DE69601383T2

DE69601383T2 - Ventilsteuervorrichtung für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69601383T2
Application number: DE69601383T
Authority: DE
Inventors: Senji Kato; Tadahisa Naganawa; Nobuhisa Ohkawa; Atsushi Yasumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2016-04-13
Also published as: US5664529A; DE69601383D1; US5678515A; US5623896A; EP0737799B1; EP0737799A1; US5664528A; JP2888178B2; JPH08338271A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Ventilsteuervorrichtung, die einen Steuerzeitänderungsmechanismus zum Steuern der Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils oder Auslaßventils eines Motors bzw. einer Brennkraftmaschine aufweist. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine Ventilsteuervorrichtung, die die Ventilsteuerzeiten gemäß dem Motorbetriebszustand kontinuierlich steuert.

STAND DER TECHNIK

Bei dem herkömmlichen Motor mit einem herkömmlichen Aufbau arbeiten das Einlaßventil und das Auslaßventil so, daß jeweilige Lufteinlaß- und Luftauslaßkanäle wahlweise geöffnet werden, die mit den einzelnen Verbrennungskammern verbunden sind. Diese Ventilsteuerzeiten sind insbesondere zur Drehphase der Kurbelwelle und somit zu den Steuerzeiten der Auf- und Abbewegung der Kolben synchron. Daher hängt die Einlaßmenge in eine der Verbrennungskammern und ihre Auslaßmenge von dem Winkel eines Drosselventiles, das in dem Lufteinlaßkanal des Motors separat vorgesehen ist, oder von der Drehzahl des Motors ab.
Es sind verschiedene Vorrichtungen erhältlich, die die Ventilsteuerzeiten ändern, um die Einlaß- und Auslaßmengen der Verbrennungskammer mit einem größeren Maß an Freiheit zu steuern. Solche Vorrichtungen weisen einen verstellbaren Ventilsteuermechanismus zum Ändern der Ventilsteuerzeiten und einen Computer zum Steuern des Betriebes des verstellbaren Ventilsteuermechanismuses auf. Dieser Computer steuert den verstellbaren Ventilsteuermechanismus gemäß dem Motorbetriebszustand, um die Ventilsteuerzeiten des Einlaß ventiles oder des Auslaßventiles zu steuern, wobei dadurch der Grad einer Ventilüberlappung des Einlaßventils und des Auslaßventils gesteuert wird. Demgemäß wird die Menge der Mischung aus Luft und Kraftstoff, die jeder Verbrennungskammer zugeführt werden soll, so gesteuert, daß das Luft- Kraftstoff-Verhältnis dieser Mischung derartig gesteuert wird, daß die Motorleistung und die Motoremissionen angemessen eingestellt sind.
Wenn z. B. die Motordrehzahl relativ hoch ist, steuert der Computer den einstellbaren Ventilsteuermechanismus so, daß die Ventilüberlappung verhältnismäßig zunimmt. Unter dieser Steuerung wird die Effizienz der Zufuhr von Luft in die Verbrennungskammern erhöht, wobei die Trägheit der Luft, welche durch den Lufteinlaßkanal strömt, verwendet wird, wobei somit die Motorleistung verbessert wird. Wenn andererseits die Motordrehzahl relativ niedrig ist, steuert der Computer den verstellbaren Ventilsteuermechanismus so, daß die Ventilüberlappung verhältnismäßig abnimmt. Diese Steuerung verhindert, daß das Abgas, wenn es von den Verbrennungskammern ausgestoßen wird, in die Verbrennungskammern zurückströmt, so daß das in den Verbrennungskammern verbleibende Abgas oder das Verhältnis der inneren Abgasrückführung bzw. inneren EGR verringert wird, so daß eine falsche Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches verhindert wird.
Die japanische, ungeprüfte, veröffentlichte Patentanmeldung Nr. Hei 4-279705 offenbart ein Beispiel für eine solche Ventilsteuervorrichtung. Diese Vorrichtung kann die Ventilsteuerzeiten kontinuierlich und gemäß dem Motorbetriebszustand auf das gewünschte Niveau ändern. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, hat diese Vorrichtung einen Nockenpositionssensor 91 zum Erfassen der Drehposition einer Nockenwelle 92. Ein Kurbelpositionssensor 93 erfaßt die Drehposition einer Kurbelwelle 94. Erste und zweite Hydraulikpumpen 95 und 96 pumpen das Öl aus einer Ölwanne 97 her aus. Ein einstellbarer Ventilsteuermechanismus 98, der an der Nockenwelle 92 vorgesehen ist, wird hydraulisch angetrieben, um die Drehphase der Nockenwelle 92 zu ändern. Dieser Mechanismus 98 hat eine Steuerriemenscheibe 98a und weist einen ringförmigen Kolben und ein Getriebebauteil (die beide nicht gezeigt sind) auf, die die Riemenscheibe 98a mit der Nockenwelle 92 verbinden. Wenn der Kolben durch den hydraulischen Druck bewegt wird, ändert sich die Drehphase der Nockenwelle 92. Eine Hydraulikleitung 99 verbindet die zweite Hydraulikpumpe 96 mit dem Mechanismus 98. Erste und zweite Ölsteuerventile (OCV) 100 und 101, die in der Hydraulikleitung 99 vorgesehen sind, steuern die Zufuhr des Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus 98. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 102 berechnet auf der Grundlage des Drehzahlwertes der Kurbelwelle 94 (der Motordrehzahl) die Drehphase der Nockenwelle 92 oder die zur Steuerung der Ventilsteuerzeiten gehörige Zielphase. Die ECU 102 erfaßt die Istphase der Ventilsteuerzeiten auf der Grundlage der Ausgangssignale der beiden Sensoren 91 und 93. Die ECU 102 vergleicht die erfaßte Istphase mit der berechneten Zielphase, um einen Änderungswert zu berechnen, der zum Ändern der Drehphase der Nockenwelle 92 verwendet wird. Auf der Grundlage dieses berechneten Änderungswertes führt die ECU 102 eine Taststeuerung der Öffnung s der beiden OCVs 100 und 101 durch. Der Mechanismus 98 wird dementsprechend gesteuert, um die optimalen Ventilsteuerzeiten gemäß dem Betriebszustand des Motors 103 zu schaffen.
Um z. B. die Ventilsteuerzeiten in Bezug auf die gegenwärtigen Steuerzeiten in Richtung "früh" zu verstellen schließt die ECU das zweite OCV 101 vollständig und führt die Taststeuerung an der Öffnung des ersten OCV 100 gemäß dem zuvor erwähnten Änderungswert durch. Wenn der Änderungswert der Drehphase der Nockenwelle 92 mit dem Zielwert übereinstimmt, schließt die ECU 102 beide OCVs 100 und 101 vollständig, um die Ventilsteuerzeiten beizubehal ten. Diese Steuerung läßt zu, daß die Hydraulikleitung 99 fest verschlossen ist, und sie behält den Änderungswert der Drehphase der Nockenwelle 92 bei, so daß die gegenwärtigen Ventilsteuerzeiten beibehalten werden. Wenn irgendwo aus der Hydraulikleitung 99 Öl austritt, können sich die Ventilsteuerzeiten ändern. Was dies betrifft steuert die ECU beide OCVs 100 und 101, während sie die Ventilsteuerzeiten permament erfaßt, um eine Regelung mit Rückkopplung der Ventilsteuerzeiten durchzuführen. Um die Ventilsteuerzeiten in Bezug auf die Iststeuerzeiten in Richtung "spät" zu verstellen, schließt die ECU 102 das erste OCV 100 vollständig und führt an der Öffnung des zweiten OCV 101 gemäß dem Änderungswert eine Taststeuerung durch. Wenn der Änderungswert der Drehphase der Nockenwelle 92 mit dem Zielwert übereinstimmt, schließt die ECU 102 außerdem beide OCVs 100 und 101 vollständig, um die Ventilsteuerzeiten in Richtung "spät" zu verstellen. Diese Steuerung behält den Änderungswert der Drehphase der Nockenwelle 92 bei, so daß die gegenwärtigen Ventilsteuerzeiten beibehalten werden.
Bei dieser Ventilsteuerzeitbeibehaltungssteuerung bzw. Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten, um die Ventilsteuerzeiten auf der Zielphase beizubehalten, führt die in der zuvor erwähnten Patenanmeldung offenbarte Vorrichtung keine Steuerung durch, um das Steuerungsergebnis auszuwerten und um auf der Grundlage des ausgewerteten Ergebnisses einen Lernwert zum Korrigieren der Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten zu lernen. Mit anderen Worten, diese Vorrichtung aus dem Stand der Technik weist in dem Fall, wo an die Beibehaltungssteuerung eine Lernsteuerung angepaßt ist, keine optimale Lernsteuerung auf.
Die Ausgabeeigenschaften des Mechanismusses 98, d. h. der beiden OCVs 100 und 101, ändern sich in Abhängigkeit von ihren Abweichungen bzw. Toleranzen oder ihren zeitabhängigen Änderungen. Die Ausgabeeigenschaften ändern sich auch in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 103. Da sich die Drehzahl des Motors 103 oder sein Aufwärmzustand ändert, unterscheiden sich die Niveaus der Hydraulikdrücke, die durch beide Pumpen 95 und 96 erlangt werden, voneinander. Dieser Hydraulikdruckunterschied bewirkt, daß sich die Ausgabeeigenschaften der einzelnen Bauteile 98, 100, 101, etc. ändern. Um den Einfluß der Abweichungen oder der zeitabhängigen Änderungen der einzelnen Bauteile 98, 100, 101, etc von der Beibehaltungssteuerung zu beseitigen, sollte daher die Lernsteuerung an die Beibehaltungssteuerung angepaßt sein. Beim Anpassen der Lernsteuerung an die Beibehaltungssteuerung gibt es verschiedene Probleme.
Ein Problem ist es z. B. den Anfangswert zu bestimmen, der bei dem anfänglichen Lernvorgang unter Berücksichtigung der Abweichungen oder der zeitabhängigen Änderungen der einzelnen Bauteile 98, 100, 101, etc. verwendet werden soll. Wenn der Anfangswert unpassend ist, kann die Beibehaltungssteuerung während des Zeitraums, in dem das anfängliche Lernen vorübergehend beendet ist, das unpassende Ergebnis hervorbringen. Ein anderes Problem ist es, den Lernwert zu bestimmen, der in der Beibehaltungssteuerung verwendet wird, wenn der Mechanismus 98 aus dem aus einer Störung entstandenen, festen Zustand wiederhergestekkt wird, unter der Voraussetzung, daß die Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten durchgeführt werden soll. Wenn ein ungeeigneter Lernert eingestellt ist, kann die Beibehaltungsteuerung während des Zeitraums, in dem das Lernen nach der Wiederhergestellung aus der Störung vorübergehend beendet ist, ein ungeeignetes Ergebnis hervorbringen. Wenn die Einstellung von jedem Wert unpassend ist, können die geeigneten Ventilsteuerzeiten vorübergehend nicht erzielt werden. Wenn die Ventilsteuerzeiten vorübergehend zu weit in Richtung "früh" verstellt sind, wird die Ventilüberlappung vorübergehend zu groß und die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Verbrennungskammern wird instabil, was, zu einer Fehlzündung oder einem Motorabsterben führen kann.
Zudem kann der Mechanismus 98 aufgrund einer mechanischen Einschränkung vorübergehend außer Betrieb gelangen. Dies kann dann auftreten, wenn sich der Kolben in dem Mechanismus 98 bewegt und in seine Endposition gelangt. In diesem Fall kann mit einer einfachen Durchführung der Beibehaltungssteuerung das Anhalten des Mechanismus 98 durch die Beibehaltungssteuerung von dem Anhalten des Mechanismusses 98 durch seine mechanische Einschränkung nicht unterschieden werden. Wenn die Lernsteuerung an die Beibehaltungssteuerung angepaßt ist, kann daher in der Lernsteuerung ein ungenauer Lernwert erzielt werden. Zudem kann sich sogar dann, wenn der Lernwert in der Lernsteuerung aktualisiert ist, die Istphase der Ventilsteuerzeiten der Zielphase nicht annähern.
