DE60109976T2

DE60109976T2 - Nockenwellenversteller und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60109976T2
Application number: DE60109976T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Toyota-shi Aichi-ken Moriya; Hiroyuki Toyota-shi Aichi-ken Kawase; Hideo Toyota-shi Aichi-ken Nagaosa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP4224944B2; KR100398493B1; EP1143113A3; CN1311391A; EP1143113B1; EP1143113A2; CN1183319C; JP2001317382A; US6704642B2; US20020010540A1; DE60109976D1; KR20010087242A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenwellenversteller, d. h. auf eine Vorrichtung zur zeitlichen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung und auf ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. 21.
Herkömmliche Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung, wie z.B. in Fahrzeugen eingebaute Maschinen, sind mit einer Ventilzeitsteuerungsvorrichtung ausgestattet, die die Ventilzeiteinstellung der Maschine steuert, um z.B. die Ausgangsleistung und die Abgasqualität zu verbessern. Eine solche Ventilzeitsteuerungsvorrichtung beinhaltet einen variablen Ventilsteuermechanismus und wird durch hydraulischen Druck betätigt, um den Zeitablauf des Ventils der Maschine zu verändern. Dieser variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus beinhaltet z.B. ein bewegliches Element, das mit der Einlaß-Nockenwelle der Maschine verbunden ist und frühöffnungsseitige und spätöffnungsseitige Hydraulikkammern, die so angeordnet sind, daß sie das bewegliche Element dazwischen umschließen. Durch selektive Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit an diese hydraulischen Kammern, um so das bewegliche Element durch hydraulischen Druck zu bewegen, wird die Drehphase (oder Winkelposition) der Nockenwelle gegenüber der der Kurbelwelle der Maschine verändert. Dadurch wird auf diese Weise die relative Drehphase der Nockenwelle verändert, so daß die Ventilzeitsteuerung des Einlaßventils der Maschine verändert wird.
Zum Zeitpunkt des Starts der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung wurde die Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikflüssigkeitskammern entfernt. Daher ist, selbst wenn die Hydraulikflüssigkeit zum Zeitpunkt des Starts der Maschine beginnt, den hydraulischen Kammern zugeführt zu werden, ein gewisser Zeitraum erforderlich, bevor das bewegliche Element durch den hydraulischen Druck bewegt werden kann. Während dieser Zeit kann daher das Zeitverhalten des Einlaßventils nicht gesteuert werden. Weiterhin wird, da der hydraulische Druck nicht auf das bewegliche Element wirkt, die relative Drehphase der Nockenwelle (Ventilzeiteinstellung), aufgrund der aus dem Öffnen und Schließen der Einlaßventile resultierenden Gegenkräfte, in die am meisten verzögerte Stellung gebracht. Um beim Start der Maschine eine gute Motorleistung zu erreichen, kann es wünschenswert sein, einen begrenzten Steuerbereich der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile festzulegen, so daß eine Ventilzeiteinstellung, die für den Start der Maschine geeignet ist, erreicht werden kann, wenn die Ventilzeiteinstellung in den zeitlichen Zustand gebracht wird (hiernach als "Startventileinstellung" bezeichnet).
Wenn jedoch der Steuerbereich der Ventilsteuerung festgelegt ist, um die vorgenannten Erfordernisse zu erfüllen, wird der der Steuerbereich in unerwünschter Weise verringert und macht es daher schwierig, die Ventilzeiteinstellung über den gesamten Arbeitsbereich der Maschine zu steuern. Um die Verringerung des Steuerbereiches der Ventilzeiteinstellung zu verhindern, während die Ventilzeiteinstellung zum Zeitpunkt des Starts der Maschine optimiert wird, wurde vorgeschlagen, die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile in einem Zustand festzuhalten, in dem die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile um einen bestimmten Wert gegenüber dem zeitlich spätesten Wert vorgestellt wird, wenn die Maschine startet. Ein Beispiel einer solchen Ventilsteuerungseinrichtung, die für die Festlegung der vorgenannten Ventilzeiteinstellung angepaßt ist, wird in dem japanischen Dokument(Kokai) JP-A-11-241608 gezeigt.
