranstehend erwähnten maximalen Verzögerungswert. Diese Abweichung bezeichnet einen Betrag (der nachstehend als VVT-Steuervariable bezeichnet wird), um welchen der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt virtuell durch den VVT-Mechanismus vorgestellt werden soll.
Die Lernbefehlsübertragungseinheit 205 weist einen Druckknopfschalter (nicht gezeigt) auf, der dazu verwendet wird, ein Signal Ls zu übertragen. Nach dem Niederdrücken dieses Druckknopfschalters wird das Signal Ls, welches die Implementierung einer Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert befiehlt, in welcher die maximale Verzögerungsposition gelernt wird, von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 an die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert übertragen.
Nach Empfang des Signals Ls schickt die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert ein Befehlssignal Es an die Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203, und lernt als maximalen Verzögerungswert die Phasendifferenz zwischen dem einlaßseitigen Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, wenn die Ventilüberschneidung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil, die von der Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203 detektiert wird, einen Minimalwert aufweist.
Weiterhin steuert die Brennkraftmaschinenbetriebssteuervorrichtung 203 den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage des maximalen Verzögerungswertes, welchen die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert lernt.
2 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang der Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Zuerst wird ein Schritt A1 ausgeführt, um den maximalen Verzögerungswert Td entsprechend Gleichung (1) zu berechnen. Dann wird im Schritt A2 festgestellt, ob von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 ein Signal Ls zur Durchführung der Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert empfangen wurde oder nicht.
Wenn die Ermittlung im Schritt A2 ergibt, daß das Signal Ls von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 nicht empfangen wurde, geht der Betriebsablauf zum Schritt A4 über.
Wenn andererseits die Ermittlung im Schritt A2 ergibt, daß das Signal Ls von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfangen wurde, geht der Betriebsablauf zu einem Schritt A3 über.
Im Schritt A3 wird eine Durchführungsmarke für die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert gesetzt, und dann geht der Betriebsablauf mit dem Schritt A4 weiter.
Im Schritt A4 wird festgestellt, ob die Durchführungsmarke für die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert gesetzt ist oder nicht.
Falls der Schritt A4 zeigt, daß die Durchführungsmarke für die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert nicht gesetzt ist, geht der Betriebsablauf zum Anfang zurück, so daß der Vorgang erneut mit dem Schritt A1 beginnt.
Wenn andererseits der Schritt A4 das Ergebnis hat, daß die Ausführungsmarke für die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert gesetzt wurde, so geht der Betriebsablauf mit dem Schritt A5 weiter.
Im Schritt A5 wird festgestellt, ob die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert eingestellt ist oder nicht. Ist die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert nicht eingestellt, geht der Betriebsablauf zum Anfang zurück, so daß der Vorgang erneut mit dem Schritt A1 anfängt.
Wenn andererseits im Schritt A5 festgestellt wird, daß die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert eingestellt wurde, geht der Betriebsablauf mit einem Schritt A6 weiter.
Im Schritt A6 wird der maximale Verzögerungswert Td gespeichert.
Nach dem Speichern des maximalen Verzögerungswertes Td im Schritt A6 geht der Vorgang zu einem Schritt A7 über, um die Ausführungsmarke für die Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert zu löschen.
Nach Beendigung des Schrittes A7 kehrt der Betriebsablauf zum Schritt A1 zurück, um den Vorgang zu wiederholen.
In der Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert wird der Betätigungszeitpunkt für das einlaßseitige Ventil so gesteuert oder geregelt, daß die maximale Verzögerungsposition erreicht wird, unabhängig von der Brennkraftmaschinendrehzahl. In der Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert wird daher der Betätigungszeitpunkt für das einlaßseitige Ventil nicht vorgestellt.
Weiterhin berechnet in der Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert den maximalen Verzögerungswert Td entsprechend der Gleichung (1).
Wenn der maximale Verzögerungswert in dieser Lernbetriebsart für den maximalen Verzögerungswert gelernt wird, befindet sich, da kein Fremdkörper in dem Schmieröl vorhanden ist, der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt in der maximalen Verzögerungsposition, und wird ein exaktes Lernen des maximalen Verzögerungswertes möglich.
Darüber hinaus wird der maximale Verzögerungswert, der von der Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert gelernt wird, in einem ROM der ECU 201 gespeichert und festgehalten.
