DE19810298A1 - Ventilzeitsteuerung für einen Verbrennungsmotor mit einer auf die Ventilzeit ansprechenden Drosselsteuerfunktion - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil-Timing-Steuer­ system sowie ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor, welches Öffnungs- und Schließzeiten entweder eines Einlaßven­ tils oder eines Auslaßventils eines Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand ändern kann.

Ein typisches herkömmliches Ventil-Timing-Steuersystem für ei­ nen Verbrennungsmotor ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 64-80733 offenbart. Dieses Sy­ stem hat ein elektronisches Drosselsystem für das Steuern ei­ nes Öffnungswinkels eines Drosselventils durch Antreiben eines elektrischen Motors in Übereinstimmung mit einer Gaspedalposi­ tion oder ähnlichem sowie einen Ventilzeitsteuermechanismus (Ventilbetätigungsänderungsmechanismus) für ein Ändern der Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaßventile des Verbren­ nungsmotors in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand. Ein Schock oder Schaltstoß wird eliminiert, welcher durch eine Drehmomentdifferenz verursacht wird, die auftritt, wenn eine Nocke in dem Ventilzeitsteuermechanismus umgeschaltet wird durch Ändern der Beziehung zwischen der Position des Gaspedals sowie dem Öffnungswinkel des Drosselventils.

Entsprechend diesem konventionellem System wird jedoch der Steuerbetrag auf einen vorbestimmten Wert oder kleiner unter­ drückt, oder es wird verhindert, daß durch den Ventilzeitsteu­ ermechanismus in einer Zeitperiode gesteuert wird, während welcher die Temperatur des Betriebsfluids erfaßt wird und auf eine Temperatur angehoben wird, bei welcher ein erforderliches Ansprechverhalten des Ventilzeitsteuermechanismuses zufrieden­ stellend ist. Diese Steuerung ist unwirksam für ein Verbessern der Motorabgasemission, des Kraftstoffverbrauchs usw. des Ver­ brennungsmotors während solch einer Zeitperiode.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ven­ tilzeitsteuersystem sowie ein Verfahren für einen Verbren­ nungsmotor zu schaffen, mit welchem die Emissionen, der Kraft­ stoffverbrauch usw. verbessert wird, und zwar durch einen Ven­ til-Timing-Mechanismus. Es ist eine weitere Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung, ein Ventil-Timing-Steuersystem sowie ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, welches ein plötzliches Beschleunigen in Übereinstimmung mit dem Anspre­ chen des Ventilzeitsteuermechanismuses unterdrückt, wodurch das Auftreten von Fehlzündungen verhindert wird.

Entsprechend einer Ventilzeitsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Öffnungswinkel eines Drosselventils für ein Regulieren eines Einlaßbetrags eines Verbrennungsmotors korri­ giert auf der Basis eines geschätzten Ansprechens (Ansprechverhalten) eines Ventilzeitsteuermechanismuses zu­ sätzlich zu einer Gaspedalposition. Das heißt, daß wenn die Temperatur niedrig ist, dann ist beispielsweise das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismuses niedrig, wobei der Öffnungs­ winkel des Drosselventils entsprechend diesem Ansprechen kor­ rigiert wird, so daß die Wirksamkeit des Ventilzeitsteuerme­ chanismuses maximal genutzt wird, wodurch die Emission, der Kraftstoffverbrauch usw. verbessert werden. Wenn darüber hin­ aus das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismuses langsam ist, wird durch Unterdrücken einer plötzlichen Beschleunigung das Auftreten einer Fehlzündung verhindert.

Vorzugsweise wird das Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanis­ muses abgeschätzt auf der Basis der Temperatur eines Betriebs­ fluids. Weiter vorzugsweise wird das abgeschätzte Ansprechen durch eine Motorgeschwindigkeit korrigiert. Darüberhinaus wird die Temperatur des Betriebsfluids indirekt erfaßt auf der Ba­ sis von zumindest einem der nachfolgenden Parameter nämlich einer gegenwärtigen Temperatur eines Kühlwassers des Verbren­ nungsmotors, einer Temperatur des Kühlwassers zum Startzeit­ punkt, einer verstrichenen Zeit vom Startzeitpunkt aus, der Anzahl von Zündungen nach dem Start und der Anzahl von Kraft­ stoffeinspritzzeiten nach dem Start, d. h., die Temperatur des Arbeitsfluids wird abgeschätzt auf der Basis eines Übergangs­ zustands der Kühlwassertemperatur in einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und eines Gesamtwärmewerts eines Explosi­ onshubs des Verbrennungsmotors und einer Reibung eines Zylin­ ders und ähnliches.

Vorzugsweise wird eine Drosselsteuerzeitkonstante, wenn der Öffnungswinkel des Drosselventils gesteuert wird, berechnet, von dem Ansprechen des Ventilzeitsteuermechanismuses, wobei der Öffnungswinkel des Drosselventils korrigiert wird durch Verwendung der Drosselsteuerzeitkonstante. Das heißt, daß ein plötzliches Beschleunigen unterdrückt wird durch Glätten der Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils entsprechend dem Ansprechen bzw. dem Ansprechverhalten des Ventilzeitsteuerme­ chanismuses durch Verwendung der Drosselsteuerzeitkonstante und des weiteren durch Ausnutzen der Wirksamkeit des Ventil­ zeitsteuermechanismuses.