Die in der vorgenannten Veröffentlichung gezeigte Vorrichtung weist eine Feder auf, die das bewegliche Element verdrängt oder vorspannt, um so die Ventilzeiteinstellung in einen vorbestimmten Zustand zwischen dem spätesten und den frühesten Zustand zu bringen, wenn sich die Ventilzeiteinstellung gerade auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet. Dann wird der Steuerbereich der Ventilzeitverstellungsregelung so festgelegt, daß der vorbestimmte Zustand der Ventilzeitverstellung zur Start-Ventilzeiteinstellung wird. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Stoppmechanismus auf, der die Ventilzeitverstellung der Einlaßventile festhält, wenn die Ventilzeiteinstellung sich unter der Vorspannkraft der Feder in dem vorbestimmten Zustand (Startventileinstellung) befindet.
Bei der in der vorgenannten Veröffentlichung genannten Ventilzeitverstellungssteuervorrichtung wird die Ventilzeitverstellung der Einlaßventile zum Zeitpunkt des Starts der Maschine durch die Vorspannkraft der Feder auf die Startventileinstellung festgelegt und die Ventilzeiteinstellung wird in diesem Zustand durch den Stoppmechanismus festgehalten. Da die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile beim Start der Maschine auf die Startventileinstellung festgelegt ist, kann eine gute Maschinenleistung zum Zeitpunkt des Starts der Maschine erreicht werden. Weiterhin, wenn die hydraulischen Kammern des variablen Ventilzeiteinstellmechanismus sich mit Hydraulikflüssigkeit füllen, nachdem die Maschine gestartet ist, arbeitet der so erzeugte hydraulische Druck gegen die Aufrechterhaltung des durch den Stoppermechanismus festgelegten Zustands der Ventilzeiteinstellung. Nachdem der feste Zustand der Ventilzeiteinstellung verlassen ist, wird es möglich, die Ventilzeiteinstellung über den gesamten Arbeitsbereich der Maschine durch Ausführung der Ventilsteuerung über den gesamten Bereich der Ventilsteuerung optimal zu steuern.
Wenn die in der vorgenannten Veröffentlichung genannte Ventilzeitsteuerungsvorrichtung die Ventilzeitverstellung nach der verzögerten Seite der Startventileinstellung regelt, wirkt die Vorspannkraft der Federn auf der Nockenwelle (bewegliches Element) in der zeitlich voreilenden Richtung. Die Vorspannkraft der Feder vergrößert sich schrittweise, sobald sich die relative Drehphase der Nockenwelle (Ventilzeitverstellung) in Richtung der zeitlich spätesten Position verschiebt. Wenn die Ventilzeitverstellung in einen Zustand gesteuert wird, in dem die Vorspannkraft der Feder auf der Nockenwelle wirkt, beeinflußt die Vorspannkraft, die sich mit der Drehphase der Nockenwelle verändert, die Ventilsteuerung gegensinnig.
Die EP-A1-0 845 584 beschreibt eine generische variable Ventilzeitsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die ein bewegliches Element, das durch die Antriebwelle der Maschine angetrieben wird, zumindest ein Ventil, das durch das bewegliche Element bewegt wird, und eine erste und eine zweite hydraulische Kammer, die das bewegliche Element zwischen sich einschließen, wobei eine hydraulische Flüssigkeit selektiv der ersten und der zweiten hydraulische Kammer zugeführt wird, so daß das bewegliche Element relativ zur Antriebswelle der Maschine rotiert, wobei die Ventilzeiteinstellung der Maschine verändert wird, aufweist, wobei die variable Ventilzeitsteuerungsvorrichtung eine Steuereinheit aufweist, die einen Steuerwert berechnet, der für die Steuerung der Ventilzeitverstellung verwendet wird, so daß sich die Ventilzeiteinstellung einer Zieleinstellung des Ventils annähert, und eine Vorspanneinrichtung aufweist, die eine Vorspannkraft auf das bewegliche Element ausübt, um das bewegliche Element in einem vorbestimmten Winkel zu positionieren, so daß die Ventilzeiteinstellung der Maschine auf eine vorbestimmte Einstellung zwischen den zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand gebracht wird.
Weitere variable Ventilzeitsteuerungsvorrichtungen sind in den Dokumenten US-A-5 562 071, US-A-5 592 909 und EP-A-0 821 139 beschrieben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitverstellungssteuereinrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, die Ventilzeiteinstellung unabhängig von einer Vorspannkraft, die durch eine Vorspanneinrichtung angelegt wird, die die Ventilzeiteinstellung in Richtung eines vorbestimmten Zustands zwischen dem zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand vorspannt, genau zu steuern.