Die GB-A-2272960 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilsteuervorrichtung für einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die bei der Steuerung zum Beibehalten von Ventilsteuerzeiten eine Lernsteuerung verwendet, um diese Beibehaltungssteuerung zu korrigieren, damit dadurch sichergestellt wird, daß die Einflüsse der Abweichungen oder zeitabhängigen Änderungen des Mechanismusses der Vorrichtung auf die Beibehaltungssteuerung beseitigt werden, und damit während des Zeitraums. d. h., vom Beginn des neuen Lernens ab bis zum Zeitpunkt der vorübergehenden Beendigung dieses Lernens, die optimale Lernsteuerung durchgeführt wird.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Ventilsteuervorrichtung für einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die bei der Steuerung zum Beibehalten von Ventilsteuerzeiten eine Lernsteuerung verwendet, um diese Beibehaltungssteuerung zu korrigieren, damit dadurch sichergestellt wird, daß der Einfluß der Abweichungen oder der zeitabhängigen Änderungen des Mechanismusses der Vorrichtung auf die Beibehaltungssteuerung beseitigt werden, und damit die optimale Lernsteuerung unter Berücksichtigung der Möglichkeit durchgeführt wird, daß die Vorrichtung aufgrund einer mechanischen Einschränkung außer Betrieb gelangen kann.
Um die vorhergehenden und andere Aufgaben zu erzielen und gemäß dem Ziel dieser Erfindung ist eine Ventilsteuervorrichtung für einen Motor mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von denen geglaubt wird, daß sie neu sind, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, kann am besten in Bezug auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit der beigefügten Zeichnung verstanden werden, in welcher folgendes gezeigt ist:
Fig. 1 ist eine schematische, strukturelle Darstellung eines Systems mit Benzinmotor;
Fig. 2 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht, die den Aufbau eines verstellbaren Ventilsteuermechanismusses (VVT; variable valve timing mechanism) und eines linearen Magnetventils (LSV; linear soleniod valve) darstellt;
Fig. 3 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht, die den Aufbau des VVT und des LSV zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer elektronischen Steuereinheit (ECU) darstellt;
die Fig. 5(a) und 5(b) sind erläuternde Darstellungen, die Änderungen einer Ventilüberlappung darstellen;
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die den Zielverschiebewinkel als eine Funktion der Motordrehzahl und der Motorlast darstellt;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Änderungsgeschwindigkeit von Ventilsteuerzeiten als eine Funktion der Steuerkolben position des LSV darstellt;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das das Verhalten von verschiedenen Parametern über der Zeit darstellt;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das eine "Routine zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten" darstellt;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das eine "Routine zur Erfassung einer Störung" darstellt;
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das eine "Routine zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten" darstellt;
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zur detaillierten Erklärung von einem Teil des Flußdiagramms in Fig. 11; und
Fig. 13 ist eine schematische, strukturelle Darstellung, die eine herkömmliche Ventilsteuervorrichtung zeigt.

BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Bezug auf die Fig. 1 bis 10 wird nun eine Ventilsteuervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen, ersten, bevorzugten Ausführungsform detailliert beschrieben, die so ausgelegt ist, daß sie in einem System mit Benzinmotor eines Fahrzeugs verwendet werden kann.
Fig. 1 stellt den schematischen Aufbau eines Systems mit Benzinmotor dar, das in einem (nicht gezeigten) Fahrzeug angeordnet ist. Ein Motor 1 hat eine Vielzahl von Zylinder 2, die Kolben 3 halten. Diese Kolben 3 sind an eine Kurbelwelle 1a gekoppelt und können in den damit verbundenen Zylindern 2 auf und ab bewegt werden. In jedem Zylinder 2 ist oberhalb des Kolbens 3 eine Verbrennungskammer 4 angeordnet. Eine Vielzahl von Zündkerzen 5, die im Zusammenhang mit den einzelnen Verbrennungskammern 4 vorgesehen sind, zünden ein entzündbares Luft-Kraftstoffgemisch, das jeder Verbrennungskammer 4 zugeführt wird. Ein Einlaßanschluß, 6a und ein Auslaßanschluß 7a, die im Zusammenhang mit jeder Verbrennungskammer 4 vorgesehen sind, bilden jeweils einen Teil eines Lufteinlaßkanales 6 und eines Auslaßkanales 7. Ein Einlaßventil 8 und ein Auslaßventil 9, die in Zusammenhang mit jeder Verbrennungskammer 4 vorgesehen sind, öffnen oder schließen die jeweiligen Anschlüsse 6a und 7a wahlweise. Diese Ventile 8 und 9 arbeiten auf der Grundlage der Drehungen von verschiedenen Nockenwellen 10 und 11. Steuerriemenscheiben 12 und 13, die jeweils an den distalen Endabschnitten der Nockenwellen 10 und 11 vorgesehen sind, sind durch einen Steuerriemen 14 mit der Kurbelwelle 1a verbunden.
Wenn der Motor 1 läuft, wird daher das Drehmoment der Kurbelwelle 1a durch den Steuerriemen 14 und die Steuerriemenscheiben 12 und 13 auf die Nockenwellen 10 und 11 übertragen, wobei die Ventile 8 und 9 betätigt werden. Die Ventile 8 und 9 können bei vorbestimmten Steuerzeiten synchron zur Drehung der Kurbelwelle 1a oder synchron zu einer Arbeitsfolge (dem Ansaugtakt, dem Verdichtungstakt, dem Verbrennungs- und Arbeitstakt und dem Ausstoßtakt) gemäß der Auf- und Abbewegung jedes Kolbens 3 arbeiten.
Eine Luftreinigungseinrichtung 15, die auf der Einlaßseite des Lufteinlaßkanales 6 vorgesehen ist, reinigt die Außenluft, die in den Lufteinlaßkanal 6 angesaugt wird. Einspritzeinrichtungen 16, die in der Nähe der jeweiligen Einlaßanschlüsse 6a vorgesehen sind, spritzen Kraftstoff in die Einlaßanschlüsse 6a. Wenn der Motor 1 läuft, wird die Luft über die Luftreinigungseinrichtung 15 in den Lufteinlaßkanal 6 gelassen. Zu diesem Zeitpunkt wird der von der Einspritzeinrichtung 16 eingespritzte Kraftstoff mit der Luft vermischt und dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch wird der entsprechenden Verbrennungskammer 4 zugeführt, wenn der entsprechende Einlaßanschluß 6a während des Ansaugtaktes durch das Einlaßventil 8 geöffnet ist. Das der Verbrennungskammer 4 zugeführte Luft-Kraftstoffgemisch wird durch die entsprechende Zündkerze 5 gezündet und verbrannt. Anschließend bewegt sich der derartig Kolben 3, daß die Kurbelwelle 1a gedreht wird, wobei die Antriebskraft im Motor 1 erzeugt wird. Das Abgas nach der Verbrennung wird über den Auslaßkanal 7 aus der Verbrennungskammer 4 ausgestoßen, wenn der Auslaßanschluß 7a in dem Ausstoßtakt durch das Auslaßventil 9 geöffnet ist.
Ein Drosselventil 17, das in dem Lufteinlaßkanal 6 vorgesehen ist, reagiert auf die Betätigung eines (nicht gezeigten) Fahrpedals. Die Menge an Luft, die dem Lufteinlaßkanal 6 zugeführt wird, d. h., die Lufteinlaßmenge Q, wird durch Einstellen der Öffnung dieses Ventils 17 gesteuert. Ein Druckspeicher 18, der stromabwärts von dem Ventil 17 vorgesehen ist, dämpft die Schwingung der durch den Lufteinlaßkanal 6 strömenden Luft. Ein Lufttemperatursensor 71, der in der Nähe der Luftreinigungseinrichtung 15 vorgesehen ist, erfaßt eine Einlaßlufttemperatur THA und erzeugt ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal. Ein Drosselsensor 72, der in der Nähe des Drosselventils 17 vorgesehen ist, erfaßt die Öffnung TA des Ventils 17 (die Drosselöffnung) und erzeugt ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal. Wenn das Drosselventil 17 vollständig geschlossen ist, erfaßt dies der Drosselsensor und sendet ein Signal. Ein in dem Druckspeicher 18 vorgesehener Ladedrucksensor 73 erfaßt einen Ladedruck PM und erzeugt ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal.
Ein in dem Auslaßkanal 7 vorgesehener Abgaskatalysator 19 reinigt das Abgas mit einem darin vorgesehenen Dreiwegekatalysator 20. Zudem erfaßt ein in dem Auslaßkanal 7 vorgesehener Sauerstoffsensor 74 die Sauerstoffkonzentration Ox in dem Abgas und erzeugt ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal. Ein in dem Motor 1 vorgesehener Kühlmitteltemperatursensor 75 erfaßt die Temperatur THW des Kühlmittels in dem Motor 1 und erzeugt ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal.
Ein Verteiler 21 verteilt eine Hochspannung, die von einer Zündeinrichtung 22 ausgegeben wird, als Zündsignal, um die einzelnen Zündkerzen 5 zu aktivieren. Der Zündzeitpunkt von jeder Zündkerze 5 wird daher durch den Zeitpunkt bestimmt, an dem die Hochspannung von der Zündeinrichtung 22 abgegeben wird.
Ein in dem Verteiler 21 angeordneter (nicht gezeigter) Rotor dreht sich synchron zur Drehung der Kurbelwelle 1a mit der Nockenwelle 11. Ein in dem Verteiler 21 vorgesehener Motordrehzahlsensor 76 erfaßt die Drehzahl NE des Motors 1 (die Motordrehzahl) gemäß der Drehung des Rotors und sendet den erfaßten Wert als Impulssignal. Ein auch in dem Verteiler 21 vorgesehener Taktsensor 77 erfaßt die Referenzposition GP der Drehphase der Kurbelwelle 1a bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit gemäß der Drehung des Rotors und sendet den erfaßten Wert auch als ein Impulssignal. In dieser Ausführungsform dreht sich die Kurbelwelle 1a bei einer Arbeitsfolge des Motors 1 zweimal und der Motordrehzahlsensor 76 gibt bei jedem Kurbelwinkel CA von 30º ein Impulssignal aus, während sich die Kurbelwelle 1a zweimal dreht. Der Taktsensor 77 sendet bei jedem Kurbelwinkel CA von 360º ein Impulssignal aus.
In dieser Ausführungsform dient ein einstellbarer Ventilsteuermechanismus 25 (der im folgenden einfach nur als "VVT" bezeichnet wird), der in der Steuerriemenscheibe 12 vorgesehen ist, dazu, um die Steuerzeiten des Einlaßventils 8 zu ändern. Im folgenden wird der Aufbau des VVT 25, der vom Typ hydraulischer VVT ist, im Detail beschrieben.
Die Fig. 2 und 3 stellen den Aufbau des VVT 25 und des mit dem VVT 25 verbundenen, linearen Magnetventils (LSV) 55 dar. Ein Zylinderkopf 26 und ein Lagerdeckel 27 des Motors 1 lagern die Nockenwelle 10 mit einem Lagerzapfen 10a drehbar. Der VVT 25 ist an dem distalen Endabschnitt der Nockenwelle 10 integral mit der Steuerriemenscheibe 12 vorgesehen. Zwei in dem Lagerzapfen 10a vorgesehene Ölausnehmungen 31 und 32 erstrecken sich entlang der Außenfläche des Lagerzapfens 10a. Ölkanäle 33 und 34, die in dem Lagerdeckel 27 vorgesehen sind, führen dem Lagerzapfen 10a und den Ölausnehmungen 31 und 32 Schmieröl zu. In dieser Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, bilden eine Ölwanne 28, eine Ölpumpe 29, ein Ölfilter 30 und die zugehörigen Ölkanäle eine Schmiereinrichtung, um verschiedenen Stellen in dem Motor 1 Schmieröl zuzuführen. Diese Schmiereinrichtung legt an den VVT 25 durch das Schmieröl einen Hydraulikdruck an. Das LSV 55 stellt den an den VVT 25 angelegten Hydraulikdruck ein.
