DE60036787T2

DE60036787T2 - Ausfallsicheres überwachungssystem und -verfahren einer elektromagnetischen ventilsteuerung

Info

Publication number: DE60036787T2
Application number: DE60036787T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Fujiwara; Hatsuo Kanazawa-ku NAGAISHI
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: KR100426903B1; WO2001040640A1; EP1153211B1; CN1336983A; US6619245B1; CN1125239C; DE60036787D1; KR20010101909A; JP2001159331A; JP3867461B2; EP1153211A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlersicherheits- Steuerungssystem entsprechend des Oberbegriffteils des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren entsprechend des Oberbegriffteils des unabhängigen Anspruchs 4.
Es ist bekannt, Einlass- und Auslassventile einer Brennkraftmaschine von elektromagnetisch angetriebenen Ventilen zu konstruieren und die Ventile in Übereinstimmung mit gewünschten Öffnungs- und Schließmerkmalen zu steuern, um dadurch die gewünschten Einlass- und Auslasswirkungen zu erhalten, wie in der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-195736 gezeigt.
In dieser Art des elektromagnetisch angetriebenen Ventils wird ein zu einem elektromagnetischen Betätiger zugeführter Erregerstrom gesteuert, um die Geschwindigkeit des Ventils an dem Ende der Bewegung des Ventils in die Richtung zu einer vollständig offenen Position oder einer vollständig geschlossenen Position (d. h., zu einer Zeit des Aufsitzens des Ventils oder des Kontaktes einer Armatur mit einem Elektromagnet) auf nahezu null zu reduzieren und dadurch ein kleineres Geräusch zu machen, das aus dem Aufsetzen des Ventiles oder des Kontaktes der Armatur mit dem Elektromagnet resultiert. Wenn z. B. das Ventil in einer halb- offenen Position gehalten wird unter dem Druck der Ventilfedern infolge einer fehlerhaften Bewegung des Ventils in die Richtung zu der vollständig offenen Position, oder der geschlossenen Position, die z. B. durch einen erhöhten Druck innerhalb eines Zylinders oder in einer erhöhten Reibung gegen die Bewegung des Ventils verursacht wird, wird nicht nur eine Fehlzündung infolge eines unzureichend verdichteten Gemischs verursacht, sondern eine Fehlzündung infolge des gleichzeitigen Öffnens der Einlass- und Auslassventile, was eine Verbindung zwischen einem Einlasssystem und einem Auslasssystem und einen Einfluss auf die Einlassbedingungen (z. B. auf den Druck und auf die Zusammensetzung) der anderen Zylinder schafft.
Aus der US 5,765,514 sind ein Fehlersicherheits- Steuerungssystem und ein Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren, wie zuvor angezeigt, bekannt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Fehlersicherheits- Steuerungssystem und ein Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren, wie zuvor angezeigt, zu verbessern, um eine genauere Bestimmung einer Abnormalität eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils und eine sichere Steuerung desselben zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Fehlersicherheits- Steuerungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Die Aufgabe wird weiter entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelöst, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine ist, die mit einem ausfallsicheren Steuerungssystem entsprechend eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 eine schematische Schnittdarstellung eines elektromagnetischen Betätigers zum elektromagnetischen Antreiben eines Einlassventiles oder Auslassventiles des Motors von 1 ist;