Wenn vorzugsweise das Ansprechverhalten des Ventilzeitsteuer­ mechanismuses langsam ist, und entschieden wird, daß der Be­ triebszustand des Verbrennungsmotors schnell in eine Motorent­ schleunigung geschaltet wird, dann wird der Ventilzeitsteuer­ mechanismus auf eine Verzögerungs- bzw. Nacheilwinkelseite ge­ steuert auf der Basis der Beschleunigungspedalposition, wobei das Drosselventil mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit re­ lativ zu der Änderung der Beschleunigungspedalposition ge­ schlossen wird. Folglich kann eine Fehlzündung des Verbren­ nungsmotors verhindert werden, die verursacht werden könnte durch Erhöhen des internen EGR (verbleibendes Gas in einer Verbrennungskammer) infolge der Verzögerung des Ventilzeit­ steuermechanismuses von dem Schnellverzögerungsbetrieb des Ventilzeitsteuermechanismuses.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Er­ findung werden besser ersichtlich aus der nachfolgenden de­ taillierten Beschreibung, wenn diese anhand der begleitenden Zeichnungen gelesen wird.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Verbren­ nungsmotor der zwei oben liegenden Nocken-Bauart zeigt, bei welchem die Ventilzeitsteuerung gemäß einem Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird,

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Auf­ bau für eine ECU in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ist eine Flußkarte, die ein Bearbeitungsprogramm einer Basisroutine in einer CPU in der ECU zeigt, welches in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 4 ist eine Flußkarte, die eine Bearbeitungsprozedur für ein Abschätzen einer VVT-Reaktion in Fig. 3 zeigt,

Fig. 5a, 5b und 5c sind Kennlinienkarten und Graphen der VVT-Reaktion gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 ist ein Diagramm, welches die Voraneil- und Nacheil­ steuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 7 ist eine Flußkarte, die eine Bearbeitungsprozedur einer VVT-Relativdrehwinkelsteuerung in Fig. 3 zeigt,

Fig. 8 ist ein Kennliniendiagramm eines Betriebs eines OCV, verwendet in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 9 ist eine Flußkarte, welcher eine Bearbeitungsprozedur bezüglich einer Drosselkorrekturfaktorberechnung in Fig. 3 zeigt,

Fig. 10 ist eine Flußkarte, welcher eine Bearbeitungsprozedur für eine Drosselsteuerung gemäß der Fig. 3 zeigt,

Fig. 11 ist eine Zeitkarte, die den Betrieb der Ventilzeit­ steuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ stellt und

Fig. 12 ist eine Zeitkarte, welcher ein modifiziertes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Ein Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist bei einem Motor mit zwei oben liegenden Nocken gemäß der Fig. 1 angewendet.

Wie in der Fig. 1 gezeigt wird hat das System einen Verbren­ nungsmotor (IC-Motor) 1, einen Kurbelwinkelsensor 2 für das Erfassen eines Drehwinkels θ1 einer Kurbelwelle 31 als eine Antriebsswelle des IC-Motors 1, ein Wassertemperatursensor 3 für das Erfassen einer Kühlwassertemperatur THW des IC-Motors l, einen Nockenwinkelsensor 4 für das Erfassen eines Drehwin­ kels 02 einer Nockenwelle 33 als eine Antriebswelle auf Seiten eines Einlaßventils 32 des IC-Motors 1 und für ein Berechnen eines Relativdrehwinkels (Versatzwinkel) von der Phasendiffe­ renz zwischen dem Drehwinkel θ2 und dem Drehwinkel θ1 von dem Kurbelwinkelsensor 2, ein Drosselsensor 5 für das Erfassen ei­ nes Drosselöffnungswinkels TA eines Drosselventils 14, ein Einlaßbetragssensor 6 wie beispielsweise ein Luftstrommesser für das Erfassen einer Einlaßluftmenge QA des IC-Motors 1, ein Fluidtemperatursensor 7, der in einer Fluidleitung angeordnet ist und eine Betriebsfluidtemperatur THO erfaßt, ein Gaspedal­ sensor 8 für das Erfassen einer Beschleunigungsposition AP als eine Gaspedalposition, ein Fluid (Öl)-Stromregelventil 9 (OCV) für ein Regeln des Drucks des Betriebsfluids, ein hydraulisch variabler Ventilzeitsteuermechanismus (VVT) 10, der auf Seite des Einlaßventils 32 installiert ist als ein Aktuator für das Steuern der Nockenwelle 33 um ein Zielrelativwinkel (Zielversatzwinkel) zu erhalten als eine Zielphasendifferenz zwischen der Nockenwelle 33 und der Kurbelwelle 31 durch den Fluiddruck, welcher durch den OCV 9 geregelt wird, ein Ölfil­ ter 11 für das Filtern des Betriebsfluids von einer Ölwanne des IC-Motors 1, eine Fluidpumpe 12 für das zwangsweise För­ dern des Betriebsfluids, ein DC-Motor 13 als ein Aktuator für das Antreiben des Drosselventils 14 auf einen Zieldrosselöff­ nungswinkel und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 20 für das Erfassen des Betriebszustands des IC-Motors 1 auf der Ba­ sis der Eingangssignale verschiedener Sensoren, für das Be­ rechnen eines optimalen Steuerwerts und für das Ausgeben von Treibersignalen an den OCV 9, den DC-Motor 13 usw.