Da die Ölpumpe 29 als Reaktion auf den Betrieb des Motors 1 arbeitet, wird das aus der Ölwanne 28 gepumpte Schmieröl aus der Pumpe 29 abgelassen. Das abgelassene Schmieröl strömt durch den Ölfilter 30 und wird durch das LSV 55 durch die einzelnen Ölkanäle 33 und 34 hindurch den Ölausnehmungen 31 und 32 und dem Lagerzapfen 10a unter Druck wahlweise zugeführt.
Die Steuerriemenscheibe 12, die in etwa scheibenförmig ist, und eine an der Scheibe 12 befestigte, zylindrische Abdeckung 35 bilden ein Gehäuse 36. Die Abdeckung 35 bedeckt eine Seite der Riemenscheibe 12 und den distalen Endabschnitt der Nockenwelle 10. Die Riemenscheibe 12 hat an seiner Außenfläche eine Vielzahl von Außenzähnen 37 und in der Mitte eine Nabe 38. Die Riemenscheibe 12, die an der Nabe 38 auf der Nockenwelle 10 gelagert ist, ist in Bezug zur Nockenwelle 10 drehbar. Der zuvor erwähnte Steuerriemen 14 ist mit den Außenzähnen 37 gekoppelt.
Die Abdeckung 35 hat an einem Endabschnitt einen Flansch 39 und ein Loch 40, das in der Mitte des entgegengesetzten Endabschnittes ausgeformt ist. Eine Vielzahl von Schrauben 41 und Stiften 42 befestigen den Flansch 39 an einer Seite der Riemenscheibe 12. An dem Loch 40 ist ein entfernbarer Deckel 43 angebracht. Die Abdeckung 35 hat eine Vielzahl von Innenzähnen 35a, die an ihrer Innenfläche ausgeformt sind.
Ein Raum 44, der durch die Riemenscheibe 12 und die Abdeckung 35 gebildet wird, hält eine Innenabdeckung 45, die eine im allgemeinen zylindrische Form hat. Eine hohle Schraube 46 und ein Stift 47 befestigen die Abdeckung 45 an dem distalen Endabschnitt der Nockenwelle 10. Die Innenabdeckung 45 hat eine Wandung 45a, die einen Teil der Nabe 38 einschließt, und die Innenabdeckung 45 und die Nabe 38 können sich in Bezug zueinander drehen. Die Innenabdeckung 45 hat an ihrer Außenfläche eine Vielzahl von Außenzähnen 45b.
Ein zylindrisches Hohlrad 48, das zwischen dem Gehäuse 35 und der Abdeckung 45 angeordnet ist, koppelt das Gehäuse 35 und somit die Riemenscheibe 12 an die Nockenwelle 10. Das Hohlrad 48 ist in dem Raum 44 angeordnet und kann in die axiale Richtung der Nockenwelle 10 verschoben werden. Das Hohlrad 48 hat an seiner Innenfläche eine Vielzahl von schraubenförmigen Zähnen 48a und an seiner Außenfläche eine Vielzahl von schraubenförmigen Zähnen 48b. Die Innenzähne 48a des Hohlrades 48 stehen mit den Außenzähnen 45b der Abdeckung 45 in Eingriff und die Außenzähne 48b des Hohlrades 48 stehen mit den Innenzähnen 35a der Abdeckung 35 in Eingriff. Während sich das Hohlrad 48 entlang der Nockenwelle 10 bewegt, dreht es sich in Bezug auf die Nockenwelle 10.
Da sich die Riemenscheibe 12 dreht, wird die Nockenwelle 10 durch die Abdeckung 35, das Hohlrad 48 und die Innenabdeckung 45 angetrieben.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weist der Raum 44 erste und zweite Hydraulikdruckkammern 49 und 50 auf, die durch das Hohlrad 48 gebildet werden. Die erste Hydraulikdruckkammer 49 ist (bei Betrachtung der Fig. 2 und 3) zwischen der linken Seite des Hohlrades 48 und dem distalen Endabschnitt der Abdeckung 35 angeordnet. Die zweite Hydraulikdruckkammer 50 ist (bei Betrachtung der Fig. 2 und 3) zwischen der rechten Seite des Hohlrades 48 und dem Schenkel der Riemenscheibe 12 angeordnet.
Die Nockenwelle 10 hat innen einen Ölkanal 51, der sich in ihrer Achsrichtung erstreckt, so daß an die erste Hydraulikdruckkammer 59 der Hydraulikdruck angelegt wird, der durch das Schmieröl erzeugt worden ist. Der distale Endabschnitt dieses Ölkanals 51 ist über ein axiales Loch 46a in der hohlen Schraube 46 mit der ersten Hydraulikdruckkammer 49 verbunden. Der proximale Endabschnitt des Ölkanals 51 ist über ein Ölloch 52, das sich in radialer Richtung der Nockenwelle 10 erstreckt, mit der Ölausnehmung 31 verbunden.
Die Nockenwelle 10 hat innen einen anderen Ölkanal 53, der sich parallel zu dem Ölkanal 51 erstreckt, so daß an die zweite Hydraulikdruckkammer 50 der Hydraulikdruck angelegt wird, der durch das Schmieröl erzeugt worden ist. Ein Ölloch 54, das in der Nabe 38 ausgeformt ist, verbindet die zweite Hydraulikdruckkammer 50 mit dem Ölkanal 53.
In dem oben erwähnten Aufbau bilden der Ölkanal 33, das Ölloch 52, der Ölkanal 51 und das Loch 46a einen ersten Zuführkanal, um an die erste Hydraulikdruckkammer 49 den Hydraulikdruck anzulegen, der durch das Schmieröl erzeugt worden ist, und der Ölkanal 34, der Ölkanal 53 und das Ölloch 54 einen zweiten Zuführkanal, um an die zweite Hydraulikdruckkammer 50 den Hydraulikdruck anzulegen, der durch das Schmieröl erzeugt worden ist. Das LSV 55, das mit beiden Zuführkanälen verbunden ist, steuert den Hydraulikdruck, der an die einzelnen Hydraulikdruckkammern 49 und 50 angelegt werden soll, während es der Taststeuerung unterzogen ist. Fig. 1 zeigt, wie das LSV 55 mit der Ölwanne 28, der Ölpumpe 29 und dem Ölfilter 30 verbunden ist.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat ein Gehäuse 56 des LSV 55 erste bis fünfte Anschlüsse 57, 58, 59, 60 bzw. 61. Der erste Anschluß 57 steht mit dem Ölkanal 33 und der zweite Anschluß 58 mit dem Ölkanal 34 in Verbindung. Die dritten und vierten Anschlüsse 59 und 60 stehen mit der Ölwanne 28 in Verbindung und der fünfte Anschluß 61 steht über den Ölfilter 30 mit der Förderseite der Ölpumpe 29 in Verbindung. Ein in dem Gehäuse 56 vorgesehener Steuerkolben 62 hat vier zylindrische Ventilkörper 62a. Der Steuerkolben 62 kann sich in seiner axialen Richtung hin- und herbewegen. Ein in dem Gehäuse 56 vorgesehener Elektromagnet 63 bewirkt, daß sich der Steuerkolben 62 zwischen einer in Fig. 2 gezeigten, ersten Position und einer in Fig. 3 gezeigten zweiten Position bewegt. Die erste Position ist die am weitesten rechts liegende Position (bei Betrachtung der Fig. 2 und 3), die der Steuerkolben 62 in Bezug auf das Gehäuse 56 erreichen kann, d. h., die Position, in der der Steuerkolben 62 zurückgezogen ist. Die zweite Position ist die am weitesten links liegende Position (bei Betrachtung der Fig. 2 und 3), die der Steuerkolben 62 in Bezug auf das Gehäuse 56 erreichen kann, d. h. die Position, in der der Steuerkolben 62 ausgefahren ist. Eine in dem Gehäuse 56 vorgesehene Feder 64 drückt den Steuerkolben 62 in die zurückgezogene Position.
Wenn der Steuerkolben 62 gegen die Druckkraft der Feder 64 ausgefahren wird, stehen die Auslaßseite der Ölpumpe 29 mit dem Ölkanal 33 und der Ölkanal 34 mit der Ölwanne 28 in Verbindung, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Folglich wird an die erste Hydraulikdruckkammer 49 Hydraulikdruck angelegt und das Hohlrad 48 dreht sich, während es sich gegen den Druck des Öles, das in der zweiten Hydraulikdruckkammer 50 verbleibt, in die axiale Richtung bewegt. Das Öl in der zweiten Hydraulikdruckkammer 50 wird in die Ölwanne 28 abgelassen. Folglich ändern sich die Drehphasen der Nockenwelle 10 und des Gehäuses 36 im Verhältnis. Insbesondere wird die Drehphase der Nockenwelle 10 in Bezug auf die Drehphase des Gehäuses 36 in Richtung "früh" verstellt. Als Ergebnis wird die Phase der Ventilsteuerzeiten des Einlaßventiles 8 in Bezug auf die Drehphase der Kurbelwelle 1a in Richtung "früh" verstellt.
In diesem Fall, wie es in Fig. 5(b) gezeigt ist, wird die Ventilsteuerzeit des Einlaßventiles 8 relativ in Richtung "früh" verstellt, wobei die Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil 8 und dem Auslaßventil 9 während des Ansaugtaktes zunimmt. Da der an die erste Hydraulikdruckkammer 49 angelegte Hydraulikdruck gesteuert wird, kann das Hohlrad 48 bis zum Ende seiner Bewegung gegen die Steuerriemenscheibe 12 bewegt werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn das Hohlrad 48 diese Position erreicht, wird die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 am weitesten in Richtung "früh" verstellt und die Ventilüberlappung wird maximal.
Wenn der Steuerkolben 62 zurückgezogen wird, stehen die Förderseite der Ölpumpe 29 mit dem Ölkanal 34 und der Ölkanal 33 mit der Ölwanne 28 in Verbindung, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Folglich wird an die zweite Hydraulikdruckkammer 50 Hydraulikdruck angelegt und das Hohlrad 48 dreht sich, während es sich gegen den Druck des Öles, das in der ersten Hydraulikdruckkammere 49 verbleibt, in die axiale Richtung bewegt. Das Öl in der ersten Hydraulikdruckkammer 49 wird in die Ölwanne 28 abgelassen. Folglich ändert sich die Drehphase der Nockenwelle 10 in Bezug auf die Drehphase des Gehäuses 36 in die zu dem vorherigen Fall entgegengesetzte Richtung. Insbesondere wird die Drehphase der Nockenwelle 10 in Bezug auf die Drehphase des Gehäuses 36 in Richtung "spät" verstellt. Als Ergebnis wird die Phase der Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 in Bezug auf die Drehphase der Kurbelwelle 1a in Richtung "spät" verstellt.
In diesem Fall, wie in Fig. 5(a) gezeigt ist, wird die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 verhältnismäßig in Richtung "spät" verstellt, was eine verhältnismäßige Verringerung der Ventilüberlappung zwischen dem Einlaßventil 8 und dem Auslaßventil 9 während des Ansaugtaktes bewirkt. In dieser Darstellung gibt es keine Ventilüberlappung. Da der an die zweite Hydraulikdruckkammer 50 angelegte Hydraulikdruck gesteuert wird, kann das Hohlrad 48 bis zum Ende seiner Bewegung zu dem Gehäuse 35 bewegt werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn das Hohlrad 48 diese Endposition erreicht, ist die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 am weitesten in Richtung "spät" verstellt und die Ventilüberlappung ist minimal.
Wenn der Steuerkolben 62 an Positionen zwischen der zurückgezogenen und der ausgefahrenen Position gelangt, ändert sich der Durchlaßbereich des Ölströmungskanales zu je der Hydraulikdruckkammer 49 oder 50 und die Geschwindigkeit der Ventilsteuerzeitänderungen ändert sich dementsprechend. Wenn sich der Steuerkolben 62 ungefähr in der Mitte zwischen der zurückgezogenen und ausgefahrenen Position befindet, sind die Ölkanäle 33 und 34 von der Ölpumpe 29 und der Ölwanne 28 getrennt. Folglich ist das Anlegen des Hydraulikdrucks an jede Hydraulikdruckkammer 49 oder 50 derartig eingeschränkt, daß der Betrieb des VVT 25 stoppt, wobei somit gestoppt wird, daß sich die Ventilsteuerzeiten ändern.