Diese Aufgabe wird durch eine variable Ventilzeitsteuerungsvorrichtung und durch ein Verfahren, das die Merkmale der Ansprüche 1 und 21 aufweist, gelöst. Die Erfindung wird gemäß der Unteransprüche weiterentwickelt.
Bei der wie vorstehend konstruierten Vorrichtung wird, selbst wenn eine Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft z.B. an die Nockenwelle von Einlaßventilen anlegt, die Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft einer Vorspanneinrichtung gesteuert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt, wie vorstehend beschrieben, der vorbestimmte Zustand zwischen einem zeitlich spätesten und einem zeitlich frühesten Zustand, und eine Vorspanneinrichtung übt eine Vorspannung aus, um die Ventilzeiteinstellung in den vorbestimmten Zustand zu bringen, wenn sich die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet. In dieser Ausführungsform steuert die Steuereinheit die Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung, zumindest wenn die Ventilzeitverstellung sich auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet.
Bei der vorgenannten Anordnung wird, während die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt wird, wenn die Ventilzeitverstellung sich auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet, die Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft vorgenommen und die Ventilzeiteinstellung kann in geeigneter Weise gesteuert werden, unabhängig von der Vorspannkraft.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt die Steuereinheit einen Zielwert der Ventilzeitverstellung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine und berechnet einen Steuerwert, der für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendet wird, so daß die Ventilzeiteinstellung sich dem Zielwert annähert. Die Steuereinheit berechnet dann den Steuerwert unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung.
Daher wird die Ventilsteuerung auf der Grundlage des Steuerwertes ausgeführt, der unter Berücksichtigung der Vorspannkraft berechnet wurde und daher kann die Ventilzeiteinstel lung in geeigneter Weise unabhängig von der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung gesteuert werden.
Bei der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinheit die Steuerverstärkung, die für die Berechnung des Steuerwertes verwendet wird, auf der Basis des aktuellen Meßwertes der Ventilzeitverstellung und des Zielwertes vergrößern oder verkleinern, so daß der aktuelle Meßwert sich dem Zielwert annähert und kann die Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigieren. Dann kann die Steuereinheit den Steuerwert, der zur Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendet wird, berechnen.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Steuerwert, der für die Ventilzeiteinstellungssteuerung verwendet wird, auf der Basis der Steuerverstärkung berechnet, so daß der aktuelle Meßwert der Ventilzeiteinstellung sich dem Zielwert annähert. In dieser Verbindung differiert die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellung während der Ventilzeiteinstellung, zwischen der, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft angelegt ist, und wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft nicht angelegt ist. Wenn die Ventilzeiteinstellung aus dem Bereich, wo die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung nicht angelegt ist z.B. in den Bereich wechselt, wo die Vorspannkraft angelegt ist, wird die Charakteristik der Änderungsrate unbrauchbar und die Ventilzeiteinstellung kann nicht in geeigneter Weise gesteuert werden. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird jedoch die Steuerverstärkung, die sich auf die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellung bezieht, in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigiert und der Steuerwert wird auf der Grundlage der so korrigierten Steuerverstärkung berechnet, so daß die Ventilzeitverstellung in geeigneter Weise gesteuert werden kann, wobei die Charakteristik der Änderungsrate ordnungsgemäß beibehalten wird, unabhängig von der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Steuereinheit die Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung nur korrigieren, wenn die Ventilzeitverstellung sich in einem Bereich bewegt, wo die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt. Bei dieser Anordnung kann es möglich sein, zu verhindern, daß die Steuerverstärkung in Zusammenhang mit der Vorspannkraft unnötigerweise korrigiert wird, wenn durch die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft angelegt wird.
Weiterhin kann, wie angegeben, die Steuereinheit einen Korrekturwert berechnen, der zur Korrektur der Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung verwendet wird, indem die Ventilzeitverstellung zum Zeitpunkt der Berechnung verwendet wird.
Die durch die Vorspanneinrichtung ausgeübte Vorspannung erhöht sich, sowie die laufende Ventilzeitverstellung sich zum zeitlich spätesten Zustand verschiebt oder sich ihm annähert. Wenn der in Übereinstimmung mit der laufenden Ventilzeitverstellung berechnete Korrekturwert (d.h. die Ventilzeitverstellung zum Zeitpunkt der Berechnung) für die Berechnung der Steuerverstärkung, wie vorstehend beschrieben, verwendet wird, kann es möglich sein die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellung in einem geeigneten Zustand zu halten, indem die Ventilzeitverstellung auf der Basis des aus der Steuerverstärkung berechneten Steuerwertes gesteuert wird, selbst wenn die Vorspannkraft der Vorspann einrichtung sich mit der Veränderung der Ventilzeitverstellung ändert.