Die ECU 20 ist aufgebaut, wie in der Fig. 2 gezeigt wird, als ein logischer Operationskreis. Sie umfaßt eine zentrale Pro­ zeßeinheit (CPU) 21, ein ROM 22, in welchem ein Steuerprogramm abgespeichert ist, ein RAM 23 für das Abspeichern verschiede­ ner Informationen und ein A/D-Konvertierkreis 24 für das Kon­ vertieren analoger Signale wie beispielsweise eines Kühlwas­ sertemperatursignals THW von dem Wassertemperatursensor 3, ei­ nes Drosselöffnungswinkelsignals TA von dem Drosselsensor 5, eines Einlaßluftmengensignals QA von dem Einlaßmengensensor 6, eines Fluidtemperatursignals THO von dem Fluidtemperatursensor 7 sowie eines Beschleunigungspositionssignals AP von dem Be­ schleunigungssensor 9 in entsprechende digitale Signale, einen Wellenformausbildungskreis (WSC) 25 für das Ausbilden der Wel­ lenform eines Drehwinkelsignals θ1 von dem Kurbelwinkelsensor 2 und für das Ausbilden jener eines Drehwinkelsignals θ2 des Nockenwinkelsensors 4 sowie ein Ausgabekreis 26 für das Ausge­ ben eines Treibersignals IDOCV basierend auf einem OCV-Schalt­ verhältnis (Tastverhältnis)-Steuerwerts DOCV, welches von der CPU 21 berechnet wird auf der Basis der verschiedenen Informationen an den OCV 9 und für das Ausgeben eines Treiber­ signals ITAEX basierend auf einem Ausgabedrosselöffnungswinkel TAIX an den DC-Motor 13.

Die CPU 21 in der ECU 20, welche in der Ventilzeitsteuerung für den IC-Motor verwendet wird, ist derart programmiert, daß eine Steuerungsabarbeitungsprozedur gemäß der Fig. 3 ausge­ führt wird. Diese Basisroutine wird in sich wiederholender Weise durch die CPU 21 zu jeder vorbestimmten Zeit ausgeführt.

Gemäß der Fig. 3 wird eine Initialisation in Schritt S100 aus­ geführt auf das Einschalten einer Energiequelle (zum Start­ zeitpunkt der Energie- oder Leistungsquelle). Bei der Initia­ lisation wird der Speicher, welcher den RAM 23 beinhaltet usw. auf einen Anfangswert zurückgesetzt, wobei Eingangssignale verschiedener Sensoren überprüft werden. Nach der Initialisa­ tion in Schritt S100 wird ein Hauptsteuerungsprozeß in der nachfolgenden Schleife wiederholt ausgeführt.

In Schritt S 200 wird ein Prozeß für das Abschätzen einer Re­ aktionscharakteristik des VVT 10 aus dem Betriebszustand des IC-Motors 1 ausgeführt. Die Prozeßroutine schreitet daraufhin zu Schritt S 300 fort, wobei ein VVT-Relativdrehwinkel-Be­ rechnungsvorgang ausgeführt wird. In Schritt S 400 wird ein Vorgang für das Berechnen eines Drosselkompensationsfaktors für das Kompensieren des Drosselöffnungswinkels des Drossel­ ventils 14 ausgeführt, derart, daß es an die Reaktion des VVT 10 angepaßt ist, welche in Schritt S 200 abgeschätzt worden ist. In Schritt S 500 wird ein Drosselsteuerungsprozeß ausge­ führt. Hierauf kehrt die Prozeßroutine zu Schritt S 200 zu­ rück.

Die VVT-Reaktionsabschätzprozeßroutine in Schritt S 200 gemäß der Fig. 3 ist in der Fig. 4 dargestellt. Diese Unterroutine wird in sich wiederholender Weise durch die CPU 21 alle 120 m/sek. ausgeführt.