3 ein Ablaufdiagramm eines Steuerprogramms ist, das durch die Steuereinheit des Motors von 1 zum Steuern des Öffnens oder Schließens der Einlass- und Auslassventile ausgeführt wird;
4 ein Diagramm ist, das die Ventilhubcharakteristika der Einlass- und Auslassventile des Motors von 1 zeigt, wobei ein zulässiger Bereich der Ventilhubveränderung angezeigt wird, der ermöglicht, das Ventil vollständig zu öffnen, d. h., es wird angezeigt, dass das Ventil vollständig geöffnet werden kann, so lange, wie der Ventilhub innerhalb der Fläche zwischen den gepunkteten Kurven enthalten ist;
5A ein Zeitdiagramm ist, das eine Ziel- Ventilhubkurve nach dem Ausfall beim Öffnen durch Vergleich mit einer Ziel- Ventilhubkurve bei normalen Zeiten zeigt;
5B ein Zeitdiagramm ist, dass einen Strom zeigt, der zu einer Spule eines Elektromagneten des Betätigers zum Antreiben der Ventile zeigt, um nach einem Fehler beim Öffnen durch Vergleich mit einem entsprechenden Stromes bei normalen Zeiten zu schließen;
6 ein Ablaufdiagramm eines Unterprogramms ist, das durch die Steuereinheit des Motors von 1 zum Bestimmen einer Ziel- Ventilhubkurve nach einem Fehler beim Öffnen ausgeführt wird;
7 ein Diagramm ist, das eine Ventilhubkurve nach einem Fehler beim öffnen durch Vergleich mit einer normalen Ventilhubkurve zeigt;
8 ein Diagramm ist, das einen zu einer Spule eines Elektromagneten des Betätigers zum Antrieben des Ventils zeigt, um nach dem Fehler beim Öffnen durch Vergleich mit einem normalen Strom zu öffnen; und
9 ein Zeitdiagramm ist, das eine Öffnungs- und Schließsteuerung zeigt, die nach einem Fehler beim Öffnen der Einlass- und Auslassventile von 1 durch Vergleich mit einer normalen Steuerung ausgeführt wird.
Zuerst in Bezug auf die 1 wird eine Brennkraftmaschine im Wesentlichen durch 1 angezeigt und hat den Kolben 2 und die Brennkammer 3 an jedem Zylinder. In der Brennkammer 3 ist ein Paar von Einlassventilen 5 und Auslassventilen 6 vorgesehen. Der Motor 1 hat außerdem ein Einlasssystem, das den Einlasskanal oder das -rohr 7 enthält und ein Auslasssystem, das den Auslasskanal oder das -rohr 8 enthält.
Die Einlass- und Auslassventile 5 und 6 werden durch einen elektromagnetischen Betätiger elektromagnetisch angetrieben, der grundsätzlich aufgebaut ist, wie in der 2 gezeigt, wobei im Wesentlichen angezeigt durch 20 ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil ist, das entweder für ein Einlassventil 4 oder ein Auslassventil 5 repräsentativ ist. Der Betätiger enthält ein bewegbares Element oder eine Armatur 22 in der Form einer Scheibe und ist mit dem Ventilschaft 21 des Ventils 20, um sich damit zu bewegen, verbunden. Die Armatur 22 wird durch die Federn 23 und 24 in die Richtung zu einer neutralen Position gedrückt, wo das Ventil 20 teilweise öffnet, wie in der 2 gezeigt. Der obere Elektromagnet 26 und der untere Elektromagnet 25 sind jeweils unter und über der Armatur 22 angeordnet. Jeder Elektromagnet besteht aus einer Spule und einem Kern.
Für das Öffnungsventil 20 wird ein oberer Elektromagnet 26 entregt und ein unterer Elektromagnet 25 wird erregt, um die Armatur 22 nach unten dazu anzuziehen, um dadurch das Ventil 20 zu veranlassen, sich von seinem zugehörigen Sitz weg zu bewe gen, um den Anschluss zu öffnen. Im Gegensatz dazu wird zum Schließen des Ventils 20 der untere Magnet 25 entregt und der obere Magnet 26 wird erregt, um die Armatur 22 nach oben dazu anzuziehen, um dadurch das Ventil 20 zu veranlassen, auf seinem zugehörigen Sitz platziert zu werden, um einen Anschluss zu schließen.