Dieses ROM kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß es den gelernten maximalen Verzögerungswert Td batteriegepuffert speichert, selbst wenn sich die Zündung im ausgeschalteten Zustand befindet, oder kann auch als EEPROM ausgebildet sein, welches keine derartige Pufferung benötigt.
Wie voranstehend geschildert besteht bei dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da der maximale Verzögerungswert nur dann gelernt wird, wenn die ECU 201 das Signal Ls von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfängt, keine Möglichkeit dafür, daß der maximale Verzögerungswert fehlerhaft gelernt wird, infolge von Fremdkörpern im Schmieröl. Daher kann der maximale Verzögerungswert exakt gelernt werden, wenn sich der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt in der maximalen Verzögerungsposition befindet.
Darüber hinaus ist das Lernen des maximalen Verzögerungswertes unter Verwendung der Lernbefehlsübertragungseinheit auf die voranstehend geschilderte Weise nicht auf den Zeitraum vor der Verladung des Fahrzeugs beschränkt, sondern kann auch periodisch nach der Verladung durchgeführt werden. In diesem Fall ist es möglich, Änderungen im Verlauf der Zeit nach dem Verladen zu berücksichtigen, so daß der Betriebszustand der Brennkraftmaschine über einen langen Zeitraum unter guten Bedingungen gehalten werden kann.
(ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
3 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Ausbildung des Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt jener der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Verarbeitung, die nachstehend beschrieben wird.
In 3 sind die Schritte A1 bis A7 gleich jenen in 2, und erfolgt daher hier keine erneute Beschreibung.
Nach Beendigung des Schrittes A1 geht der Betriebsablauf zum Schritt A30 über, um die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne zu berechnen. Nach der Berechnung der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne im Schritt A30 geht der Betriebsablauf über die Schritte A2 und A3 zum Schritt A4 über. Weiterhin geht, wenn das Ergebnis der Abfrage im Schritt A2 gleich "Nein" ist, der Betriebsablauf direkt zum Schritt A4 über, ohne den Schritt A3 zu durchlaufen.
Nachdem die Lernmarke im Schritt A4 eingestellt wurde, geht der Betriebsablauf zum Schritt A31 über, um die gewünschte Brennkraftmaschinendrehzahl auf einen Wert zwischen 1000 Umdrehungen pro Minute und 2000 Umdrehungen pro Minute einzustellen. Nach dem Einstellen der gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl steuert oder regelt die ECU 201 die Brennkraftmaschinendrehzahl.
Der Betriebsablauf geht zum Schritt A32 über, um festzustellen, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl 1000 Umdrehungen Minute oder mehr beträgt, oder nicht.
Wenn der Schritt A32 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl oberhalb von 1000 Umdrehungen pro Minute liegt, geht der Betriebsablauf zu einem Schritt A33 über, um festzustellen, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute liegt, oder nicht.
Wenn die Ermittlung im Schritt A33 das Ergebnis hat, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute liegt, geht der Betriebsablauf zu den Schritten A6 und A7 über.
Wenn der Schritt A32 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 1000 Umdrehungen pro Minute liegt, oder wenn der Schritt A33 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl 2000 Umdrehungen pro Minute überschreitet, kehrt der Betriebsablauf zurück, so daß der gesamte Vorgang mit dem Schritt A1 beginnt.
10 ist eine Querschnittsansicht, welche schematisch eine Brennkraftmaschine darstellt, die mit dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. Die in 10 dargestellte Anordnung ist die gleiche wie jene der in 11 dargestellten, herkömmlichen Brennkraftmaschine, mit Ausnahme eines Ansaugkanals 150 und eines Elektromagnetventils 160.
Der Ansaugkanal 150 dient zum Einlassen der Außenluft in den Zylinder, unter Umgehung einer Drosselklappe 26, und das Elektromagnetventil 160 ist ein Ventil zur Einstellung der Ansaugluftmenge, die durch den Ansaugkanal 150 eingelassen werden soll. Das Elektromagnetventil 160 wird durch ein Tastverhältnissignal gesteuert oder geregelt.
Der Ansaugkanal 150 und das Elektromagnetventil 160 stellen Mechanismen dar, die standardmäßig bei Betriebssteuereinheiten von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, und hauptsächlich dann verwendet werden, wenn der Brennkraftmaschinenbetrieb durch Einstellung der Brennkraftmaschinendrehzahl gesteuert wird, wenn sich die Drosselklappe 26 im vollständig geschlossenen Zustand befindet, also im Leerlauf der Brennkraftmaschine.