Die Temperatur THO des Betriebsfluids des VVT 10 wird in Schritt S 201 eingelesen. In Schritt S 202 wird eine Reakti­ onsgeschwindigkeit (Voreilgeschwindigkeit) ARBAS, für den Fall, daß der VVT 10 auf die Vorauseilwinkelseite versetzt wird im Ansprechen auf die Fluidtemperatur THO, eingelesen in Schritt S201, aus der Tafel in Fig. 5c berechnet. Die Tafel, welche die Beziehung zwischen der Fluidtemperatur THO und der Reaktionsgeschwindigkeit RABS zeigt, hat, wie später noch be­ schrieben wird, Optimalwerte, welche im voraus durch Experi­ mente oder ähnliches erhalten wurden unter Berücksichtigung der VVT-Reaktionsgeschwindigkeit, welche wiederum beeinflußt wird durch die Fluidtemperatur THO. In Schritt S 203 wird in ähnlicherweise eine Reaktionsgeschwindigkeit (Nacheilgeschwindigkeit) RRBAS, für den Fall, daß der VVT 10 zu einer Nacheilwinkelseite versetzt ist in Übereinstimmung mit der Fluidtemperatur THO, eingelesen in Schritt S 201, aus der Tafel gemäß der Fig. 5C berechnet. Da die VVT-Reaktions­ geschwindigkeit unterschiedliche VVT-Reaktions­ charakteristiken bzw. Kennlinien für die gleiche Fluidtemperatur THO mit Bezug auf die Voreilwinkelseite und die Nacheilwinkelseite hat, werden unterschiedliche Tafeln vorbereitet.

Wenn, wie in der Fig. 5B gezeigt wird, angenommen wird, daß die Neigung (A/B) eines Relativdrehwinkels VT (Grad CA) der übergeht, um einem Zielrelativdrehwinkel VTT (Grad CA) zu fol­ gen, wenn der OCV-Taststeuerwert DUCV, ausgegeben von dem OCV 9, geändert wird, von 0% auf 100%, wie dies in Fig. 5a ge­ zeigt wird, eine VVT-Reaktionsgeschwindigkeit (Grad CA/sek.) ist, dann ändern sich die VVT-Reaktionsgeschwindigkeiten auf Seiten der voraneilenden und nacheilenden Winkel mit den Kenn­ linien bzw. Charakteristiken, wie sie in Fig. 5c gezeigt sind, entsprechend der Fluidtemperatur (°C).

Da in dem Ausführungsbeispiel die Fluidpumpe 12 für das Be­ triebsfluid des VVT 10 angetrieben wird durch den IC-Motor 1, ist der Ausstoß proportional zu einer Motorgeschwindigkeit NE. Da das gleiche Betriebsfluid verwendet wird für das Betreiben des VVT 10, wird dessen Einfluß berücksichtigt. Das heißt, ein Geschwindikgeitskorrekturkoeffizient FNE für die Motorge­ schwindigkeit NE wird in Schritt S 204 aus einer Tafel berech­ net. Die Tafel, welche die Beziehung zwischen der Motorge­ schwindigkeit NE und dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizien­ ten FNE zeigt, hat Optimalwerte, welche vorab erhalten worden sind, durch Berechnung, durch Experimente usw. und zwar aus den Pumpenkennlinien.

In Schritt S 205 wird die voreilwinkelseitige Reaktionsge­ schwindigkeit ARBAS, berechnet in Schritt S202, multipliziert mit dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizienten FND, wodurch eine abschließende voreilwinkelseitige Reaktionsgeschwindig­ keit ARPNS erhalten wird. In Schritt S206 wird die nacheilwin­ kelseitige Reaktionsgeschwindigkeit RRBAS, berechnet in Schritt S203, mit dem Geschwindigkeitskorrekturkoeffizienten FNE multipliziert, wodurch eine abschließende nacheilwinkel­ seitige Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS erhalten wird.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren für das Ausführen der Ventilzeitsteuerung durch den VVT 10 lediglich auf der Einlaßseite. Wie in der Fig. 6 gezeigt wird, ist die Ventil zeit für das Auslaßventil 34 auf den oberen Kolbentot­ punkt (TDC) fixiert. Durch Voreilen und Nacheilen der Ventil­ zeit des Einlaßventils 32 wird der Überlappungsbetrag gesteu­ ert.

Die VVT-Relativdrehwinkelsteuerprozeßroutine in Schritt S 300 gemäß der Fig. 3 wird in Fig. 7 gezeigt. Diese Unterroutine wird in sich wiederholender Weise durch die CPU 21 alle 16m/sek. wiederholt. Die Motorgeschwindigkeit NE sowie das Einlaßluftvolumen QA werden in Schritt S301 eingelesen. In Schritt S302 wird ein Zielrelativdrehwinkel des VVT10 aus ei­ ner Karte berechnet auf der Basis der Motorgeschwindigkeit NE und des Einlaßluftvolumens QA, eingelesen in Schritt S301. Wenn beispielsweise NE = ne1 und QA = ga1, dann wird "a" er­ halten als dem Zielrelativdrehwinkel aus der Karte. Die Ziel­ relativdrehwinkel, welche aus der Karte erhalten werden, sind Optimalwerte, welche vorab erhalten worden sind durch Berech­ nung, Experimente usw.

In Schritt S303, wird der Zielrelativdrehwinkel "a", berechnet in Schritt S302 in einem Speicherbereich "VVT" für den Zielre­ lativdrehwinkel im RAM 23 abgespeichert. In Schritt S304 wird ein gegenwärtiger Relativdrehwinkel (oder ein aktueller Rela­ tivdrehwinkel) des VVT10 basierend auf den Eingangssignalen des Kurbelwinkelsensors 2 und des Nockenwinkelsensors 4 ausge­ lesen. In Schritt S305 wird ein Differenzwert DLVT berechnet aus der Abweichung zwischen dem vorhergehenden Relativdrehwin­ kel VT(i-1) und dem Relativdrehwinkel VT(i) zu diesem Zeit­ punkt. In Schritt S306 wird eine Relativdrehwinkelabweichung ERVT berechnet aus einer Abweichung zwischen dem gegenwärtigen Relativdrehwinkel VT(I) und dem Zielrelativdrehwinkel VTT.