Da der VVT 25 auf die oben beschriebene Art und Weise geeignet gesteuert wird, kann die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 und somit die Ventilüberlappung von dem in Fig. 5(a) gezeigten Bereich in den in Fig. 5(b) gezeigten Bereich kontinuierlich (stufenweise) geändert werden.
Die Eigenschaften des LSV 55 sind in der graphischen Darstellung der Fig. 7 gezeigt. Die horizontale Skala in der graphischen Darstellung stellt die Position des Steuerkolbens 62 dar und die vertikale Skala stellt die Geschwindigkeit der Änderungen der Ventilsteuerzeiten (die Geschwindigkeit in Richtung "früh" und die Geschwindigkeit in Richtung "spät"), die durch den VVT 25 geschaffen wird, dar. Die Position des Steuerkolbens auf der horizontalen Skala ist proportional zu der Größe des Antriebtastverhältnisses DVT zum Steuern des LSV 55 und proportional zu dem Wert des Stroms, der zu dem Elektromagneten 63 geleitet wird. In dieser Ausführungsform werden die Ventilsteuerzeiten dadurch gesteuert, daß das LSV 55 auf der Grundlage des Wertes eines vorbestimmten Antriebstastverhältnisses DVT gesteuert wird. Um die Ventilsteuerzeiten auf den Zielwert einzustellen, wird in dieser Ausführungsform das Antriebstastverhältnis DVT als ein Parameter zum Steuern des LSV 55 verwendet. Es wird die Änderungsgeschwindigkeit und nicht der Änderungswinkel der Ventilsteuerzeiten bestimmt, wobei der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT verändert wird. Mit anderen Worten, wenn der Steuerkolben 62 dadurch bewegt wird, daß das LSV 55 auf der Grundlage des Antriebstastverhältnisses DVT gesteuert wird, wird die Integrationsgröße des Antriebstastverhältnisses DVT der Änderungswinkel der Ventilsteuerzeiten nach dem Verschieben des Steuerkolbens 62.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erfaßt ein an der Nockenwelle 10 vorgesehener Nockensensor 78 einen Istverschiebewinkel VT des Drehwinkels der Nockenwelle 10 und sendet ein dem erfaßten Wert entsprechendes Signal aus. Der Nockensensor 78 hat eine Vielzahl von Vorsprüngen, die auf der Nockenwelle 10 in gleichen Winkelabständen angeordnet sind, und eine Abnehmerspule, die so angeordnet ist, daß sie jedem Vorsprung zugewandt ist. Wenn sich die Nockenwelle 10 dreht und jeder Vorsprung die Abnehmerspule überquert, erzeugt die Spule eine elektromotorische Kraft. Der Nockensensor 78 sendet die elektromotorische Kraft als ein Impulssignal aus, daß den Istverschiebewinkel VT anzeigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, empfängt eine elektrische Steuereinheit (ECU) 80 Signale, die von den zuvor erwähnten einzelnen Sensoren 71 bis 78 ausgesendet worden sind. Auf der Grundlage dieser Signale steuert die ECU 80 den Antrieb der einzelnen Bauteile 16, 22 und 55 auf geeignete Art und Weise.
Wie in einem Blockdiagramm in Fig. 4 gezeigt ist, weist die ECU 80 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; central processing unit) 81, einen nur Lesespeicher (ROM; read only memory) 82, einen Arbeitsspeicher (RAM; random acces memory) 83 und einen Sicherungs-RAM 84 auf. Die Bauteile 81 bis 84 der ECU 80 sind über einen Bus 87 mit einem Eingabe- Interface-Schaltkreis 85, der einen A/D-Wandler hat, und mit einem Ausgabe-Interface-Schaltkreis 86 verbunden, wobei somit ein Rechen- und Leitwerk gebildet wird. In dieser Ausführungsform hat die CPU 81 auch die Funktion einer Zähleinrichtung. In dem ROM 82 sind vorbestimmte Steuerprogramme im voraus gespeichert. Der RAM 83 speichert vorübergehend die Ergebnisse der von der CPU 81 ausgeführten Betriebe. Der Sicherungs-RAM 84 hält die im voraus gespeicherten Daten. Die zuvor erwähnten, einzelnen Sensoren 71 bis 78 sind mit dem Eingabe-Interface-Schaltkreis 85 verbunden und die zuvor erwähnten Bauteile 16, 22 und 55 sind mit dem Ausgabe-Interface-Schaltkreis 86 verbunden. Die ECU 80 erhält von einer (nicht gezeigten) Batterie Strom.
Die CPU 81 liest die Signale von den Sensoren 71 bis 78, die über den Eingabe-Interface-Schaltkreis 85 aufgenommen worden sind, als Eingangswerte ein. Auf der Grundlage dieser Eingangswerte steuert die CPU 81 auf geeignete Art und Weise den Antrieb der einzelnen Bauteile 16, 22, 55, etc., um verschiedene Steuerungen durchzuführen, wie z. B. die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die Steuerung des Zündzeitpunktes und die Steuerung der Ventilsteuerzeiten.
Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bezieht sich auf die Steuerung von jeder Einspritzeinrichtung 16 auf der Grundlage eines Zielwertes, der gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 berechnet wird, um die jeder Verbrennungskammer 4 zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern. Die Steuerung des Zündzeitpunktes bezieht sich auf die Steuerung der Zündeinrichtung 22 auf der Grundlage eines Zielwertes, der gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 berechnet wird, um den Zündzeitpunkt von jeder Zündkerze 5 zu steuern.
Die Steuerung der Ventilsteuerzeiten bezieht sich auf die Steuerung der Betätigung des LSV 55 auf der Grundlage des Antriebstastverhältnisses DVT, das gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 berechnet wird, um den VVT 25 zu steuern, wobei dadurch die Steuerzeit des Einlaßventiles 8 und die Ventilüberlappung gesteuert werden. In dieser Ausführungsform weist die Steuerung der Ventilsteuerzeiten die Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten und die Lernsteuerung auf. Die Beibehaltungssteuerung dient dazu, die Ventilsteuerzeiten auf einer bestimmten Phase zu halten. Die Lernsteuerung dient dazu, einen Beibehaltungstastverhältnislernwert (sustaining-duty learning value) GDVTH zu lernen, um das Ergebnis der Beibehaltungssteuerung auszuwerten und zu korrigieren.
Der ROM 82 hält die im voraus gespeicherten Programme zum Ausführen dieser Steuerungen und auch den im voraus gespeicherten, zu dem Lernwert GDVTH gehörenden Anfangswert GDVTHI. Bei dem anfänglichen Lernen verwendet die ECU 80 (die CPU 81) den Anfangswert GDVTHI als Lernwert GDVTH. Dieser Anfangswert GDVTHI gestattet es, daß der VVT 25 derartig gesteuert wird, daß die Ventilüberlappung verhältnismäßig verringert Wird. Der Anfangswert GDVTHI gestattet es, daß der Lernwert GDVTH auf einen vorbestimmten Wert initialisiert wird, wenn in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist. Daher wird z. B. der Anfangswert GDVTHI dann als der Lernwert GDVTH verwendet, wenn der Motor 1 zum ersten Mal nach der Herstellung in Betrieb genommen wird, wenn der Motor 1 zum ersten Mal in Betrieb genommen wird, nachdem die Batterie ersetzt worden ist, oder wenn in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist.
Im folgenden wird die Steuerung von Ventilsteuerzeiten im Detail beschrieben. Fig. 9 stellt ein Flußdiagramm dar, das eine "Routine zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten" darstellt. Die ECU 80 führt diese Routine zu bestimmten Zeitpunkten regelmäßig durch.
Wenn das Verfahren in diese Steuerroutine eintritt, nimmt die ECU 80 als erstes auf der Grundlage der Signale von den einzelnen Sensoren 72, 73, 76 und 78 in Schritt 110 Eingangswerte auf, die die Drosselöffnung TA (einschließlich des vollständig geschlossenen Zustands des Drosselventils 17), den Ladedruck PM, die Motordrehzahl NE und den Istverschiebewinkel VT betreffen.
In Schritt 112 berechnet die ECU auf der Grundlage der Werte der gegenwärtig eingelesenen Parameter TA, PM und NE den Wert eines Zielverschiebewinkels VVT, um den VVT 25 zu steuern. Die ECU 80 berechnet den Wert des Zielverschiebewinkels VTT durch Bezugnahme auf Funktionsdaten, die in der graphischen Darstellung in Fig. 6 gezeigt sind. In den Funktionsdaten ist der Zielverschiebewinkel VTT durch Versuche aus dem Verhältnis zwischen der Last LD des Motors 1 die aus dem Ladedruck PM erzielt wird, und der Motordrehzahl NE optimal vorbestimmt. In diesen Funktionsdaten liegt der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in einem Bereich von "0º CA", das der am weitesten in Richtung "spät" verstellte Wert ist, bis "60º CA", das der am weitesten in Richtung "früh" verstellte Wert ist. Der Bereich von "0º CA" bis "60º CA" ist nur ein Beispiel.
In Schritt 113 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert des gegenwärtig berechneten Zielverschiebewinkels VTT "0º CA" ist oder ob die Ventilsteuerzeiten so gesteuert werden sollten, daß sie sich in dem am weitesten in Richtung "spät" verstellten Zustand (der maximalem Spätstellung) befinden. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT "0º CA" beträgt, führt die ECU 80 die Schritte 115 und 160 aus, um die Ventilsteuerzeiten so zu steuern, daß sie sich in der maximalen Spätstellung befinden.
Insbesondere legt die ECU 80 in Schritt 115 den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, der für die Taststeuerung des LSV 55 verwendet wird, auf "0%" fest und führt in Schritt 160 auf der Grundlage des Wertes des Antriebstastverhältnisses DVT die Taststeuerung des LSV 55 durch, um den Änderungswinkel der Nockenwelle 10 zu steuern. Um das LSV 55 zu steuern, wandelt die ECU das Antriebstastverhältnis DVT von "0%" in den Istwert für die Taststeuerung des LSV 55 um. Als Ergebnis steuert der VVT 25 die Ventilsteuerzeiten so, daß sie sich in der maximalen Spätstellung befinden, bei der keine Ventilüberlappung auftritt. Wenn in Schritt 113 der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nicht "0º CA" beträgt, fährt die ECU 80 mit Schritt 117 fort.
Im Schritt 117 stellt die ECU 80 fest, ob ein Lernmerker XGD "1" ist. Dieser Merker XGD zeigt an, ob die Lernsteuerung als erstes ausgeführt werden soll oder nicht, wenn der Motor 1 das erste Mal in Betrieb genommen wird oder wenn der Motor 1 zum ersten Mal in Betrieb genommen wird, nachdem die Batterie ausgewechselt worden ist. Die ECU 80 setzt diesen Merker XGD gemäß einer anderen (nicht gezeigten) Verarbeitungsroutine. Insbesondere setzt die ECU 80 den Merker XGD auf "1", wenn die Lernsteuerung das erste Mal ausgeführt werden soll. Sonst setzt sie den Merker XGD auf "Null".
Wenn in Schritt 117 bestimmt worden ist, daß als erstes die Lernsteuerung ausgeführt werden soll, setzt die ECU in Schritt 118 den in dem ROM 82 gespeicherten Anfangswert GDVTHI als Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTH, nach dem die ECU 80 mit Schritt 120 fortfährt. Mit anderen Worten, die ECU 80 initialisiert den Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTH auf den Anfangswert GDVTHI. Wenn in Schritt 117 festgestellt wird, daß der Merker XGD Null ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 120 fort.
In Schritt 120 stellt die ECU 80 fest, ob die Differenz (der Absolutwert) zwischen dem gegenwärtig berechneten Wert des Zielverschiebewinkels VTT und dem gegenwärtigen eingelesenen Istverschiebewinkel VT gleich oder geringer als ein vorbestimmter Referenzwert α ist. Der Referenzwert α kann auf "3º CA" eingestellt sein. Wenn in Schritt 120 die Differenz größer ist als der Referenzwert α, führt die ECU 80 die Prozesse von Schritt 130 bis Schritt 160 durch, um die Regelung mit Rückkopplung und die Lernsteuerung durchzuführen.