Mit einem oberen Ende des Ventilschaftes 21 ist ein Erfassungsstab 31 des Hubsensors 32 verbunden, der an dem oberen Ende eines Gehäuses (ohne Zahl) des Betätigers angeordnet ist. Ein Hubsensor 32 erfasst einen Hub des Ventiles 20 aus der Größe der Bewegung des Erfassungsstabes 31. Anders als solch ein Hubsensor 32 kann ein Abstandsmeßsensor eines kontaktlosen Typs unter Verwendung von Infrarotstrahlung oder Ultraschallwellen verwendet werden.
Zurück in Bezug auf die 1 ist außerdem ein Einlassrohr 7 mit einem elektromagnetisch Kraftstoffeinspritzventil 9 vorgesehen.
Der Betrieb des Einlassventiles 5, des Auslassventiles 6, des Kraftstoffeinspritzventiles 9 und der Zündkerze 4 wird durch die Elektronische Steuerungseinheit 10 gesteuert. In die Steuerungseinheit 10 wird ein Signal von dem Kurbelwellensensor 11 zugeführt. Der Kurbelwinkelsensor 11 gibt ein Kurbelwinkelsignal in zeitlicher Beziehung zu der Motordrehzahl aus und ist dadurch in der Lage, eine Motordrehzahl zu erfassen. Außerdem werden Signale von dem Beschleunigerpedalsensor 12 zum Erfassen einer Größe des Beschleunigerpedalbetriebs (d. h., die Größe des Niederdrückens des Beschleunigerpedals) und des Liftsensors 32 zum Erfassen des Hubs des Einlassventiles 5 und des Auslassventiles 6 zugeführt.
Auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen wird das Öffnen und Schließen des Einlassventiles 5 und des Auslassventiles 6 gemeinsam mit dem Zündzeitpunkt und der Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert. In diesem Beispiel wird, zu der Zeit, in der das Einlassventil 5 oder das Auslassventil 6 angetrieben wird, um zu öffnen, wird es bestimmt, ob das Einlassventil 5 oder das Auslassventil 6 in die vollständig geöffneten Positionen bewegt werden können. In dem Fall, dass es bestimmt wird, dass das Einlassventil 5 oder das Auslassventil 6 nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann, wird durch die Steuereinheit 10 eine ausfallsichere Steuerung ausgeführt, um das Einlassventil 5 oder das Auslassventil 6 anzutreiben, um zu schließen.
Die Fehlersicherheits- Steuerung wird ausführlich in Bezug auf das Ablaufdiagramm von 3 beschrieben.
In dem Schritt S1 wird es bestimmt, ob es Zeit für ein vorbestimmtes Ventil ist (d. h., das Einlassventil 5 oder das Auslassventil 6), um angetrieben zu werden, um zu öffnen.
Falls es in dem Schritt S1 bestimmt wird, das es für das Ventil Zeit ist, um angetrieben zu werden, zu öffnen, geht der Vorgang zu dem Schritt S2 weiter. In dem Schritt S2 werden eine Ziel- Ventilhubkurve (d. h., eine Kurve, die den Ventilhub in Bezug zu der Zeit repräsentiert) und eine tatsächliche Ventilhubkurve (d. h., eine Kurve, die das tatsächliche Verhalten des Ventiles in Bezug zu der Zeit repräsentiert) verglichen.