In Schritt S307 wird ein P (Proportional) Bedingungskorrektur­ wert PVT berechnet aus einer Tafel auf der Basis der Relativ­ drehwinkelabweichung ERVT, berechnet in Schritt S306. In Schritt S308 wird ein D (Differenz) Bedingungskorrekturwert DVT aus einer Tafel erhalten auf der Basis eines Differenz­ werts DLVT, berechnet in Schritt S305. Der P-Be­ dingungskorrekturwert PVT, welcher in Schritt S307 aus der Tafel berechnet worden ist und der D-Bedingungskorrekturwert DVT, welcher in Schritt S308 aus der Tafel berechnet worden ist, stellen Optimalwerte dar, welche vorab erhalten worden sind durch Berechnung, Experimente oder ähnliches. In Schritt S309 wird der P-Bedingungskorrekturwert PVT, welcher in Schritt S307 berechnet worden ist, der D-Be­ dingungskorrekturwert DVT, welcher in Schritt S308 berechnet worden ist und der vorhergehende OCV-Taststeuerwert DOCV ad­ diert, wodurch ein abschließender OCV-Taststeuerwert DOCV er­ halten wird. Der VVT Relativdrehwinkel wird berechnet durch den VVT 10, dem der OCV-Taststeuerwert DOCV über dem OCV 9 zu­ gefügt wird. Bei dem Betrieb OCV 9 wird, wie durch das Kennli­ niendiagramm gemäß der Fig. 8 gezeigt wird, durch ein Erhöhen der Fluidmenge proportional zu dem OCV-Taststeuerwert DOCV (%) der Relativdrehwinkelsteuerwert (°CA) erhöht.

Die Drosselkorrekturfaktorberechnung-Prozeßroutine in Schritt S400 gemäß der Fig. 3 wird in der Fig. 9 dargestellt. Diese Unterroutine wird in sich wiederholender Weise von der CPU 21 aller 8 m/sec. ausgeführt.

Der Differenzwert DLVT, berechnet in Schritt S305 gemäß der Fig. 7 wird in Schritt S401 eingelesen. In Schritt S402 wird bestimmt, ob der Differenzwert DLVT 0 oder größer ist. Falls der Differenzwert DLVT 0 oder größer ist, wird angenommen, daß der Versatz des Relativdrehwinkels VT zur voraneilenden Win­ kelseite angewiesen worden ist, wobei die Prozeßroutine zu Schritt S403 fortschreitet. Die voreilwinkelseitige Reaktions­ geschwindigkeit ARPNS, welche abgeschätzt und berechnet worden ist aus dem Betriebszustand des IC-Motors 1 wird in Schritt S205 gemäß der Fig. 4 eingelesen. In Schritt S404 wird eine Drosselsteuerzeitkonstante T zu dem Zeitpunkt, in welchem die voreilwinkelseitige Steuerung berechnet wird, aus der Tafel auf der Basis der voranwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS, eingelesen in Schritt S403, berechnet. Die Drosselsteu­ erzeitkonstante T, die der voranwinkelseitigen Reaktionsge­ schwindigkeit ARPNS entspricht für ein Steuern der Betriebsge­ schwindigkeit des Drosselventils 14 derart, daß es angepaßt ist an die Reaktion des VVT 10, wird vorab erhalten durch Be­ rechnung, durch Experimente usw. und in der in Schritt S404 verwendeten Tafel eingetragen.

Wenn andererseits die Diskriminations- bzw. Bestimmungsbedin­ gung in Schritt S402 nicht erfüllt wird und der Differenzwert DLVT kleiner als 0 ist, dann wird bestimmt, daß der Versatz des Relativdrehwinkels VT auf die Nacheilwinkelseite bestimmt ist. Die Prozeßroutine schreitet daraufhin zu Schritt S405 fort, wobei die nacheilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS, abgeschätzt und berechnet aus dem Betriebszustand des IC-Motors 1 in Schritt S206, gemäß Fig. 4 eingelesen wird. In Schritt S406, wird die Drosselsteuerzeitkonstante T zum Zeit­ punkt der nacheilwinkelseitigen Steuerung aus der Tafel auf der Basis der nacheilwinkelseitigen Reaktionsgeschwindigkeit RRPNS, eingelesen in Schritt S405, berechnet. Die Drosselsteu­ erzeitkonstante T, welche der nacheilwinkelseitigen Reaktions­ geschwindigkeit RRPNS entspricht für ein Steuern der Betriebs­ geschwindigkeit des Drosselventils 14, derart, daß es angepaßt ist an die Reaktion des VVT 10, wird vorab erhalten durch Be­ rechnung durch Experimente usw., und in die in Schritt S406 verwendete Tafel eingetragen.