In Schritt 130 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert des Istverschiebewinkels VT zu einem bestimmten Wert konvergiert ist und diesen für einen vorherbestimmten Zeitraum beibehalten hat. Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT diesen Wert nicht für einen bestimmten Zeitraum beibehalten hat, was bedeutet, daß sich der Wert des Winkels VT ändert, führt die ECU 80 die Prozesse in Schritt 155 und 160 durch. Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT zu dem bestimmten Wert konvergiert ist und diesen für einen bestimmten Zeitraum beibehalten hat, fährt die ECU mit Schritt 135 fort.
In Schritt 135 stellt die ECU fest, ob der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT zu einem bestimmten Wert konvergiert ist und diesen für einen bestimmten Zeitraum beibehalten hat. Wenn das Antriebstastverhältnis DVT auf dem bestimmten Wert diesen bestimmten Wert nicht für einen bestimmten Zeitraum beibehalten hat, was bedeutet, daß sich das Verhältnis DVT ändert, führt die ECU die Prozesse in Schritt 155 und 160 durch. Wenn das Antriebstastverhältnis DVT für den bestimmte Zeitraum auf dem bestimmten Wert beibehalten worden ist, was bedeutet, daß das Verhältnis DVT zu dem bestimmten Wert konvergiert ist, fährt die ECU mit Schritt 140 fort.
Bei Schritt 155, wenn er auf Schritt 130 oder auf Schritt 135 folgt, berechnet die ECU 80 den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT aus der folgenden Gleichung.
DVT = (VTT - VT) * KP + GDVTH
worin KP eine Konstante ist, die gleich dem Proportionalverstärkungsfaktor der Proportionalregelung ist.
In dem nächsten Schritt 160, wie zuvor erwähnt worden ist, steuert die ECU 80 das LSV 55 auf der Grundlage des berechneten Wertes des Antriebstastverhältnisses DVT, wobei dadurch der VVT 25 dazu veranlaßt wird, die Ventilsteuerzeiten und die Ventilüberlappung zu steuern.
In Schritt 140, wenn er auf Schritt 135 folgt, stellt die ECU 80 fest, ob der VVT 25 ausfällt bzw. in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist. Die Störung des VVT 25 bedeutet hier, daß die Phase der Ventilsteuerzeiten auf einen vorgegebenen Zustand fest eingestellt ist. Die ECU 80 fällt in Schritt 140 die Entscheidung auf der Grundlage von zwei Störungsmerkern XVFA und XVFR. Der eine Störungsmerker XVFA zeigt an, ob die Störung mit dem in Richtung "früh" verstellten Zustand der Ventilsteuerzeiten aufgetreten ist oder nicht. Der andere Störungsmerker XVFR zeigt an, ob die Störung mit dem in Richtung "spät" verstellten Zustand der Ventilsteuerzeiten aufgetreten ist oder nicht. Wenn einer der Störungsmerker XVFA und XVFR "1" ist, bestimmt die ECU 80, daß in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist. Die ECU 80 setzt diese Störungsmerker XVFA und XVFR gemäß "einer Routine zur Erfassung einer Störung", die später erklärt wird.
Wenn in Schritt 140 der VVT 25 eine Störung hat, fährt die ECU mit Schritt 145 fort. In diesem Schritt 145 setzt die ECU 80 den in dem ROM 82 gespeicherten Anfangswert GDVTHI als neuen Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTH. Diese Routine initialisiert den Lernwert GDVTH auf einen vorbestimmten Wert, wenn in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist. Diese Routine gestattet es, daß der Lernwert GDVTH auf den vorbestimmten Wert initialisiert wird, wenn der VVT 25 aus dem Störungszustand wiederhergestellt worden ist. Der vorbestimmte Wert ist ein Wert, der den VVT 25 so steuert, daß die Ventilüberlappung verhältnismäßig verringert wird, wie schon oben beschrieben worden ist. Nach der Durchführung von Schritt 145 führt die ECU die Schritte 155 und 160 auf die gleiche Art und Weise durch, wie es oben beschrieben worden ist.
Solange in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist, wird daher der Anfangswert GDVTHI bei der Berechnung des Antriebstastverhältnisses DVT als der Lernwert GDVTH verwendet. Diese Steuerverzögerungen gestatten es, daß die Ventilüberlappung verhältnismäßig kleiner gemacht wird.
Wenn in Schritt 140 der VVT 25 keine Störung aufweist, sind der Wert des Istverschiebewinkels VT und der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT zu bestimmten Werten konvergiert, wobei zwischen dem Wert des Istverschiebewinkels VT und dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT eine Differenz vorhanden ist. Zu diesem Zeitpunkt führt die ECU die Prozesse in Schritt 150, 155 und 160 durch.
In Schritt 150 setzt die ECU 80 den im voraus berechneten Wert des Antriebstastverhältnisses DVT als den Lernwert GDVTH. Die ECU 80 aktualisiert den Lernwert GDVTH mit dem Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, um dadurch diesen Lernwert GDVTH zu lernen. Insbesondere wertet die ECU 80 das Ergebnis der Steuerung zur Beibehaltung einer Ventilsteuerzeit aus, wobei die Werte von beiden Parametern VTT und VT miteinander verglichen werden, und sie lernt den Lernwert GDVTH, um auf der Grundlage dieser Auswertung die Beibehaltungssteuerung zu korrigieren. Nach der Durchführung von Schritt 150 führt die ECU 80 die Prozesse in Schritt 155 und 160 auf die gleiche Art und Weise aus, wie es oben beschrieben worden ist.
Wenn der VVT 25 keine Störung aufweist, wird daher bei der Berechnung des Antriebstastverhältnisses DVT ein neuer Lernwert GDVTH verwendet. Die Phase der Ventilsteuerzeiten wird derartig gesteuert, daß der Wert des Istverschiebewinkels VT mit dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT übereinstimmt, wobei dadurch die Ventilüberlappung gesteuert wird.
Wenn in Schritt 120 die Differenz zwischen beiden Parametern VTT und VT gleich oder geringer ist als der Referenzwert α, stimmt der Wert des Istverschiebewinkels VT im wesentlichen mit dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT überein. Um die Phase der Ventilsteuerzeiten beizubehalten, führt die ECU 80 anschließend die Prozesse in Schritt 125 und 160 durch.
In Schritt 125 setzt die ECU 80 nun den bis jetzt gelernten Lernwert GDVTH als den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT. In Schritt 160 wird die Taststeuerung des LSV 55 auf der Grundlage des eingestellten Wertes des Antriebstastverhältnisses DVT auf die gleiche Art und Weise durchgeführt, wie es oben beschrieben worden ist. Mit anderen Worten, wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT fast mit dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT übereinstimmt, schaltet die ECU 80 den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, der zu dem LSV 55 gesendet werden soll, auf den Lernwert GDVTH, um die Drehphase der Nockenwelle 10 konstant zu halten. Der Lernwert GDVTH ist ein Instruktionswert, der zu dem LSV 55 gesendet werden sollte, um zu verhindern, daß der gegenwärtig angelegte Hydraulikdruck an beide Hydraulikdruckkammern 49 und 50 ändert. Wie zuvor erwähnt worden ist, lernt die ECU 80 den Lernwert GDVTH, um die Einflüsse der Abweichungen und der zeitabhängigen Änderungen des LSV 55 und des VVT 25 von der Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten zu beseitigen. Wenn die ECU 80 das LSV 55 auf der Grundlage dieses Lernwertes GDVTH steuert, wird der Verschiebewinkel der Nockenwelle 10, ohne daß er in Richtung "früh" oder in Richtung "spät" verstellt wird, auf dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT beibehalten, unmittelbar bevor der Beibehaltungsvorgang startet. Das heißt, die Phase der Ventilsteuerzeiten wird auf der Phase beibehalten, unmittelbar bevor der Beibehaltungsvorgang startet. Diese Steuerung ist die Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten. Nach der Durchführung von Schritt 160 startet die ECU 80 wieder die Prozeßfolge ab Schritt 110 von dem nächsten Steuerdurchlauf.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm, das "die Routine zur Erfassung einer Störung" darstellt, um eine Störung in dem VVT 25 zu erfassen. Die ECU 80 führt diese Routine bei vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen (wie z. B. alle 240º CA) gleichmäßig durch.
In Schritt 200 überprüft die ECU 80 die Bedingung zum Löschen des Wertes einer ersten Zähleinrichtung CER. Wenn die Differenz zwischen dem Wert des Istverschiebewinkels VT und dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT klein ist oder wenn der Motor 1 mit einer hohen Drehzahl oder einer niedrigen Drehzahl läuft, löscht die ECU 80 den Wert dieser Zähleinrichtung CER und startet das Erhöhen des Zählwertes alle 32 ms neu.
In Schritt 210 überprüft die ECU 80 die Bedingung zum Löschen des Wertes einer zweiten Zähleinrichtung CST. Wenn sich der Wert des Istverschiebewinkels VT stark ändert, löscht die ECU 80 den Wert dieser Zähleinrichtung CST und startet das Erhöhen des Zählwertes alle 32 ms neu. Zu dem gleichen Zeitpunkt setzt die ECU 80 die zwei Störungsmerker XVFA und XVFR auf "Null" zurück.
In Schritt 220 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert der ersten Zähleinrichtung CER gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert T1 ist und ob der Wert der zweiten Zähleinrichtung CST gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert T2 ist. Für beide Referenzwerte T1 und T2 können z. B. "5s" verwendet werden. In diesem Schritt stellt die ECU 80 insbesondere fest, ob die Zeit des Referenzwertes T1 vergangen ist, nachdem die Differenz zwischen dem Istverschiebewinkel VT und dem Zielverschiebewinkel VTT größer geworden ist, und ob die Zeit des Referenzwertes T2 vergangen ist, nachdem sich der Istverschiebewinkel VT nicht mehr geändert hat.
Wenn die Werte der einzelnen Zähleinrichtungen CER und CST in Schritt 220 jeweils geringer sind als die Referenzwerte T1 und T2, zieht die ECU 80 in Erwägung, daß eine Störung des VVT 25 nicht erfaßt worden ist, und beendet vorübergehend den anschließenden Vorgang. Wenn die Werte der einzelnen Zähleinrichtungen CER und CST gleich oder größer als die Referenzwerte T1 und T2 sind, zieht die ECU 80 in Erwägung, daß die Störung des VVT 25 erfaßt worden ist, und sie fährt mit Schritt 230 fort.
In Schritt 230 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert des Istverschiebewinkels VT gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert β ist, der auf "30º CA" eingestellt sein kann. Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT gleich oder größer als der vorbestimmte Referenzwert β ist, was bedeutet, daß in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist, wobei die Phase der Ventilsteuerzeiten um einige Grad in Richtung "früh" verstellt worden ist, setzt die ECU 80 in Schritt 240 den Störungsmerker XVFA auf "1" und beendet anschließend vorübergehend den weiteren Ablauf. Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT geringer ist als der vorbestimmte Referenzwert β, fährt die ECU 80 mit Schritt 250 fort.
In Schritt 250 stellt die ECU 80 fest, ob der Zustand der Ventilsteuerzeiten in der Regelung mit Rückkopplung für einen vorbestimmten Referenzzeitwert T3 fortgesetzt worden ist, der auf "5s" eingestellt sein kann. Wenn der Zustand während des Referenzzeitwertes T3 nicht fortgesetzt wird, beendet die ECU 80 den anschließenden Ablauf vorübergehend. Wenn der Zustand während des Referenzzeitwerts T3 fortgesetzt worden ist, was bedeutet, daß in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist, wobei die Phase der Ventilsteuerzeiten um einige Grad in Richtung "spät" verstellt worden ist, setzt die ECU 80 in Schritt 260 den Störungsmerker XVFR auf "1" und beendet den anschließenden Ablauf vorübergehend.