In dem Schritt S3 wird es bestimmt, ob das Ventil in die vollständig offene Position bewegt werden kann (d. h., die Position, wo die Armatur 22 mit dem unteren Elektromagneten 25 in Kontakt ist). Insbesondere wird der Vergleich zwischen der tatsächlichen Ventilhubkurve und der Ziel- Ventilhubkurve in einem Intervall eines vorbestimmten Zeitraums von der Zeit vorgenommen, bei der das Ventil beginnt angetrieben zu werden, um zu öffnen, oder von der Zeit, wo sich der Ventilhub auf einen vorbestimmten Wert erhöht, der kleiner als der maximale Hub ist (d. h., dem Hub zu der Zeit, wo das Ventil vollständig offen ist). Falls die tatsächliche Ventilhubkurve von der Ziel- Ventilhubkurve um einen vorbestimmten Wert abweicht, wird es bestimmt, dass das Ventil festgestellt ist und nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann. In der 4 wird die Ziel- Ventilhubkurve durch eine Kurve mit durchgehender Linie repräsentiert und ein zulässiger Bereich der Ventilhubveränderung wird durch die Fläche zwischen den Kurven mit den gepunkteten Linien angezeigt. Falls die Abweichung der tatsächliche Ventilhubkurve von der Ziel- Ventilhubkurve innerhalb der Fläche zwischen den Kurven mit den gepunkteten Linien ist, wird es bestimmt, dass das Ventil in die vollständig offene Position bewegt werden kann. Falls die Abweichung so groß ist, um über den Kurven mit den gepunkteten Linien zu sein, d. h., die Abweichung ist nicht innerhalb der Fläche zwischen den Kurven mit den gepunkteten Linien, wird es bestimmt, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann. In der Zwischenzeit wird die oben beschriebene Ziel- Ventilhubkurve so festgelegt, dass die Geschwindigkeit des Ventils unmittelbar vor dem Erreichen an der vollständig offenen Position zu dem vorbestimmten Wert gleich wird (z. B., 0,1 m/s). Jedoch variiert der zulässige Bereich der Ventilhubveränderung, der dem Ventil ermöglicht, in die vollständig offene Position bewegt zu werden, im Verlauf der Zeit, so dass die zuvor beschriebene Größe der Abweichung jederzeit der Bestimmung veränderbar festgelegt wird. Andererseits wird solch ein Aufbau verwendet, in dem die Geschwindigkeit des Ventils mit vorbestimmten Zeitintervallen zum Vergleichen mit einer Ziel- Geschwindigkeit des Ventils berechnet wird und wenn die berechnete Geschwindigkeit des Ventils um eine vorbestimmte Größe oder mehr niedriger als die Ziel- Geschwindigkeit ist, wird es bestimmt, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann.
Falls es in dem Schritt S3 bestimmt wird, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann, geht der Vorgang zu dem Schritt S4. In dem Schritt S4 wird es bestimmt, ob das Ventil, wenn es angetrieben wird, um im nächsten oder dem darauffolgenden Takt zu öffnen, in die vollständig offene Position bewegt werden kann. Insbesondere wenn die Abweichung des tatsächlichen Ventilhubs von der Ziel- Ventilhubkurve so groß ist, um über die Kurven mit den gestrichelten Linien in der 4 zu gelangen, wird es bestimmt, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position in dem nächsten oder in dem darauffolgenden Takt bewegt werden kann. In dieser Verbindung wird es, wenn es in dem Schritt S4 bestimmt wird, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann, daraus verstanden, dass das Ventil selbst dann nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann, wenn eine ausfallsichere Steuerung, die nachstehend später beschrieben werden wird, eingesetzt wird, z. B. aus dem Grund, dass sich das Ventil in der Mitte des Ventilhubs infolge einiger fremder Substanzen, eingefangen in dem Betätiger, festfrisst.
Falls es in dem Schritt S4 bestimmt wird, dass das Ventil in einem nächsten oder in einem darauffolgenden Takt in die vollständig offene Position bewegt werden kann, wird ein Antriebssteuerung für das Ventil, um zu schließen, in dem Schritt S5 und dem schritt S6 ausgeführt. In diesem Beispiel wird der Strom, der die Spule des Elektromagneten erregt, erhöht, wenn mit dem für die normale Antriebssteuerung für das Ventil verglichen wird, um zu schließen, so dass das Ventil sicher in die vollständig offene Position bewegt werden kann.