Vorzugsweise ändert die Steuereinheit die Steuerverstärkung auf der Basis zumindest eines Parameters, der die Änderungsrate der Ventilzeitverstellung beeinflußt, zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung.
Wenn die Ventilzeitverstellung zum Zielwert gesteuert wird, kann sich ein Parameter oder Parameter, die die Änderungsrate der Ventilzeitverstellung beeinflussen, zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung verändern. Bei der vorstehenden Anordnung wird jedoch der Steuerwert aus der Steuerverstärkung, die sich aufgrund der Parameter ändert, berechnet und die Ventilzeitverstellung wird auf der Basis des so berechneten Steuerwertes gesteuert, wobei die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellung in einem geeigneten Zustand gehalten werden kann.
Die Steuereinheit kann, wie vorstehend gezeigt, einen auf einen Steuerwert basierenden variablen Ventilzeiteinstellmechanismus steuern, dessen variabler Ventilzeiteinstellmechanismus durch den Druck einer Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern. In diesem Fall kann der vorgenannte zumindest eine Parameter, aufgrund dessen die Steuereinheit die Steuerverstärkung verändert, einen oder mehrere Parameter einschließen, die sich auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit beziehen.
Mit der vorgenannten Anordnung wird der Steuerwert aus der Steuerverstärkung, die abhängig von den Parametern verändert wurde, berechnet und die Ventilzeitverstellung wird basierend auf den so berechneten Steuerwert gesteuert. Daher kann die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstel lung in einem geeigneten Zustand gehalten werden, selbst wenn die auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit, die verwendet wird, um den Ventilverstellmechanismus zu betätigen, bezogenen Parameter sich verändern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erlernt die Steuereinheit den zeitlich spätesten Zustand, um einen erlernten Wert zu erhalten, der die Abweichung der aktuellen Messung der Ventilzeitverstellung darstellt, wenn die Ventilzeitverstellung von einem vorbestimmten Referenzwert in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird und berechnet den Steuerwert für die Steuerung der Ventilzeitverstellung auf der Basis des erlernten Wertes. Hier steuert die Steuereinheit die Ausführung des Lernvorgangs für den zeitlich spätesten Zustand, wobei die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung berücksichtigt wird.
Der Steuerwert wird normalerweise unter Verwendung des erlernten Wertes, der durch Ausführung des Lernvorganges für den zeitlich spätesten Zustand erhalten wurde, berechnet und die Ventilzeitverstellung wird auf der Basis des so berechneten Steuerwertes gesteuert und dabei Fehler bei der Ventilzeitverstellsteuerung aufgrund von Differenzen z.B. bei den einzelnen Produkten verringert. Dennoch wird durch die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausgeübt, wenn die Ventilzeitverstellung in die zeitlich späteste Position gesteuert wird, um so den Lernvorgang für den zeitlich spätesten Zustand einzuleiten, was aufgrund des Einflusses der Vorspannkraft zu Lernfehlern bei dem zeitlich spätesten Zustand führen kann. Das macht es schwierig, die Ventilzeitverstellung in geeigneter Weise zu steuern. Bei den vorbeschriebenen Anordnungen wird der Lernvorgang für den zeitlich spätesten Zustand gesteuert, wobei die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung berücksichtigt wird. Wenn sich eine Möglichkeit für ein fehlerhaftes Lernen des zeitlich spätesten Zustands, aufgrund des Einflusses der Vorspannkraft ergibt, kann der Lernvorgang für den zeitlich spätesten Zustand unterbunden werden. Durch das Steuern des Lernvorgangs für den zeitlich spätesten Zustand auf diese Weise, kann der Steuerwert (erlernter Wert) auf einen Wert gesetzt werden, der den Einfluß der Vorspannkraft verrechnet und die Ventilzeitverstellung kann in geeigneter Weise, ohne unter einem fehlerhaften Erlernen des zeitlich spätesten Zustands zu leiden, gesteuert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform kann die Vorspanneinrichtung die Vorspannkraft so ausüben, daß die Ventilzeitverstellung der Maschine zeitlich früher gelegt wird und die Steuereinheit kann den Lernvorgang für den zeitlich spätesten Zustand verhindern, wenn der Maschinenstatus es nicht erlaubt, die Ventilzeitverstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung in den zeitlich spätesten Zustand zu steuern. Diese Anordnung kann ein fehlerhaftes Erlernen des zeitlich spätesten Zustands vermeiden, das es schwierig macht, die Ventilzeitverstellung in geeigneter Weise zu steuern.