Auf diese Art und Weise wird die Störung des VVT 25 erfaßt und die Störungsmerkmerker XVFA und XVFR werden auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses gesetzt. Wie zuvor erwähnt worden ist, verwendet die ECU 80 die Störungsmerker XVFA und XVFR, um bei "der Routine zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten" die Störung des VVT 25 zu bestimmen.
Es werden nun die Betriebsweise und die Vorteile der Ventilsteuervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben.
Wenn der Motor 1 läuft, arbeiten das Einlaßventil 8 und das Auslaßventil 9 synchron zur Drehung der Kurbelwelle 1a. Die Betätigungen dieser Ventile 8 und 9 gestattet es, daß der jeweilige Einlaßanschluß 6a und der Auslaßanschluß 7a wahlweise geöffnet oder geschlossen werden, wobei somit das Luftansaugen in die Verbrennungskammern 4 und das Luftausstoßen aus diesen geregelt wird. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die ECU 80 den Wert des optimalen, die Steuerung der Ventilsteuerzeiten betreffenden Zielverschiebewinkels VTT, wobei auf die in Fig. 6 gezeigten Funktionsdaten Bezug genommen wird. Auf der Grundlage des berechneten Wertes des Zielverschiebewinkel VTT berechnet die ECU 80 den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT. Auf der Grundlage des Wertes des Antriebstastverhältnisses DVT steuert die ECU 80 das LSV 55, um den VTT 25 zu steuern. Als Ergebnis wird die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils 8 geändert, so daß die Ventilüberlappung erzielt wird, die dem Betriebszustand des Motors 1 entspricht.
Wenn die Motordrehzahl NE und die Last LD relativ hoch sind, wird der VVT 25 so gesteuert, daß die Ventilüberlappung zunimmt. Diese Steuerung gestattet es, daß die Träg heit der durch den Lufteinlaßkanal 6 strömenden Luft verwendet wird, um die Effizienz der Luftzufuhr in die Verbrennungskammern 4 zu erhöhen und um die Ausgangskraft des Motors 1 zu verbessern. Wenn die Motordrehzahl NE und die Last LD niedrig sind, wird der VVT 25 so gesteuert, daß die Ventilüberlappung abnimmt. Dies verringert das Verhältnis der inneren EGR in die Verbrennungskammern 4, so daß verhindert wird, daß das entzündbare Luft-Kraftstoff-Gemisch ungeeignet verbrennt. Sogar wenn die Motordrehzahl NE und die Last LD andere Verhältnisse haben, strebt diese Steuerung nach der optimalen Ventilüberlappung, um die Ausgangskraft des Motors 1 zu verbessern und um eine ungeeignete Verbrennung zu verhindern.
Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT nahe an dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT liegt, steuert die ECU 80 den VVT 25, wobei das LSV 55 so gesteuert wird, daß die Phase der Ventilsteuerzeiten beibehalten wird. D. h., die ECU 80 führt die Steuerung zur Beibehaltung von Ventilsteuerzeiten durch. Wenn die Phase der Ventilsteuerzeiten auf einem bestimmten Zustand beibehalten wird, vergleicht die ECU 80 die Werte der beiden Parameter VTT und VT miteinander, um das Ergebnis der Beibehaltungssteuerung auszuwerten, und sie lernt den Lernwert GDVTH, um diese Beibehaltungssteuerung auf der Grundlage der Auswertung zu korrigieren. In Bezug auf die Fig. 7 und 8 wird nun das Verhältnis zwischen den verschiedenen Parametern VTT, VT, DVT, GDVTH, etc. beschrieben. Fig. 7 stellt eine graphische Darstellung dar, die die Eigenschaften des LSV 55 zeigt. Fig. 8 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das die Verhaltensweisen der verschiedenen Parameter VT, DVT, GDVTH, etc. zeigt, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT konstant eingestellt ist. In diesem Beispiel wird angenommen, daß der Istlernwert GDVTH ein "fehlerhafter Wert" ist, der kleiner ist als der "wahre Wert", wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In Bezug auf Fig. 8 werden die Verhaltensweisen der ver schiedenen Parameter VT, DVT, GDVTH, etc. beschrieben, während der Lernwert GDVTH von dem fehlerhaften Wert auf den wahren Wert aktualisiert wird.
Zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 wird der Istverschiebewinkel VT in Bezug auf den Zielverschiebewinkel VTT in Richtung "spät' verstellt. Die Regelung mit Rückkopplung gestattet es daher, daß der Wert des Istverschiebewinkels VT in Richtung "früh" geändert wird, so daß er allmählich zu dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT konvergiert. D. h., der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, der die Summe aus dem Proportionalitätsterm, welcher durch die Differenz (VTT-VT) bestimmt wird, und dem Lernwert GDVTH ist, verringert sich allmählich, während dieser Wert größer ist als der Lernwert GDVTH, und der Wert des Zielverschiebewinkels VTT ändert sich auch allmählich in Richtung "früh". Dieser Proportionalitätsterm verringert sich, da sich die Differenz (VTT-VT) verringert.
Zum Zeitpunkt T2 wird der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT gleich dem wahren Wert des Lernwertes GDVTH. Bis zum anschließenden Zeitpunkt t3 ist der Istverschiebewinkel VT konstant, wobei die Differenz (VTT-VT) konstant bleibt, d. h., ohne daß er zu dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT konvergiert. Während dieses Zeitraums ist auch das Antriebstastverhältnis DVT konstant.
Zum Zeitpunkt t3 ist eine bestimmte Zeit vergangen, nachdem die Werte der beiden Parameter VT und DVT konstant geworden sind. Zu diesem Zeitpunkt kann in Erwägung gezogen werden, daß der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT der wahre Wert des Lernwertes GDVTH ist, so daß dieser Wert als der Lernwert GDVTH aktualisiert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT um den Proportionalterm größer als der Lernwert GDVTH. Während sich anschließend der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT auf den Lernwert GDVTH allmählich verringert, konvergiert schließlich der Wert des Istverschiebewinkels DVT zu dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT. Demgemäß wird der Wert des Istverschiebewinkels VT oder die Phase der Ventilsteuerzeiten durch die Beibehaltungssteuerung auf dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT gehalten.
Die den Lernwert GDVTH beinhaltende Lernsteuerung wird auf die oben beschriebene Art und Weise ausgeführt und die Beibehaltungssteuerung wird auf der Grundlage des Lernergebnisses korrigiert.
Am Startzeitpunkt des Lernes verwendet die ECU 80 den Anfangswert GDVTHI als den Lernwert GDVTH. Dieser Anfangswert GDVTHI ist so festgelegt worden, das der VVT 25 die Ventilüberlappung verhältnismäßig verringert.
Wenn die Lernsteuerung das erste Mal startet, wenn der Motor 1 zum ersten Mal in Betrieb genommen wird oder wenn der Motor 1 zum ersten Mal in Betrieb genommen wird, nachdem die Batterie ausgewechselt worden ist, wird die Beibehaltungssteuerung durch den Anfangswert GDVTHI korrigiert. Solange, bis das einmal gestartete, anfängliche Lernen vorübergehend beendet ist, nimmt die Ventilüberlappung durch die Beibehaltungssteuerung sogar durch die mechanischen Abweichungen des VVT 25 und des LSV 55, etc. nicht übermäßig zu und die in den Verbrennungskammern 4 verbleibende Abgasmenge steigt nicht an. Somit kann eine Fehlzündung oder ein Motorabsterben aufgrund eines Anstiegs der inneren EGR verhindert werden. Durch Verwendung der Lernsteuerung bei der Beibehaltungssteuerung werden daher der Einfluß der Abweichungen des VVT 25 und des LSV 55, etc., auf die Beibehaltungssteuerung beseitigt. Zudem kann die optimale Lernsteuerung in der Beibehaltungssteuerung solange durchgeführt werden, bis ein neuer gestarteter Lernvorgang vorübergehend beendet ist.
Wenn die ECU 80 feststellt, daß der VVT 25 aus dem Störungszustand wiederhergestellt worden ist, initialisiert die ECU 80 den Lernwert GDVTH unter der Lernsteuerung auf einen vorbestimmten Wert. D. h., während in dem VVT 25 eine Störung vorhanden ist, verwendet die ECU 80 bei der Berechnung des Antriebstastverhältnisses DVT weiterhin den Anfangswert GDVTHI. Wenn der VVT 25 aus dem Störungszustand wiederhergestellt worden ist, aktualisiert die ECU 80 den Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, der unmittelbar vor der Wiederherstellung berechnet worden ist, als den Lernwert GDVTH, wobei der Anfangswert GDVTHI als ein Parameter verwendet wird. Als Ergebnis ist der Lernwert GDVTH auf den vorbestimmten Wert initialisiert.
Der Lernwert GDVTH wird nicht fehlerfrei erlernt, während sich der VVT 25 in einem Störungszustand befindet. Die Beibehaltungssteuerung verursacht nicht, daß die Phase der Ventilsteuerzeiten während des Zeitraums, d. h., unmittelbar nach der Wiederherstellung aus dem Störungszustand bis zur vorübergehenden Beendigung des Lernens des Lernwertes GDVTH, ungeeignet festgelegt wird. Folglich wird die Ventilüberlappung nicht übermäßig groß, wobei somit eine Fehlzündung oder ein Motorabsterben aufgrund der inneren EGR verhindert werden kann. Während des Zeitraums, d. h., von dem Punkt an, wenn das neue Lernen nach der Wiederherstellung aus dem Störungzustand beginnt bis zu dem Punkt, wenn das Lernen vorübergehend beendet ist, kann verhindert werden, daß sich die Ventilsteuervorrichtung aufgrund eines fehlerhaften Lernwertes GDVTH verschlechtert, und die optimale Lernsteuerung kann ausgeführt werden, um die Ventilsteuerzeiten zu steuern. Weil bei der Berechnung des Antriebstastverhältnisses GDVTH der Anfangswert GDVTHI verwendet wird, während sich der VVT 25 in einem Störungszustand befindet, ist der Lernwert GDVTH für die Steuerung der Ventilsteuerzeiten während des Störungszeitraums gleichmäßig.
Um ein fehlerhaftes Lernen des Lernwertes GDVTH zu verhindern, wenn der Störungszustand des VVT 25 erfaßt ist, kann das Lernen unterbunden werden. Um jedoch den Störungszustand des VVT 25 zu erfassen, ist es notwendig, festzustellen, ob die Phase der Ventilsteuerzeiten über einen bestimmten Zeitraum konstant ist. Zudem ist es im allgemeinen wünschenswert, daß die Referenzzeit, die notwendig ist, um die Erfassung des Störungszustandes des VVT 25 zu bestimmen, größer sein soll als die Referenzzeit, die notwendig ist, um die Erneuerung des Lernwertes des GDVTH festzulegen. Wenn das Lernen des Lernwertes GDVTH nach der Erfassung der Störung des VVT 25 unterbunden ist, ist es daher nicht möglich, ein fehlerhaftes Lernen des Lernwertes GDVTH während des Zeitraums vom Auftreten der Störung bis zu Erfassen der Störung erfaßt zu verhindern. In dieser Hinsicht ist die Initialisierung des Lernwertes GDVTH, wie in dieser Ausführungsform, von Vorteil.
Bei dieser Ausführungsform führt die ECU 80 die Beibehaltungssteuerung so durch, wie sie benötigt wird, damit der Winkel der Nockenwelle 10, der durch den VVT 25 geändert wurde, zuverlässig auf dem Wert des Zielverschiebewinkel VTT beibehalten werden kann, unmittelbar bevor die Beibehaltungssteuerung startet. Zudem lernt die ECU 80 den Lernwert GDVTH, der bei der Beibehaltungssteuerung verwendet wird. Daher kann der Einfluß der Abweichungen oder der zeitabhängigen Änderungen des VVT 25 und des LSV 55 von dem Lernwert GDVTH beseitigt werden, wobei somit stets die optimale Beibehaltungssteuerung gesichert ist.
Bei dieser Ausführungsform verwendet die ECU 80 den Lernwert GDVTH als einen Parameter zur Berechnung des Antriebstastverhältnisses DVT bei der Regelung mit Rückkopplung (anders als die Beibehaltungssteuerung). Sogar bei der Regelung mit Rückkopplung kann daher der Einfluß der Abweichungen oder der zeitabhängigen Änderungen des VVT 25 und des LSV 55 aus dem Antriebstastverhältnis DVT beseitigt werden, so daß stets die optimale Regelung mit Rückkopplung erzielt wird.