In dem Schritt S5 wird ein Erregungsmuster zum erregen der Spule des Elektromagneten zu der Zeit für das Ventil, um angetrieben zu werden, um unter der zuvor beschriebenen ausfallsicheren Steuerung zu öffnen, bestimmt. Wie in den 5A und 5B gezeigt wird, in dem Fall, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann, eine Erregungssteuerung, die von der Zeit startet, wenn der Ventilhub kleiner als ein vorbestimmter Wert wird und fortgesetzt wird, bis das Ventil in die vollständig offene Position bewegt wird, in Übereinstimmung mit solch einem Muster ausgeführt, in dem der Erregerstrom in dem Anfangszustand der Steuerung auf einen größeren Wert als zu normalen Zeiten festgelegt ist, bei dem größeren Wert für eine vorbestimmte Zeit beibehalten und danach veranlasst, sich schnell auf einen Haltestrom zu reduzieren.
In dem Schritt S6 wird eine Antriebssteuerung für das Ventil, um zu schließen, in Übereinstimmung mit dem in dem Schritt S5 bestimmten Erregungsmuster ausgeführt, um das Ventil in die vollständig geschlossene Position zu bewegen.
In dem Schritt S7 wird es bestimmt, ob es Zeit für das Ventil ist, angetrieben zu werden, um in dem darauffolgenden Takt zu öffnen. Falls es in dem Schritt S7 bestimmt wird, dass es für das Ventil Zeit ist, angetrieben zu werden, um zu öffnen, geht der Vorgang weiter zu dem Schritt S8. In dem Schritt S8 wird das Erregungsmuster für das Ventil, um angetrieben zu werden, um zu öffnen, unter der zuvor beschriebenen ausfallsicheren Steuerung festgelegt. In dieser Verbindung wird das Erregungsmuster festgelegt, so dass eine Ziel- Ventilhubkurve, die für den Ventilhub in Verbindung zu der Zeit repräsentativ ist, erhalten wird.
6 zeigt ein Unterprogramm zum Festlegen einer Ziel- Ventilhubkurve, um zu der Zeit für das Ventil verwendet zu werden, um angetrieben zu werden, um nach einem Fehler beim Öffnen zu öffnen.
In dem Schritt S21 wird eine Abweichung der tatsächlichen Ventilhubkurve von der Ziel- Ventilhubkurve bei einem vorbestimmten Zeitpunkt in dem vorherigen Fehler beim Öffnen berechnet.
In dem Schritt S22 wird die Zeit für das Ventil, um die maximale Hubposition, d. h., die vollständig offene Position, zu erreichen (bezieht sich auf die 7) auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Abweichung berechnet. Die Zeit für das Ventil, um die maximale Hubposition zu erreichen, erhöht sich mit der Zunahme der Abweichung. In dem Schritt S23 wird die Geschwindigkeit bei der Zeit bei der Ankunft an der maximalen Hubposition (bezieht sich auf die 7) auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Abweichung berechnet. Die Geschwindigkeit des Ventils zu der Zeit der Ankunft an der maximalen Hubposition zu der Zeit der Ankunft an der maximalen Ventilhubposition erhöht sich mit der Erhöhung der Abweichung. Die Geschwindigkeit des Ventils wird jedoch solch eines Bereiches bestimmt, dass sie keine Beschädigung des Ventiles zu der Zeit des Aufsitzens oder des Kontaktes mit dem Elektromagnet verursacht (z. B. wird ein Erregerstrom festgelegt, um 50A oder weniger zu sein).
Auf der Grundlage der zeit für das Ventil, um bei einer maximalen Hubposition anzukommen und der Drehzahl zu der Zeit der Ankunft bei der maximalen Hubposition, die in der zuvor beschriebenen Weise berechnet wird, um die Ziel- Ventilhubkurve zu erhalten, wird das Erregungsmuster in dem Schritt S8 in der 3 festgelegt (bezieht sich auf die 8).
In dem Schritt S9 wird in Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen Erregungsmuster die Antriebssteuerung für das Ventil, um zu öffnen, ausgeführt, um das Ventil in die vollständig offene Position zu bewegen.