Die Drosselsteuerprozeßroutine gemäß Schritt S500 in Fig. 3 wird in Fig. 10 gezeigt. Die Unterroutine wird in sich wie­ derholender Weise durch die CPU 21 aller 8 in/sec. ausgeführt.

Die Beschleunigerposition Ap wird in Schritt S501 eingelesen. In Schritt S502 wird ein Zieldrosselöffnungswinkel TTA für die Beschleunigerposition Ap, eingelesen in Schritt S501, erhalten aus einer Tafel. Der Zieldrosselöffnungswinkel TTA, welcher aus der Beschleunigerposition Ap erhalten worden ist unter Be­ achtung der Fahrbarkeit, Steuer- bzw. Beherrschbarkeit usw. des IC-Motors 1 wird in der Tafel eingetragen. In Schritt S503 wird ein abschließender Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX be­ rechnet durch Ausführen einer Verstärkungskorrektur bezüglich des Zieldrosselöffnungswinkels TTA unter Verwendung eines Mo­ dells einer Übertragungsfunktion {1/(1 + T . S)}. T in dem Mo­ dell ist eine Drosselsteuerzeitkonstante, erhalten in Schritt S404 oder S406 gemäß Fig. 9.

In Schritt S504 wird der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel TA eingelesen. In Schritt S505 wird die Tatsache, ob der gegen­ wärtige Drosselöffnungswinkel TA, eingelesen in Schritt S504, den Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX, berechnet in Schritt S503, überschreitet oder nicht, bestimmt. Wenn die gegenwärti­ ge Drosselöffnung TA den Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX überschreitet, dann schreitet die Prozeßroutine zu Schritt S506 fort. Ein Betriebsprozeß für das Betreiben des DC-Motors 13 für ein Öffnen und Schließen des Drosselventils 14 zur Schließseite hin und ein Zusammenführen des gegenwärtigen Drosselöffnungswinkels TA mit dem Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX wird ausgeführt.

Wenn andererseits die Bestimmungsbedingung in Schritt S505 nicht erfüllt ist, dann schreitet die Prozeßroutine zu Schritt S507 fort. Ob der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel TA, ein­ gelesen in Schritt S504, kleiner ist als der Ausgabedros­ selöffnungswinkel TAEX, berechnet in Schritt S503, oder nicht, wird bestimmt. Wenn der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel DA kleiner ist als der Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX, schrei­ tet die Prozeßroutine zu Schritt S508 fort. Ein Betriebsprozeß für das Betreiben des DC-Motors 13 für ein Öffnen und Schlie­ ßen des Drosselventils 14 zur Öffnungsseite und ein Angleichen des gegenwärtigen Drosselöffnungswinkels DA mit dem Ausgabe­ drosselöffnungswinkel TAEX wird ausgeführt. Wenn andererseits die Bestimmungsbedingung in Schritt S507 nicht erfüllt ist, dann wird bestimmt, daß der gegenwärtige Drosselöffnungswinkel TA sich mit dem Ausgabedrosselöffnungswinkel TAEX deckt. Die Prozeßroutine schreitet zu Schritt S509 fort, in dem ein Vor­ gang für ein Stoppen des DC-Motors 13, welcher das Drosselven­ til 14 öffnet und schließt und für ein Halten des gegenwärti­ gen Drosselöffnungswinkels TA ausgeführt wird.

Der Betrieb des Ausführungsbeispiels ist in der Zeitkarte ge­ mäß der Fig. 11 dargestellt. Aus Vereinfachungsgründen zeigt die Zeitkarte lediglich die Steuerung der Voraneilwinkelseite des VVT 10.

Auf der Basis der Fluidtemperatur THA für ein Betätigen des VVT 10 wird die voreilwinkelseitige Reaktionsgeschwindigkeit ARPNS, welcher der VVT 10 folgen kann, erhalten. Die angepaßte Drosselsteuerzeitkonstante T wird derart berechnet, daß keine Fehlzündung und oder ähnliches durch eine Beschleuni­ gung/Entschleunigung des Drosselventils 14 entsteht, welche schneller ist als die voraneilwinkelseitige Reaktionsgeschwin­ digkeit ARPNS. Die Drosselsteuergeschwindigkeit, d. h., der ausgegebene oder abschließende Drosselöffnungswinkel TAEX wird korrigiert durch die Drosselsteuerzeitkonstante T, wodurch der Zielrelativwinkel VTT eingestellt wird entsprechend der VVT- Reaktionsgeschwindigkeit, welche zu diesem Zeitpunkt durch die Fluidtemperatur THO bestimmt wird. Demzufolge kann die Rela­ tivdrehwinkelabweichung ERVT als eine Abweichung zwischen dem Zielrelativdrehwinkel VTT und dem gegenwärtigen Relativdreh­ winkel VT unterdrückt werden. Folglich wird das Ansprechver­ halten für das Ventiltiming des IC-Motors 1 in einem Kraft­ stoffsystem oder die Zündsystemsteuerung vorteilhaft und die Fahrbarkeit, der Emissionsausstoß usw. werden verbessert.