In dem voranstehend geschilderten Schritt A31 kann die Brennkraftmaschinendrehzahl auf die gewünschte Brennkraftmaschinendrehzahl durch Steuern des voranstehend geschilderten Elektromagnetventils 160 gesteuert oder geregelt werden.
Obwohl bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Ansaugkanal 150 und das Elektromagnetventil 160 verwendet werden, können für die Betriebssteuerung auch andere Mechanismen eingesetzt werden, soweit sie die Ansaugluftmenge einstellen können. Beispielsweise im Falle einer Brennkraftmaschine, die eine elektronische Drosselklappe verwendet, kann die Brennkraftmaschinendrehzahl auf den Bereich zwischen 1000 Umdrehungen pro Minute und 2000 Umdrehungen pro Minute dadurch gesteuert oder geregelt werden, daß das Öffnen/Schließen der elektronischen Drosselklappe während des Leerlaufbetriebs gesteuert oder geregelt wird.
Wie voranstehend geschildert besteht bei dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung infolge der Tatsache, daß der maximale Verzögerungswert nur dann gelernt wird, wenn die ECU 201 das Signal Ls von de Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfängt, keine Möglichkeit dafür, daß der maximale Verzögerungswert infolge von Fremdkörpern im Schmieröl fehlerhaft gelernt wird. Weiterhin wird beim Lernen des maximalen Verzögerungswertes die Brennkraftmaschinendrehzahl auf den Bereich zwischen 1000 Umdrehungen pro Minute bis 2000 Umdrehungen pro Minute gesteuert oder geregelt; daher kann der Schmieröldruck so erhöht werden, daß er höher ist als im Leerlaufbetrieb, was es ermöglicht, den maximalen Verzögerungswert exakt zu lernen, wenn sich der einlaßseitige Ventilbetätigungszeitpunkt in der maximalen Verzögerungsposition befindet.
(DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM)
4 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Konfiguration des Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnelt den Konfigurationen bei der ersten und zweiten Ausführungsform. Mit gleichen Bezugszeichen bezeichnete Schritte stellen daher denselben Vorgang dar, und werden hier nicht erneut erläutert.
Das in 4 dargestellte Flußdiagramm entspricht dem Flußdiagramm von 3, mit Ausnahme der Tatsache, daß die Schritte A31 und A32 in 3 in einen Schritt A40 bzw. A41 geändert wurden.
Wenn die Ermittlung im Schritt A4 ergibt, daß die Lernmarke eingestellt ist, geht der Betriebsablauf zum Schritt A40 über, um eine gewünschte Brennkraftmaschinendrehzahl auf einen Wert von 1500 Umdrehungen pro Minute bis unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute einzustellen. Nach Einstellung der gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl steuert oder regelt, ähnlich wie bei dem Schritt A31 bei der zweiten Ausführungsform, die ECU 201 das Elektromagnetventil 160, oder steuert oder regelt die elektronische Drosselklappe die Brennkraftmaschinendrehzahl.
Nach dem Schritt A40 geht der Betriebsablauf mit dem Schritt A41 weiter, um zu überprüfen, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne 1500 Umdrehungen pro Minute oder mehr beträgt, oder nicht. Wenn der Schritt A41 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl 1500 Umdrehungen pro Minute überschreitet, geht der Betriebsablauf zum Schritt A33 über, um zu überprüfen, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute liegt, oder nicht.
Wenn der Schritt A33 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute liegt, geht der Betriebsablauf zu den Schritten A6 und A7 über.
Weiterhin geht, falls der Schritt A41 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb von 1500 Umdrehungen pro Minute liegt, oder der Schritt A33 ergibt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl 2000 Umdrehungen pro Minute oder mehr ist, der Betriebsablauf zum Anfang zurück, um mit dem gesamten Vorgang vom Schritt A1 aus erneut zu beginnen.