Außerdem geht, wenn es in dem Schritt S3 entschieden wird, dass das Ventil in die vollständig offene Position bewegt werden kann, der Vorgang zu dem Schritt S10 weiter. In dem Schritt S10 wird eine normale Antriebssteuerung für das Ventil, um zu öffnen, ausgeführt, und sie wird auch von der Zeit vorwärts ausgeführt.
Außerdem wird es, wenn es in dem Schritt S4 bestimmt wird, dass das Ventil nicht in die vollständig offene Position in dem darauffolgenden Takt bewegt werden kann, bestimmt, dass das Ventil für eine Weile nicht in die vollständig offene Position bewegt werden kann und der Vorgang geht zu den Schritten S11 und S12 weiter.
In den Schritten S11 und S12 wird das Erregungsmuster zu einer Zeit für das Ventil, um angetrieben zu werden, um zu schließen, nachdem ein Fehler beim Öffnen ähnlich zu den Schritten S5 und S6 festgestellt worden ist, festgelegt und die Antriebssteuerung für das Ventil, um zu schließen, wird in Übereinstimmung mit dem Muster ausgeführt, um dadurch das Ventil in die vollständig geschlossene Position zu bewegen. Dann geht der Vorgang zu dem Schritt S13 weiter. In dem Schritt S13 wird die Anzahl der vergangenen Takte gezählt und es wird festgelegt, ob mehrere Takte, während der das Ventil geschlossen gehalten worden ist, vergangen sind.
Solch eine Steuerung wird über die Einklassventile 5 und über die Auslassventile 6 von allen Zylindern ausgeführt. Die 9 zeigt die Öffnungs- und die Schließsteuerung der Einlassventile und der Auslassventile eines vorbestimmten Zylinders eines Viertakt-Motors mit zwei Einlassventilen und zwei Auslassventilen an jedem Zylinder zu der Zeit, bei der die Einlass- und die Auslassventile beim Öffnen versagen durch den Vergleich mit der Steuerung zu normalen Zeiten.
Dadurch wird in einem Fall, bei dem das Ventil beim Öffnen infolge eines übermäßig hohen Drucks, der innerhalb des Zylinders maßgebend ist, oder infolge einer erhöhten Reibung, verursacht zu der Zeit für das Ventil, das angetrieben werden soll, um zu öffnen, eine Antriebssteuerung für das Ventil, um es zu schließen, an Stelle der Antriebssteuerung für das Ventil, um zu öffnen, ausgeführt, wodurch es möglich wird, das Auftreten einer Fehlzündung infolge der Nicht- Verdichtung, eine Fehlzündung und einen Einfluss auf die Einlassbedingung zu den anderen Zylindern zu verhindern. In der Zwischenzeit kann in dem Fall eines Motors mit einer Mehrzahl von Einlassventilen und einer Mehrzahl von Auslassventilen an jedem Zylinder, wenn ein Einlassventil oder ein Auslassventil eines bestimmten Zylinders beim öffnen versagt, das fehlerhafte Ventil gedrückt werden, um zu schließen. In solch einem Fall kann es möglich sein, dem Zylinder in der Frage zu gestatten, einen Verbrennungsvorgang (einen Arbeitshub) unter Verwendung der verbleibenden Einlass- und Auslassventile auszuführen, obwohl die Effektivität der Motorleistung vermindert ist.
Außerdem kann, indem der Zuführstrom zu der Zeit des Antreibens des Ventiles, um zu schließen, größer als zu einer normalen Zeit gemacht werden, wodurch das Ventil sicher geschlossen werden kann.
Außerdem wird in dem Fall, in dem das Ventil nicht vollständig öffnen kann, die Ziel- Ventilhubkurve von dem nächsten Takt nach vorn modifiziert werden, wenn mit der zu normalen Zeiten verglichen wird, wodurch das Ventil sicher geöffnet werden kann.