Obgleich die Betriebsgeschwindigkeit des Drosselventils 14 ge­ glättet wird, in dem dieses an das Ansprechverhalten des VVT 10 angepaßt wird durch die Drosselsteuerzeitkonstante T selbst in einem Entschleunigungsbereich oder dem Nacheilwinkelbereich des VVT 10, wie dies in der Zeitkarte gemäß der Fig. 12 ge­ zeigt ist, wird, wenn der Beschleunigungspositionsdifferenz­ wert DLAP auf der Schließseite der Beschleunigungsposition Ap als eine Beschleunigungsposition gleich ist einem vorbestimm­ ten Wert y oder größer, der VVT 10 vorab zu der Nacheilwinkel­ seite betätigt auf der Basis der Beschleunigerposition Ap und wird für eine vorbestimmte Zeit verzögert. Hierauf wird das Drosselventil 14 geschlossen, wodurch ermöglicht wird, daß ei­ ne Fehlzündung des IC-Motors 1, verursacht durch ein Erhöhen des internen EGR infolge der Verzögerung des VVT 10 von einem schnellen Nacheilwinkelbetrieb des VVT 10 verhindert wird.

Entsprechend der Ventilzeitsteuerung für den IC-Motor gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird unabhängig von der Beschleuni­ gerposition Ap als eine Beschleunigerpedalposition, gesteuert durch die CPU 21 in der ECU 20, der Öffnungswinkel des Dros­ selventils 14 für ein Einstellen des Einlaßluftbetrags des IC-Mo­ tors 1 korrigiert durch die CPU 21 in der ECU 20 auf der Ba­ sis der Reaktion des VVT 10, abgeschätzt durch die CPU 21 in der ECU 20. Wenn folglich die Fluidtemperatur niedrig ist und die Reaktion des VVT 10 langsam ist, dann wird der Öffnungs­ winkel des Drosselventils 14 korrigiert und gesteuert entspre­ chend dieser Reaktion, so daß die Effektivität des VVT 10 ma­ ximiert wird und die Motorabgasemission, der Kraftstoffver­ brauch usw. verbessert wird. Wenn des weiteren die Reaktion des VVT 10 langsam ist, durch Unterdrücken der schnellen Be­ schleunigung, kann ein Auftreten der Fehlzündung verhindert werden.

Obgleich die Temperatur des Betriebsfluids unmittelbar erfaßt wird durch den Fluidtemperatursensor 7 bei der VVT-Reaktions­ abschätzung gemäß der vorstehenden Ausführungsbei­ spiele, ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebe­ ne begrenzt. Die VVT-Reaktion kann auch abgeschätzt werden aus einem Übergangszustand der Kühlwassertemperatur des IC-Motors, einem Übergangszustand der Temperatur einer Zylinderwand, der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt, einer verstrichenen Zeit usw.

Bei der Ventilzeitsteuerung für den IC-Motor erfaßt der Fluid­ temperatursensor indirekt die Fluidtemperatur THO auf der Ba­ sis von zumindest einem der nachfolgenden Werte nämlich der Kühlwassertemperatur des IC-Motors 1, der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt, der verstrichenen Zeit nach dem Start, der Anzahl von Zündzeitpunkten nach dem Start, sowie die Anzahl von Kraftstoffeinspritzzeitpunkten nach dem Start. D.h., daß die Temperatur des Betätigungsfluids abgeschätzt wird auf der Basis des Übergangszustands der Kühlwassertemperatur im Be­ triebszustand des IC-Motors 1 sowie des Totalwärmewerts, er­ halten durch einen Explusionshub des IC-Motors und der Reibung eines Zylinders usw. ist es nicht immer notwendig, einen Fluidtemperatursensor gemäß dem vorherstehenden Ausführungs­ beispiel vorzusehen.

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf das vorstehend of­ fenbarte Ausführungsbeispiel und dessen Modifikation begrenzt sein, sondern kann auch geändert oder modifiziert werden ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Bei einer Ventilzeitsteuerung für einen Motor mit einem elek­ tronischen Drosselsteuersystem wird die Reaktion bzw. das An­ sprechverhalten eines Ventilzeitsteuermechanismus VVT abge­ schätzt S200 durch den Betriebszustand des Motors. Zusätzlich zur Steuerung S300 eines Relativdrehwinkels des VVT wird ein Drosselkorrekturfaktor für ein Korrigieren des Öffnungswinkels eines Drosselventils 14 berechnet S400, so daß dieses angepaßt wird an die Reaktion bzw. das Ansprechverhalten des VVT. Das Drosselventil wird gesteuert S500 durch den berechneten Fak­ tor. Wenn die Reaktion bzw. das Ansprechverhalten des VVT langsam ist, dann wird der Öffnungswinkel des Drosselventils auf der Basis der Reaktion bzw. des Ansprechverhaltens korri­ giert. Folglich wird eine schnelle Motorbeschleunigung unter­ drückt, wodurch das Auftreten einer Fehlzündung verhindert wird.