Wie voranstehend geschildert besteht bei dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung infolge der Tatsache, daß der maximale Verzögerungswert nur dann gelernt wird, wenn die ECU 201 das Signal Ls von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfängt, keine Möglichkeit dafür, daß der maximale Verzögerungswert fehlerhaft infolge von Fremdkörpern im Schmieröl gelernt wird. Weiterhin wird zum Lernen des maximalen Verzögerungswertes die Brennkraftmaschinendrehzahl auf einen Wert von 1500 Umdrehungen pro Minute bis 2000 Umdrehungen pro Minute gesteuert oder geregelt; daher kann der Schmieröldruck so erhöht werden, daß er ausreichend höher ist als im Leerlaufbetrieb, was es ermöglicht, den maximalen Verzögerungswert exakter an einer Position (der maximalen Verzögerungsposition) zu lernen, an welcher der Rotor 52 mechanisch an der Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 44 angehalten wird.
(VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM)
5 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang bei einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Tabelle, welche die Beziehung zwischen einer gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl und einer Basis-Tastverhältniseinschaltzeit zeigt.
8 ist eine Tabelle, welche die Erhöhung und Verringerung der Tastverhältniseinschaltzeit in Bezug auf die Differenz zwischen einer gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl und der momentanen Brennkraftmaschinendrehzahl zeigt.
Die Konfiguration des Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich jener bei der ersten bis dritten Ausführungsform. Mit gleichen Bezugszeichen bezeichnete Schritte haben daher denselben Inhalt, und werden daher hier nicht erneut erläutert.
Wenn in dem Flußdiagramm von 5 der Schritt A4 ergibt, daß die Lernmarke gesetzt ist, so geht der Betriebsablauf zu einem Schritt A50 über.
Der Schritt A50 dient zur Einstellung eines gewünschten Wertes (Sollwertes) der Brennkraftmaschinendrehzahl auf 1300 Umdrehungen pro Minute, und zur Einstellung der' Brennkraftmaschinendrehzahl auf 1300 Umdrehungen pro Minute. Wenn beispielsweise die gewünschte Brennkraftmaschinendrehzahl, die in dem Schritt A50 eingestellt werden soll, 1300 Umdrehungen pro Minute beträgt, so ist, wie aus der Tabelle von 7 hervorgeht, die Basis-Tastverhältniseinschaltzeit auf 2,6 ms eingestellt. Danach geht der Betriebsablauf mit dem Schritt A51 weiter.
Im Schritt A51 wird ermittelt, ob die momentane Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb eines Bereiches von 1300 ± 100 Umdrehungen pro Minute liegt, oder nicht.
Falls die Ermittlung im Schritt A51 ergibt, daß die momentane Brennkraftmaschinendrehzahl im Bereich von 1300 ± 100 Umdrehungen pro Minute liegt, geht der Betriebsablauf zu den Schritten A6 und A7 über.
Wenn andererseits die Ermittlung im Schritt A51 ergibt, daß die momentane Brennkraftmaschinendrehzahl außerhalb des Bereiches von 1300 ± 100 Umdrehungen pro Minute liegt, so geht der Betriebsablauf zu einem Schritt A52 über, um das Elektromagnetventil 160 so zu steuern, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl in den voranstehend geschilderten Bereich gelangt.
Die Tastverhältniseinschaltzeit in 7 kann nicht unbedingt die Unterschiede zwischen in Massenproduktion hergestellten Brennkraftmaschinen ausgleichen, und da der Wicklungswiderstandswert des Elektromagnetventils 160 durch die ständige Stromzufuhr zunimmt, ist es schwierig, die Brennkraftmaschine mit der Tastverhältniseinschaltzeit zu betreiben, die gemäß Tabelle in 7 eingestellt ist. Wenn die Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschinendrehzahl auf 1300 Umdrehungen pro Minute gewünscht ist, besteht daher durch Festlegen der Basis-Tastverhältniseinschaltzeit auf 2,6 ms die Möglichkeit, daß ein Fehler in Bezug auf die tatsächliche Brennkraftmaschinendrehzahl auftritt. Aus diesem Grund wird im Schritt A52 die Tastverhältniseinschaltzeit entsprechend der Tabelle von 8 korrigiert.
Wenn die Tastverhältniseinschaltzeit auf der Grundlage der Tabelle von 8 korrigiert wird, so nimmt, wenn die Abweichung ΔNe zwischen der gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl und der tatsächlichen Brennkraftmaschinendrehzahl zunimmt, der Korrekturwert zu.
Die Tastverhältniseinschaltzeit wird durch folgende Gleichung ausgedrückt: Tastverhältniseinschaltzeit = Basis-Tastverhältniseinschaltzeit + Tastverhältniserhöhungs/Verringerungszeit (3)
Nachdem die Tastverhältniseinschaltzeit im Schritt A52 korrigiert wurde, geht der Betriebsablauf zum Schritt A1 zurück, um die Verarbeitung zu wiederholen.