Außerdem wird in einem Fall solch ein Zustand erfasst, wobei z. B. ein Fremdstoff oder dergleichen in dem elektromagnetischen Betätiger eingebracht worden ist, um das Ventil zu veranlassen, bevor es vollständig geöffnet worden ist, zu stoppen oder festzufressen, zu der Zeit für das Ventil, um angetrieben zu werden, um zu öffnen, d. h., in solch einem Fall besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Ventil selbst dann nicht geöffnet werden kann, wenn es angetrieben wird, um zu öffnen, zu der Zeit für das Ventil, um zu öffnen, wobei das Ventil in einem geschlossenen Zustand für zumindest einen vorbestimmten Zeitraum gehalten wird, wodurch es möglich wird, das Auftreten des zuvor beschriebenen Nachteile zu verhindern.
Außerdem wird in einem Fall, in einem Motor, der eine Mehrzahl von elektromagnetisch angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen an jedem Zylinder hat, der zu den Betätigern zugeführte Strom für die zuvor beschriebene Ausfallsicherung erhöht, wobei solch eine Steuerung für unterschiedliche Zeitpunkte, bei denen die Ventile jeweils geöffnet oder geschlossen werden, ausgeführt werden kann, wodurch die Geräusche, die aus dem Aufsitzen der Ventile oder vom Kontakt der Armaturen mit den Elektromagneten zu derselben Zeit nicht auftreten und demzufolge das Geräusch, dass aus dem Aufsetzen oder von dem Kontakt herrührt, reduziert werden kann.
Obwohl die Erfindung zuvor in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele werden für denjenigen, der auf diesem Gebiet der Technik Fachmann ist, im Lichte der obigen Lehren auftreten. Der Umfang der Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Fehlersicherheits- Steuerungssystem für ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil (5, 6, 20) zum Öffnen oder Schließen einer Brennkammer (3) einer Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch eine Einrichtung (S2, S3, S4) zum Bestimmen, ob das elektromagnetisch angetriebene Ventil (20) in eine offene Position bewegt werden kann, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer tatsächlichen Ventilhubkurve und einer Ziel-Ventilhubkurve des Ventils (20) zu der Zeit, zu der das Ventil angetrieben wird, um zu öffnen; und einer Ausfallsicherheitseinrichtung (S5, S6, S11, S12) zum Antreiben des elektromagnetisch angetriebenen Ventils (20) in eine Schließposition, wenn die Bestimmungseinrichtung (S2, S3, S4) bestimmt, dass eine Abweichung, die aus dem Vergleich resultiert, außerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereichs der Ventilhubveränderung ist, wodurch das Ventil (20) nicht in die offene Position bewegt werden kann.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Fehlersicherheitsabschnitt eine zu dem Betätiger zugeführte Elektroenergie im Vergleich zu derjenigen bei normalen Zeiten, erhöht.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, außerdem aufweisend einen Hubsensor, der einen Hub des Ventils erfasst und ein zu diesem repräsentatives Ausgangssignal erzeugt, wobei der Bestimmungsabschnitt das Verhalten des Ventils auf der Grundlage des Ausgangssignales des Hubsensors bestimmt.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass das Ventil nicht in die offene Position bewegt werden kann, wenn eine tatsächliche Ventilhubkurve im Verhältnis zur Zeit von der Ziel-Ventilhubkurve im Verhältnis zur Zeit um einen Betrag, der größer als ein vorbestimmter Betrag ist, abweicht.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinheit außerdem eine Abschnitt aufweist, veranlasst, dass eine Ziel-Ventilhubkurve, die unter der Steuerung des Fehlersicherheitsabschnitt verwendet werden soll, von derjenigen zu den normalen Zeiten verschieden ist.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Fehlersicherheitsabschnitt ine Erregersteuerung ausführt, die von der Zeit beginnt, bei der der Hub eines Ventils kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, und die sich fortsetzt, bis das Ventil in die geschlossen Position bewegt wird, in Übereinstimmung mit einem Muster, bei dem ein zu dem Betätiger zugeführter Strom auf einen größeren Wert in der Anfangsstufe der Anregungssteuerung als zu normalen Zeiten festgelegt wird, auf dem größeren Wert für eine vorbestimmte Zeit gehalten wird und danach veranlasst, sich schnell auf einen Haltestrom zu reduzieren.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei der Motor außerdem ein Ventil enthält, elektromagnetisch angetrieben zum Öffnen oder Schließen der Brennkammer, und wobei der Fehlersicherheitsabschnitt das zuerst erwähnte Ventil und das zu zweit erwähnte Ventil antreibt, um sich in die geschlossenen Positionen zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu bewegen.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Fehlersicherheitsabschnitt das Ventil in der geschlossenen Position zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum hält, wenn der Bestimmungsabschnitt für einen Zeitraum, der länger als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt, dass das Ventil nicht in die offene Position bewegt werden kann.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil eine Einlassöffnung des Motors öffnet oder schließt.