In Bezug auf die Fig. 11 und 12 wird nun eine spezielle Ventilsteuervorrichtung für einen Motor gemäß einer erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform beschrieben. Um eine überflüssige Beschreibung zu vermeiden, sind entsprechenden Bauteilen dieser Ausführungsform ähnliche oder gleiche Bezugszeichen gegeben worden. Im folgenden werden daher hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erörtert.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Inhalt der Lernsteuerung des Lernwertes GDVTH. Die Fig. 11 und 12 stellen Flußdiagramme dar, die die Inhalte der "Routine zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten" dieser Ausführungsform darstellen. Die Inhalte dieser Schritte 110, 112, 113, 115, 117, 118, 120, 125, 155 und 160 in der Routine in Fig. 11 sind identisch mit den entsprechenden Schritten in der Routine in Fig. 9. Bei der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich der Inhalt des Prozesses zum Lernen des Lernwertes GDVTH in Schritt 300 in Fig. 11 von den Inhalten der Schritte 130, 135, 140, 145 und 150 in Fig. 9.
Fig. 12 stellt die Details von Schritt 300 dar. In Schritt 310 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert des Istverschiebewinkels VT zu einem bestimmten Wert konvergiert ist und für einen bestimmten Zeitraum unverändert beibehalten worden ist. Wenn während des vorbestimmten Zeitraumes die Iständerungsöffnung VT nicht auf dem bestimmten Wert geblieben ist, was bedeutet, daß sich der Wert der Öffnung VT geändert hat, führt die ECU 80 die Prozesse in den Schritten 155 und 160 aus. Wenn während des vorbestimmten Zeitraumes der Istverschiebewinkel VT unverändert auf dem bestimmten Wert geblieben ist, was bedeutet, daß der Wert des Winkels VT zu dem bestimmten Wert konvergiert ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 320 fort.
In Schritt 320 stellt die ECU 80 fest, ob der Wert des Antriebstastverhältnisses DVT zu einem bestimmten Wert konvergiert ist und für einen vorbestimmten Zeitraum unverändert beibehalten worden ist. Wenn der bestimmte Wert des Antriebstastverhältnisses DVT während des vorherbestimmten Zeitraumes nicht unverändert geblieben war, was bedeutet, daß sich das Verhältnis DVT ändert, führt die ECU 80 die Prozesse in den Schritten 155 und 160 aus. Wenn der bestimmte Wert des Antriebstastverhältnisses DVT für den vorbestimmten Zeitraum unverändert geblieben ist, was bedeutet, daß das Verhältnis DVT zu einem bestimmten Wert konvergiert ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 330 fort.
In dem den Schritt 320 folgenden Schritt 330 stellt die ECU 80 fest, ob der gegenwärtig berechnete Wert des Zielverschiebewinkels VTT gleich oder größer als "55º CA" ist. Dieser Wert "55º CA" ist beispielhaft. Wie zuvor erwähnt worden ist, ist der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in dem Bereich von "0 bis 60º CA" in den in Fig. 6 gezeigten Funktionsdaten festgelegt. In diesem Beispiel stellt die ECU 80 daher fest, ob der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in dem Bereich von "60º CA", was gleich der oberen Grenze (d. h. der am weitesten in Richtung "früh" verstellten Ventilsteuerzeit) ist, bis "55º CA" liegt. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT gleich oder größer als "55º CA" ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 370 fort. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT geringer als "55º CA" ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 340 fort.
In Schritt 340 stellt die ECU 80 fest, ob der gegenwärtig berechnete Wert des Zielverschiebewinkels VTT geringer als "5º CA" ist. Dieser Wert "5º CA" ist beispielhaft. In diesem Beispiel stellt daher die ECU 80 fest, ob der Wert des Zielverschiebewinkels in dem Bereich von "0º CA", der gleich der unteren Grenze (d. h. der am weitesten in Richtung "spät" verstellten Ventilsteuerzeit) ist, bis "5º CA" liegt. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT geringer als "5º CA" ist, fährt die ECU 80 direkt mit Schritt 155 fort. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT gleich oder größer als "5º CA" ist, fährt die ECU 80 mit Schritt 350 fort.
In Schritt 350 setzt die ECU 80 den vorher berechneten Wert des Antriebstastverhältnisses DVT als den Lernwert GDVTH. Die ECU 80 aktualisiert den Lernwert GDVTH mit dem Wert des Antriebstastverhältnisses DVT, um dadurch diesen Lernwert GDVTH zu lernen. Nach der Durchführung von Schritt 350, führt die ECU 80 die Prozesse in den Schritten 155 und 160 auf die gleiche Art und Weise aus, wie sie zuvor beschrieben worden sind.
In Schritt 360 speichert die ECU 80 vorübergehend den im voraus berechneten Wert des Antriebstastverhältnisses DVT in dem RAM als einen Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTHM, wobei nach diesem Schritt die ECU 80 mit Schritt 155 fortfährt.
Wenn der Wert des Zielverschiebewinkel VTT in Schritt 340 geringer als "5º CA" ist, fährt die ECU 80 direkt mit Schritt 155 fort, ohne den Beibehalstungstastverhältnislernwert GDVTH in Schritt 350 zu lernen und zu aktualisieren, d. h., nachdem der Lernvorgang unterbunden worden ist.
Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in Schritt 330 gleich oder größer als "55º CA" ist, lernt und aktualisiert die ECU 80 in Schritt 370 den Lernwert GDVTH und fährt anschließend mit Schritt 155 fort. Wenn der vorher berechnete Wert des Antriebstastverhältnisses DVT gleich oder kleiner als "GDVTHM + γ" ist, der der zuletzt gespei cherte Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTHM plus ein vorher bestimmter Kompensationswert γ ist, setzt die ECU 80 den Wert von "GDVTHM + y" als den Lernwert GDVTH. Es ist anzumerken, daß der Kompensationswert γ ein Wert zum Einschränken der zulässigen Grenzen (des oberen Grenzwertes) des Lernwertes GDVTH ist. Das heißt, das Lernen des Lernwertes GDVTH wird durch den Wert eingeschränkt, der durch Addition des Kompensationswertes γ zu dem gespeicherten Lernwert GDVTHM erzielt wird, welcher erlernt worden ist, wenn sich der Wert des Zielverschiebewinkels VTT außerhalb des Bereichs von "55 bis 60º CA" befunden hat. Das oben Beschriebene sind die detaillierten Inhalte von Schritt 300.
In dieser Ausführungsform wird angenommen, daß, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in dem Bereich von "0º bis 5º CA" liegt, der nahe an dem am weitesten in Richtung "spät" verstellten Winkel liegt, sich der VVT 25 nicht aufgrund einer mechanischen Einschränkung verschiebt, und die ECU 80 unterbindet somit das Lernen des Beibehaltungstastverhältnislernwertes GDVTH, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in diesem Bereich liegt. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkel VTT nahe an "0º CA" liegt, was die Grenze in die am weitesten in Richtung "spät" verstellte Richtung ist, wird daher das Lernen des Lernwertes GDVTH nicht durchgeführt.
Allgemein gesagt heißt das, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an "0º CA" liegt, befindet sich das Hohlrad 48 im VVT 25, das gemäß diesem Wert gesteuert wird, an einer Endposition seines Bewegungsbereiches, so daß der VVT 25 aufgrund einer mechanischen Einschränkung vorübergehend außer Betrieb gebracht wird. Diese Einschränkung ändert sich in Abhängigkeit von einer Herstellungsänderung des VVT 25 bei Verwendung geringfügig. Es wird angenommen, daß die Endposition des Bewegungsbereiches von dem Hohlrad 48 "2º CA" entspricht, was geringfügig von "0º CA" abweicht, welcher der Zielverschiebewinkel VTT ist, dem die Endposition entsprechen sollte.
Wenn der Wert des Istverschiebewinkels VT (2º CA) nicht mit dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT (0º CA) übereinstimmt, bevor und nachdem der VVT 25 aufgrund einer mechanischen Einschränkung vorübergehend angehalten worden ist, kann auf der Grundlage dieses Istverschiebewinkels VT (2º CA) ein fehlerhafter Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTH gelernt werden. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch das Lernen des Lernwertes GDVTH unterbunden, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an dem in Richtung "spät" am weitesten verstellten Winkel liegt. Wenn der VVT 25 vorübergehend unbeweglich wird, wird kein fehlerhafter Lernwert GDVTH gelernt und die Phase der Ventilsteuerzeiten wird durch die Beibehaltungssteuerung nicht auf die ungeeignete Phase eingestellt. Daher kann die optimale Lernsteuerung für die Beibehaltungssteuerung durchgeführt werden, wobei die Möglichkeit berücksichtigt wird, daß der VVT 25 aufgrund einer mechanischen Einschränkung unbeweglich ist. Mit anderen Worten heißt das, die Ventilüberlappung, die minimal sein sollte, wird nicht unnötig groß und die innere EGR des Motors 1 steigt nicht unnötig an. Somit kann verhindert werden, daß durch eine Änderung der inneren EGR im Motor 1 eine Fehlzündung oder ein Motorabsterben auftritt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird dann, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT in dem Bereich von "55º bis 60º CA" liegt, was nahe an dem am weitesten in Richtung "früh" verstellten Winkel liegt, das Lernen des Beibehaltungstastverhältnislernwertes GDVTH auf der Grundlage des Beibehaltungstastverhältnislernwertes GDVTH (GDVTHM) eingeschränkt, der erlernt wurde, wenn der Wert des Zielverschiebewinkel VTT außerhalb des Bereichs "55º bis 60º CA" lag. Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an einer zulässigen Grenze von "60º CA" liegt, was der am weitesten in Richtung "früh" verstellte Winkel ist, wird das Lernen des Lernwertes GDVTH durchgeführt, während dieses Lernen auf der Grundlage des effektiven Lernwertes GDVTH eingeschränkt ist, der dann erlernt wurde, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT außerhalb des Bereichs "55º bis 60º CA" lag.
Wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an einer zulässigen Grenze von "60º CA" liegt, befindet sich das Hohlrad 48 im VVT 25, das gemäß diesem Wert gesteuert wird, an einer Endposition seines verschiebbaren Bereiches, so daß der VVT 25 aufgrund einer mechanischen Einschränkung vorübergehend nicht verschiebbar wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Lernen des Lernwertes GDVTH in einem solchen Maß gestattet, daß das fehlerhafte Lernen unter der Bedingung, daß der VVT 25 vorübergehend außer Betrieb ist oder daß der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an "60º CA" in die Richtung des am weitesten in Richtung "früh" verstellten Winkels liegt, nicht unnötigerweise weitergeführt wird. Es ist daher möglich, daß der Wert des Istverschiebewinkels VT zu dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT sogar unter der obigen Bedingung konvergiert, so daß die Beibehaltungssteuerung die Phase der Ventilsteuerzeiten nicht ungeeignet festlegt. Daher kann die optimale Lernsteuerung für die Beibehaltungssteuerung unter Berücksichtigung der Möglichkeit durchgeführt werden, daß der VVT 25 aufgrund einer mechanischen Einschränkung nicht verschiebbar ist. Das heißt, daß die Ventilüberlappung, die maximal sein sollte, nicht unnötig klein wird und die innere EGR des Motors 1 nicht unnötig abfällt. Es ist somit möglich, die innere EGR bestmöglich zu verwenden, die durch die Ventilüberlappungssteuerung erlangt wird, so daß dadurch Motoremissionen oder die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs verhindert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird dann, wenn die Ventilsteuerzeiten so gesteuert werden, daß sie sich in dem am weitesten in Richtung "früh" verstellten Winkel befinden, um die maximale Ventilüberlappung zu erzielen, wird auf die Emissionen des Motors 1 oder die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs geachtet. Die ECU 80 gestattet das Lernen des Wertes GDVTH unter einer vorherbestimmten Bedingung, so daß der Wert des Istverschiebewinkels VT zu dem Wert des Zielverschiebewinkels VTT bis zu einer bestimmten Genauigkeit konvergieren kann. Wenn es nicht so wichtig ist, daß die Werte der beiden Parameter VT und VTT konvergieren oder wenn die Ventilsteuerzeiten so gesteuert werden, daß sie die am weitesten in Richtung "spät" verstellten Ventilsteuerzeiten sind, um die minimale Ventilüberlappung zu schaffen, wird jedoch darauf geachtet, daß eine Fehlzündung oder ein Motorabsterben verhindert werden. In diesem Fall unterbindet die ECU 80 das Lernen des Wertes GDVTH, um dem Verhindern des fehlerhaften Lernens des Lernwertes GDVTH oberste Priorität geben.