Obwohl bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gewünschte Drehzahl auf 1300 Umdrehungen pro Minute festgelegt ist, und der Toleranzbereich auf ± 100 Umdrehungen pro Minute festgelegt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Werte beschränkt.
Wie voranstehend geschildert besteht bei dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung infolge der Tatsache, daß der maximale Verzögerungswert nur dann gelernt wird, wenn die ECU 201 das Signal Ls von der Lernbefehlsübertragungseinheit 205 empfängt, keine Möglichkeit dafür, daß der maximale Verzögerungswert infolge von Fremdkörpern im Schmieröl fehlerhaft gelernt wird. Weiterhin wird zum Lernen des maximalen Verzögerungswertes die Brennkraftmaschinendrehzahl so gesteuert oder geregelt, daß sie 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute beträgt; daher kann der Schmieröldruck so erhöht werden, daß er ausreichend höher ist als im Leerlaufbetrieb, was es ermöglicht, den maximalen Verzögerungswert exakter an einer Position (der maximalen Verzögerungsposition) zu lernen, an welcher der Rotor 52 mechanisch auf der Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 44 angehalten wird.
Da die Brennkraftmaschinendrehzahl auf einen bestimmten Bereich beim Lernen des maximalen Verzögerungswerts eingestellt werden kann, wird darüber hinaus das Lernen des maximalen Verzögerungswertes erleichtert.
(FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM)
6 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang in einem Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich wie bei der ersten bis vierten Ausführungsform. Mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnete Schritte weisen daher denselben Inhalt auf, und werden hier nicht erneut erläutert.
In 6 wird, falls im Schritt A52 festgestellt wird, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb des Bereiches von 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute liegt, auf den Schritt A60 übergegangen, um zu überprüfen, ob der Zählwert C_NeM eines Brennkraftmaschinendrehzahl-Stabilisierungszeitgebers 0 Sekunden beträgt oder nicht.
Falls im Schritt A60 ermittelt wird, daß der Zählwert C_NeM 0 Sekunden beträgt, geht der Betriebsablauf zum Schritt A6 über, um den maximalen Verzögerungswert Td zu berechnen.
Wenn andererseits die Ermittlung im Schritt S60 ergibt, daß der Zählwert C_NeM nicht 0 Sekunden beträgt, so geht der Betriebsablauf zum Schritt A61 über, um den Zählwert C_NeM zu dekrementieren (schrittweise zu verringern).
Weiterhin geht, falls im Schritt A51 festgestellt wird, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl außerhalb des Bereiches von 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute liegt, der Betriebsablauf zum Schritt A52 über, um das Elektromagnetventil 160 so zu steuern, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl in den Bereich von 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute gelangt.
Weiterhin geht der Betriebsablauf zu einem Schritt A62 über, um den Zählwert C_NeM des Brennkraftmaschinendrehzahl-Stabilisierungszeitgebers auf einen Anfangswert von einer Sekunde einzustellen.
Zwar wird in diesem Fall der Anfangswert auf 1 Sekunde eingestellt, jedoch ist die vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt. Ein derartiger Anfangswert hat den Zweck, eine Ermittlung durchzuführen, ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine stabil ist oder nicht, und der Anfangswert ist nicht auf 1 Sekunde beschränkt, soweit er ein Zeitraum ist, der dazu ausreicht, festzustellen, daß der Betriebszustand der Brennkraftmaschine stabil ist.
Wie voranstehend geschildert ist es bei dem Brennkraftmaschinen-Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, da der maximale Verzögerungswert gelernt wird, nachdem bestätigt wurde, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl in einen gewünschten Bereich (Sollwertbereich) über einen vorbestimmten Zeitraum oder länger gelangt, den maximalen Verzögerungswert exakter in einem Zustand zu lernen, in welchem der Betriebszustand stabil ist.
Zwar ist bei der voranstehenden Beschreibung die Lernbefehlsübertragungseinheit 205 eine externe Einheit, die getrennt von der ECU 201 ausgebildet ist, jedoch ist die vorliegende Erfindung ebenso einsetzbar, falls die Lernbefehlsübertragungseinheit 205 in die ECU 201 eingebaut ist. Falls die ECU 201 die Funktion der voranstehend erwähnten Lernbefehlsübertragungseinheit 205 aufweist, wird dann das Signal Ls an die Lernvorrichtung 202 für den maximalen Verzögerungswert mit Hilfe der internen Datenkommunikation in der ECU 201 übertragen.