Bei der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform kann die Steuereinheit einen auf einen Steuerwert basierenden variablen Ventilverstellmechanismus steuern, dessen variabler Ventilverstellmechanismus durch den Druck einer Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern und die Steuereinheit kann das Erlernen des zeitlich spätesten Zustands unterbinden, wenn die für die Betätigung des variablen Ventilverstellmechanismus verwendete Hydraulikflüssigkeit es nicht gestattet, die Ventilzeitverstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung in den zeitlich spätesten Zustand zu steuern. Diese Anord nung kann ein fehlerhaftes Erlernen des zeitlich spätesten Zustands der Ventilzeiteinstellung vermeiden, das es schwierig macht, die Ventilzeiteinstellung in geeigneter Weise zu steuern.
Die vorstehend beschriebene Ventileinstellvorrichtung kann weiterhin einen Speicher enthalten, der als Haltedaten den Steuerwert speichert, der gemessen wird, wenn eine Abweichung einer aktuellen Messung der Ventilzeitverstellung von deren Zielwert für weniger als einen vorbestimmten Wert beibehalten wird. In dieser Vorrichtung korrigiert die Steuereinheit die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und berechnet den Steuerwert unter Verwendung der Haltedaten.
Der für die Ventilzeitverstellung verwendete Steuerwert wird unter Verwendung der Haltedaten berechnet, so daß der aktuelle Meßwert der Ventilzeitverstellung sich dem Zielwert annähert. Die Haltedaten stellen einen Mittelwert dar, dem gegenüber dem Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird. Die Haltedaten sind ebenfalls dem Einfluß der Vorspannkraft unterworfen, wenn die Ventilzeitverstellung sich in einem Bereich befindet, wo die Vorspannung durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist und ist nicht dem Einfluß der Vorspannkraft unterworfen, wenn die Ventilzeitverstellung sich nicht im gleichen Bereich befindet. Wenn die Ventilzeitverstellung von einem Bereich, in dem die Vorspannkraft nicht durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist, z.B. in einen Bereich wechselt, wo die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist, kann der Mittelwert, dem gegenüber der Steuerwert sich vergrößert oder verkleinert, von dem geeigneten Status oder Wert abweichen, da die Haltedaten den Einfluß der Vorspannkraft nicht berücksichtigen. Folglich kann die Ventilzeitverstellung nicht richtig gesteuert wer den. Bei der vorgenannten Anordnung der Erfindung wird jedoch der Steuerwert auf der Grundlage der Haltedaten berechnet, die in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigiert werden und daher kann die Ventilzeitverstellung in geeigneter Weise gesteuert werden, ohne Verschlechterung durch die Abweichung des Mittelwertes der Erhöhung oder Erniedrigung des Steuerwertes von seinem optimalen Zustand.
Bei der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung kann die Steuereinheit die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft nur dann korrigieren, wenn der Ventilzeitverstellung sich in einem Bereich befindet, wo die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt. Bei dieser Anordnung kann es möglich werden, daß die Haltedaten unnötigerweise in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft korrigiert werden, wenn keine Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist.
Weiterhin kann die Steuereinheit die Haltedaten korrigieren, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung zu entfernen, bevor die von dem gemessenen Steuerwert abweichenden Haltedaten im Speicher abgespeichert werden und kann die Haltedaten im Speicher korrigieren, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung hinzuzuaddieren, bevor die Haltedaten im Speicher für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Bei der vorgenannten Anordnung speichert der Speicher Haltedaten, die frei vom Einfluß der von der Vorspanneinrichtung ausgeübten Vorspannkraft sind und der Einfluß der Vorspannkraft wird den Haltedaten hinzugefügt, wenn der Steuerwert auf der Basis der Haltedaten berechnet wird. Ebenso kann der Mittelwert, dem gegenüber der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird, auf einen geeigneten Wert gehalten werden, selbst wenn z.B. die Haltedaten im Speicher abgespeichert werden, während sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, wo keine Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt wird, und die dabei gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden, wenn die Ventilzeitverstellung sich in einem Bereich befindet, in dem durch die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft angelegt wird. Ebenso kann der Mittelwert der Vergrößerung/Verkleinerung des Steuerwertes auch in dem Fall in einem geeigneten Status gehalten werden, wo die Haltedaten, die in einem Bereich erbracht wurden, in dem eine Vorspannkraft anliegt, in Speicher abgespeichert wurden und die so gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes in einem Bereich verwendet werden, in dem eine Vorspannkraft nicht anliegt.