Fehlersicherheits- Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil eine Auslassöffnung des Motors öffnet oder schließt.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren für ein Ventil (5, 6, 20), elektromagnetisch angetrieben durch einen Betätiger zum Öffnen oder Schließen einer Brennkammer (3) einer Brennkraftmaschine (3), gekennzeichnet durch Bestimmen (S2, S3, S4), ob das Ventil (20) in eine offene Position bewegt werden kann, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer tatsächlichen Ventilhubkurve und der Ziel- Ventilhubkurve des Ventils (20) zu der Zeit, wenn das Ventil (20) angetrieben wird, um zu öffnen; und Antrieben (S8, S12) des Ventils (20) in eine Schließposition, wenn festgestellt wird, dass ein Abweichungswert, der aus dem Vergleich resultiert, außerhalb eines vorbestimmten zulässigen Bereiches der Ventilhubveränderung ist, wodurch das Ventil (20) nicht in die offene Position bewegt werden kann.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren den zu dem Betätiger zugeführten Strom erhöht, verglichen mit demjenigen zu normalen Zeiten, wenn festgestellt wird, dass das Ventil (20) nicht in die offene Position bewegt werden kann.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren einen Hub des Ventiles erfasst und das Verhalten des Ventils auf der Grundlage des Hubs des Ventiles bestimmt.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren bestimmt, dass das Ventil nicht in die offene Position bewegt werden kann, wenn eine tatsächliche Ventilhubkurve im Verhältnis zur Zeit von der Ziel- Ventilhubkurve im Verhältnis zur Zeit um einen Betrag, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, abweicht.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren das Ventil in Übereinstimmung mit der Ziel- Ventilhubkurve antreibt, wenn festgestellt wird, dass das Ventil nicht in die offene Position bewegt werden kann, wobei die Ziel- Ventilhubkurve von derjenigen zu normalen Zeiten verschieden ist.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren eine Anregungssteuerung ausführt, das von der Zeit beginnt, wenn ein Hub des Ventils kleiner als ein vorbestimmter Wert wird und die sich fortsetzt, bis das Ventil in die geschlossene Position bewegt ist, in Übereinstimmung mit einem Muster, in dem ein Strom, zugeführt zu dem Betätiger, auf einen größeren Wert in der Anfangsstufe der Anregungssteuerung als in den normalen Zeiten festgelegt wird, auf dem größeren Wert für eine vorbestimmte Zeit gehalten wird und danach veranlasst wird, sich schnell auf einen Haltestrom zu reduzieren.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 12, wobei der Motor außerdem enthält ein Ventil, elektromagnetisch angetriebenen zum Öffnen oder Schließen der Brennkammer, und wobei das Verfahren das zuerst erwähnte Ventil und das zu zweit erwähnte Ventil antreibt, um sich in die geschlossenen Positionen zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu bewegen.
Fehlersicherheits- Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren das Ventil in der geschlossenen Position zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum hält, wenn für einen Zeitraum, der länger als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt wird, dass das Ventil nicht in die offene Position, bewegt werden kann.