Zwar wird bei der voranstehenden Beschreibung die Steuerung des Ventilbetätigungszeitpunkts an der Einlaßventilseite durchgeführt, jedoch wird bei der Steuerung des Ventilbetätigungszeitpunktes auf der Aunlaßventilseite eine Ventilbetätigungszeitpunktverzögerungssteuerung so durchgeführt, daß die maximale Vorstellposition als Bezugsgröße dient, und entspricht eine derartige Steuerung im wesentlichen der Vorstellsteuerung an der Einlaßventilseite.
Es wird darauf hingewiesen, daß voranstehend nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geschildert wurden, und daß die vorliegende Erfindung sämtliche Abänderungen und Modifikationen der hier zum Zwecke der Offenbarung geschilderten Ausführungsformen der Erfindung umfassen soll, die sich nicht als Abweichungen vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung darstellen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.

Claims

Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1), die mit einem Mechanismus (40) für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt zum Vorstellen und Verzögern eines Nockenwinkels in Bezug auf einen Kurbelwinkel versehen ist, unter Nutzung des Schmieröldrucks in der Brennkraftmaschine (1), wobei das Steuersystem umfaßt: eine Kurbelwinkeldetektorvorrichtung (6) zum Detektieren des Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine (1); eine Nockenwinkeldetektorvorrichtung (24) zum Detektieren des Nockenwinkels der Brennkraftmaschine (1); eine Phasendifferenzberechnungsvorrichtung (204) zur Berechnung eines Vorstellbetrages, welcher die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel ist; eine Lernvorrichtung (202) zum Lernen der Phasendifferenz zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel, wenn eine Ventilüberschneidung zwischen Betätigungen eines Einlaßventils und eines Auslaßventils einen Minimalwert aufweist; eine Lernbefehlsübertragungsvorrichtung (205) zur Übertragung an die Lernvorrichtung (202) eines Lernbefehls zum Lernen der Phasendifferenz zwischen Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel; und eine Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen-Berechnungsvorrichtung (203) zur Berechnung einer Ventilbetätigungszeitpunktsteuervariablen, zum Antrieb des Mechanismus (40) für einen variablen Ventilbetätigungszeitpunkt auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem gelernten Wert der Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, der von der Lernvorrichtung (202) gelernt wurde, und der momentanen Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel, die von der Phasendifferenzberechnungsvorrichtung (204) berechnet wird, wobei die Lernvorrichtung (202) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann lernt, wenn sie den Lernbefehl von der Lernbefehlsübertragungsvorrichtung (205) empfängt.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Betriebszustandssteuervorrichtung zum Steuern einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) auf innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, wenn die Lernvorrichtung (202) den Lernbefehl von der Lernbefehlsübertragungsvorrichtung (205) empfängt, wobei die Lernvorrichtung (202) die Phasendifferenz zwischen dem Kurbelwinkel und dem Nockenwinkel nur dann lernt, wenn sie bestätigt, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich für die Brennkraftmaschinendrehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute bis unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute reicht.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich der Brennkraftmaschinendrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute bis unterhalb von 2000 Umdrehungen pro Minute reicht.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich für die Brennkraftmaschinendrehzahl ein Bereich von 1300 Umdrehungen pro Minute ± 100 Umdrehungen pro Minute ist.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn festgestellt wird, daß die Brennkraftmaschinendrehzahl nicht innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, eine Korrektur durchgeführt wird, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der momentanen Brennkraftmaschinendrehzahl und einer gewünschten Brennkraftmaschinendrehzahl, so daß die Brennkraftmaschinendrehzahl durch Rückkopplungsregelung unter Verwendung eines Korrekturwertes auf innerhalb des vorbestimmten Bereiches eingeregelt wird.
Ventilbetätigungszeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschinendrehzahl dadurch durchgeführt wird, daß ein Öffnungsgrad eines Ventils (160) eingestellt wird, welches in einem Kanal zum Ansaugen der Außenluft in einen Zylinder der Brennkraftmaschine (1) unter Umgehung einer Drosselklappe (26) angebracht ist.