Hinsichtlich des Inhaltes der Ventilsteuerung in dieser Ausführungsform sind die Wirkung und die Vorteile von dem gleichen Aufbau wie dem der ersten Ausführungsform oder der entsprechenden Anordnung in den Routinen in Fig. 9 und 11 mit denen der ersten Ausführungsform identisch.
Obwohl nur diese zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bisher beschrieben worden sind, sollte es für einen Fachmann ersichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Ausführungsformen ausgestaltet sein kann, ohne daß die Wesensart oder den Schutzumfang der Erfindung verlassen wird. Insbesondere sollte es ersichtlich sein, daß die Erfindung so wie die folgenden Ausführungsformen ausgestaltet sein kann, in welchen die gleiche Wirkung und die gleichen Vorteile erzielt werden, wie sie durch die obigen zwei Ausführungsformen geschaffen worden sind.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Ventilüberlappung dadurch geändert, daß nur die Ventilsteuerzeit des Einlaßventiles 8 durch den VVT 25 geändert wird, der an der Nockenwelle 10 auf der Lufteinlaßseite vorgesehen ist. Der VVT kann an der Nockenwelle 11 auf der Auslaßseite vorgesehen sein, so daß die Ventilüberlappung dadurch geändert wird, daß nur die Ventilsteuerzeit des Auslaßventils 9 durch diesen VVT geändert wird. Als Alternative können die VVT's sowohl der Lufteinlaßseite als auch auf der Luftauslaßseite an den Nockenwellen 10 und 11 vorgesehen sein, so daß die Ventilüberlappung dadurch geändert wird, daß die Ventilsteuerzeiten des Einlaßventils 8 und des Auslaßventils 9 durch diese VVT's geändert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird dann, wenn der VVT 25 aus einem Störungszustand wiederhergestellt worden ist, der Lernwert GDVTH mit dem Wert des Antriebstastverhältnisses DVT initialisiert, der auf der Grundlage des Anfangswertes GDVTHI unmittelbar vor der Wiederherstellung berechnet worden ist. Der Beibehaltungstastverhältnislernwert GDVTH kann mit dem Anfangswert GDVTHI nur dann initialisiert werden, wenn der VVT 25 von einem Störungszustand wiederhergestellt ist. Als Alternative kann der Lernwert GDVTH mit dem Lernwert GDVTH initialisiert werden, der erlernt worden ist, um den VVT 25 unmittelbar vor der Erfassung einer Störung sicher zu betätigen, wenn der VVT 25 aus dem Störungszustand wiederhergestellt worden ist.
Die Schritte 140 und 145 in dem in Fig. 9 dargestellten Flußdiagramm der ersten Ausführungsform können weggelassen werden. Als Alternative können die Schritte 117 und 118 in demselben Flußdiagramm ausgelassen werden. Die Ventilsteuervorrichtung kann im Gegensatz zu der oben beschriebenen Vorrichtung, die die Ventilüberlappung durch Steuern der Ventilsteuerzeiten steuert, so ausgestaltet sein, daß sie die Ventilsteuerzeiten ungeachtet der Ventilüberlappung einfach steuert.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird dann, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an dem Wert der am weitesten in Richtung "früh" verstellten Ventilsteuerzeiten oder einer zulässigen Grenze liegt, das Lernen des Wertes GDVTH gestattet, während der Lernvorgang unter einer vorherbestimmten Bedingung eingeschränkt wird. Zudem, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an dem Wert des am weitesten in Richtung "spät" verstellten Winkels oder der anderen zulässigen Grenze liegt, wird das Lernen des Wertes GDVTH unterbunden. Die Vorrichtung kann so modifiziert sein, daß, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an dem Wert der am weitesten in Richtung "spät" verstellten Ventilsteuerzeit liegt, das Lernen des Wertes GDVTH jedoch gestattet wird, während der Lernvorgang unter einer bestimmten Bedingung eingeschränkt wird. Als Alternative kann das Lernen des Wertes GDVTH dann unterbunden sein, wenn der Wert des Zielverschiebewinkels VTT nahe an dem Wert des am weitesten in Richtung "früh" verstellten Winkels liegt.

Claims

1. Ventilsteuervorrichtung für einen Motor, der einen Lufteinlaßkanal (6) zum Zuführen von Luft in eine Verbrennungskammer (4) und einen Luftauslaßkanal (7) zum Ausstoßen von Gas von der Verbrennungskammer (4) aufweist, wobei der Einlaßkanal (6) und der Auslaßkanal (7) jeweils ein Einlaßventil (8) und ein Auslaßventil (9) aufweisen, wobei die Ventile (8, 9) mit Ventilsteuerzeiten gemäß einer Drehung einer Nockenwelle (10), die sich synchron zu einer Kurbelwelle (1a) dreht, abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, worin die Ventile (8, 9) während eines Zeitraums einer Ventilüberlappung gleichzeitig geöffnet sind, worin die Drehphase der Nockenwelle (10) in bezug auf die Drehphase der Kurbelwelle (1a) durch eine Einstelleinrichtung (25) wahlweise in Richtung "früh" oder in Richtung "spät" verstellt wird, um die Ventilsteuerzeit von wenigstens einem der Ventile (8, 9) einzustellen, worin die Einstelleinrichtung (25) durch einen von einer Hydraulikpumpe (29) angelegten Hydraulikdruck angetrieben wird und durch ein Hydraulikventil (55) eingestellt wird, das durch eine Steuereinrichtung (80) gesteuert wird, um die Istventilsteuerzeit zu einem Zielwert konvergieren zu lassen, der auf der Grundlage eines gegenwärtigen Betriebszustandes des Motors (1) durch die Steuereinrichtung berechnet worden ist, so daß die Dauer der Ventilüberlappung in einem Bereich zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert geändert wird, worin die Steuereinrichtung (80) eine Einrichtung zum Beibehalten einer Ventilsteuerzeit aufweist, um die Ventilsteuerzeit beizubehalten, wenn sie mit dem Zielwert im wesentlichen übereinstimmt, worin sie eine Bestimmungseinrichtung aufweist, um eine Verschiebung zwischen der Istventilsteuerzeit und dem Zielwert zu bestimmen, wenn die Ventilsteuerzeit durch die Einrichtung zum Beibehalten einer Ventilsteuerzeit für einen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten wird, und worin sie eine Berechnungseinrichtung aufweist, um einen Wert der Verschiebung zu berechnen, damit die Ventilsteuerzeit so korrigiert wird, daß die Verschiebung beseitigt ist,

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung, um das Ergebnis der Beibehaltungssteuerung auszuwerten und um einen gegenwärtigen, bestimmten Wert (GDVTH) zu lernen, so daß das Ergebnis der Beibehaltungssteuerung auf der Grundlage der Auswertung korrigiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Steuereinrichtung (80) so angeordnet ist, daß sie für eine Anfangsberechnung des gegenwärtigen, bestimmten Wertes einen Anfangswert verwendet, worin der Anfangswert von der Steuereinrichtung (80) gespeichert ist und voreingestellt ist, um die Einstelleinrichtung (25) derartig zu steuern, daß der Zeitraum der Ventilüberlappung in Bezug auf den maximalen Wert verringert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Steuereinrichtung (80) auf der Grundlage der Istventilsteuerzeit eine Funktionsstörung der Einstelleinrichtung (25) oder des Hydraulikventils (55) feststellt, so daß die Ventilsteuerzeit konstant gehalten wird, worin die Steuereinrichtung (80) auf der Grundlage der Istventilsteuerzeit eine Wiederinstandsetzung der Einstelleinrichtung (25) oder des Hydraulikventils (55) nach der Funktionsstörung feststellt, worin die Steuereinrichtung (80) den gegenwärtigen, bestimmten Wert initialisiert, wenn die Wiederinstandsetzung nach der Funktionsstörung festgestellt worden ist, und worin der gegenwärtige, bestimmte Wert durch die Steuereinrichtung (80) in einen vorgegebenen Wert geändert wird, wenn er initialisiert worden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin der vorgegebene Wert, der zum Initialisieren des gegenwärtigen, bestimmten Wertes verwendet worden ist, von der Steuereinrichtung (80) ausgewählt worden ist, um die Steuerung der Ventilsteuerzeit zu verbessern, während die Funktionsstörung behoben worden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Zielwert eine Variable in einem vorgegebenen Bereich zwischen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze ist, worin die Steuereinrichtung (80) die Berechnung des gegenwärtigen, bestimmten Wertes nicht gestattet, wenn der Zielwert in dem vorgegebenen Bereich liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, worin der Zielwert in dem vorgegebenen Bereich ein Wert ist, der die gesteuerte Ventilsteuerzeit bis an ihre Grenze in Richtung "spät" verstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Zielwert in einem vorgegebenen Bereich zwischen einer oberen Grenze und einer unteren Grenze veränderbar ist, worin die Steuereinrichtung (80) die Berechnung des gegenwärtigen, bestimmten Wertes auf der Grundlage eines vorgegebenen Wertes einschränkt, wenn der Zielwert in dem vorgegebenen Bereich liegt, und worin der vorgegebene Wert ein Wert der gegenwärtigen, bestimmten Werte ist, die durch die Steuereinrichtung (80) berechnet worden sind, wenn der Zielwert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Zielwert in dem vorgegebenen Bereich ein Wert ist, der die gesteuerte Ventilsteuerzeit bis an ihre Grenze in Richtung "früh" verstellt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ventilsteuerzeit zwischen zwei Grenzen einstellbar ist und worin die Steuereinrichtung (80) das Hydraulikventil (55) derartig steuert, daß die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils (8) auf eine der Grenzen in Richtung "früh" verstellt wird, so daß die Dauer der Ventilüberlappung maximal wird, und worin die Steuereinrichtung (80) das Hydraulikventil (55) derartig steuert, daß die Ventilsteuerzeit des Einlaßventils (8) auf die andere Grenze in Richtung "spät" verstellt wird, so daß die Dauer der Ventilüberlappung minimal wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Einstelleinrichtung (25) folgendes aufweist:

eine Steuerriemenscheibe (12), die an der Nockenwelle (10) vorgesehen ist, um von der Kurbelwelle (1a) zu der Nockenwelle (10) ein Drehmoment zu übertragen;

ein Hohlrad (48) zum Verbinden der Nockenwelle (10) mit der Steuerriemenscheibe (12), um auf der Grundlage der Verschiebung des Hohlrades (48) in eine Achsrichtung davon zwischen der Nockenwelle (10) und der Steuerriemenscheibe (12) eine Drehphasendifferenz zu bewirken; und

worin der Hydraulikdruck von dem Hydraulikventil (55) an das Hohlrad (48) angelegt wird, um das Hohlrad (48) zu positionieren.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steuereinrichtung von einer elektronischen Steuereinheit (80) gebildet wird, die eine Eingangssi gnalschaltung (85), einen Speicher (82, 83, 84), eine Steuerschaltung (81) und eine Ausgangssignalschaltung (86) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der gegenwärtige Betriebszustand des Motors (1) die Drehzahl der Kurbelwelle (1a), die von einem ersten Sensor (76) erfaßt worden ist, und den Druck in dem Lufteinlaßkanal (6), der von einem zweiten Sensor (73) erfaßt worden ist, beinhaltet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die Steuereinrichtung (80) auf der Grundlage der erfaßten Drehzahl der Kurbelwelle (1a) und des erfaßten Druckes in dem Einlaßkanal (6) den Zielwert berechnet.