Claims (12)

1. Ventilzeitsteuersystem für einen Verbrennungsmotor mit folgenden Bauteilen:
ein Ventilszeitsteuermechanismus (10), der in einem An­ triebskraftübertragungssystem vorgesehen ist für ein Obertra­ gen einer Antriebskraft von einer Antriebswelle (31) eines Verbrennungsmotors (1) auf eine angetriebene Welle (33), wel­ che zumindest ein Einlaßventil (32) oder ein Auslaßventil (34) öffnet und schließt,
eine Drosselöffnungswinkelsteuereinrichtung (13, 20, S500) für ein Steuern eines Öffnungswinkels eines Drosselventils (14) für das Einstellen eines Einlaßbetrags des Verbrennungs­ motors basierend auf einer Position eines Beschleunigerpedals,
eine Reaktionsabschätzeinrichtung (20, S200), für ein Ab­ schätzen einer Reaktion des Ventilszeitsteuermechanisinuses von einem Parameter entsprechend einer Temperatur und
eine Drosselöffnungswinkelkorrektureinrichtung (20, S400), für ein Korrigieren des Öffnungswinkels des Drosselventils, das durch die Drosselöffnungswinkelsteuereinrichtung gesteuert wird auf das Basis der abgeschätzten Reaktion.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ventilzeitsteuermechanismus (10) durch einen Fluiddruck angetrieben wird und
die Reaktionsabschätzeinrichtung (20, S200) die Reaktion ab­ schätzt auf der Basis einer Temperatur eines Betriebsfluids des Ventilzeitsteuermechanismuses.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsabschätzeinrichtung (20, S200) eine Reaktionskor­ rektureinrichtung (S203 bis S206) hat für ein Korrigieren der abgeschätzten Reaktion durch eine Drehgeschwindigkeit des Ver­ brennungsmotors.

4. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsabschätzeinrichtung (20, S200) die Temperatur be­ rechnet auf der Basis von zumindest einem der nachfolgenden Werte, der gegenwärtigen Temperatur des Kühlwassers des Ver­ brennungsmotors, der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt, der vergangenen Zeit seit dem Start, der Anzahl von Zündzeit­ punkten nach dem Start und der Anzahl von Kraftstoffeinspritz­ zeitpunkten nach dem Start.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorsselöffnungswinkelkorrektureinrichtung (20, S400) eine Zeitkonstante berechnet aus der Reaktion des Ventilzeitsteuer­ mechanismus, wenn der Öffnungswinkel des Drosselventils ge­ steuert wird durch die Drosselöffnungswinkelsteuereinrichtüng und den Öffnungswinkel des Drosselventils unter Verwendung der Zeitkonstante korrigiert.

6. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnungswinkelkorrektureinrichtung (20, S400) den Ventilzeitsteuermechanismus in Richtung einer Nacheilwinkel­ seite steuert auf der Basis der Position des Beschleunigerpe­ dals, wenn die Reaktion des Ventilzeitsteuermechanismus lang­ sam ist und die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors zu einer Motorentschleunigung verschoben wird und eine Drossel­ schließeinrichtung uinfaßt, die das Drosselventil mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit von der Position des Beschleu­ nigerpedals schließt.

7. Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Drosselventil (14) und einem Ventilzeitsteuermecha­ nismus (10), welcher zumindest eines aus dem Einlaßventil (32) und einem Auslaßventil (34) steuert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Abschätzen (S200) einer Reaktion des Ventilzeitsteuerme­ chanismus aus einem Parameter entsprechend einer Temperatur und
Bestimmen (S500) eines Öffnungswinkels eines Drosselven­ tils (14) des Motors basierend auf der Position eines Be­ schleunigerpedals,
Korrigieren (S400, S500) des Öffnungswinkels des Drossel­ ventils basierend auf der abgeschätzten Reaktion und
Antreiben (S500) des Drosselventils auf elektronische Wei­ se basierend auf dem korrigierten Öffnungswinkel.

8. Steuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschätzschritt (S200) die Reaktion auf der Basis einer Temperatur eines Betriebsfluids des Ventilzeitsteuermechanis­ muses abschätzt.

9. Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschätzschritt (S200) ein Korrigieren der abgeschätzten Reaktion durch eine Drehgeschwindigkeit des Motors umfaßt.

10. Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschätzschritt (S200) die Temperatur berechnet auf der Basis von zumindest einem aus der gegenwärtigen Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors, der Kühlwassertemperatur zum Startzeitpunkt, einer verstrichenen Zeit seit dem Start, der Anzahl von Zündzeitpunkten nach dem Start und der Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen nach dem Start.

11. Steuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturschritt (S400) eine Zeitkonstante berechnet aus der Reaktion des Ventilzeitsteuermechanismus, wenn das Dros­ selventil gesteuert wird und den Öffnungswinkel des Drossel­ ventils unter Verwendung der Zeitkonstante korrigiert.

12. Steuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturschritt (S400) den Ventilzeitsteuermechanismus zu einer Nacheilwinkelseite steuert, auf der Basis der Position des Beschleunigerpedals, wenn die Reaktion des Ventilzeitsteu­ ermechanismus langsam ist und die Betriebsbedingung des Motors schnell zu einer Motorentschleunigung verschoben wird, und das Drosselventil mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit von der Position des Beschleunigerpedals ausschließt.