Andererseits kann die Steuereinheit verhindern, daß die Haltedaten im Speicher gespeichert werden, wenn sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt und die im Speicher gespeicherten Haltedaten korrigieren, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung hinzuzufügen, bevor die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Bei der vorgenannten Anordnung speichert der Speicher Haltedaten, die frei vom Einfluß der Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung sind und der Einfluß der Vorspannkraft wird den Haltedaten wenn nötig hinzugefügt, wenn der Steuerwert auf der Basis der Haltedaten berechnet wird. Entsprechend kann der Mittelwert, um den herum der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird, in einem geeigneten Zustand erhalten werden, selbst in dem Fall, wo die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden, wenn sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, in dem eine Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt wird.
Andererseits kann die Steuereinheit den Zielwert der Ventilzeitverstellung auf einen Wert setzen, der außerhalb des Bereiches liegt, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt und die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigieren und den Steuerwert unter Verwendung der Haltedaten berechnen.
Bei der vorgenannten Anordnung speichert der Speicher Haltedaten, die frei vom Einfluß der Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung sind und der Einfluß der Vorspannkraft wird den Haltedaten wenn nötig hinzugefügt, wenn der Steuerwert auf der Basis der Haltedaten berechnet wird. Ebenso kann der Mittelwert, um den herum der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird, in einem geeigneten Stand erhalten werden, selbst in dem Fall, wo die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden, wenn sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, im dem Vorspannkraft angelegt ist.
Weiterhin kann die Steuereinheit, wie vorstehend gezeigt, einen Korrekturwert für die Korrektur der Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung unter Verwendung der Ventilzeitverstellung zum Zeitpunkt der Berechnung berechnen.
Die durch die Vorspanneinrichtung ausgeübte Vorspannkraft vergrößert sich, sowie die aktuelle Ventilzeitverstellung sich zum zeitlich spätesten Zustand hin verschiebt oder sich ihm annähert. Bei der vorstehenden Anordnung werden die Hal tedaten unter Verwendung des Korrekturwertes, der auf der Basis der aktuellen Ventilzeitverstellung berechnet wurde, (d.h. die Ventilzeitverstellung zum Zeitpunkt der Berechnung) korrigiert und daher kann der Mittelwert, dem gegenüber der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird, der aus den Haltedaten erhalten wird, in einem geeigneten Stand aufrecht erhalten werden, selbst wenn die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung sich mit der Veränderung der Ventilzeitverstellung verändert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung weiterhin einen ersten Speicher, der den Steuerwert als ersten Haltedatensatz zum Zeitpunkt speichert, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeitverstellung von dessen Zielwert für weniger als ein vorbestimmter Wert aufrecht erhalten wird, unter der Bedingung, daß die Ventilzeitverstellung sich im ersten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, und einen zweiten Speicher, der den Steuerwert als zweiten Haltedatensatz zu einem Zeitpunkt speichert, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeitverstellung von dessen Zielwert für weniger als ein vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird, unter der Bedingung, daß die Ventilzeitverstellung sich im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Steuereinheit der Steuerwert unter Verwendung des ersten Haltedatensatzes im ersten Speicher, wenn sich die Ventilzeitverstellung im ersten Bereich, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, befindet und berechnet den Steuerwert unter Verwendung des zweiten Haltedatensatzes im zweiten Speicher, wenn die Ventilzeitverstellung sich im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt.
Der für die Ventilzeitverstellung verwendete Steuerwert wird unter Verwendung der Haltedaten berechnet, so daß der aktuelle Meßwert der Ventilzeitverstellung sich dem Zielwert annähert. Die Haltedaten liefern einen Mittelwert (oder Bezugswert), dem gegenüber der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird. Die Haltedaten sind auch dem Einfluß der Vorspannkraft unterworfen, wenn sich die Ventilzeitverstellung im Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt wird, und sind dem Einfluß der Vorspannkraft nicht unterworfen, wenn die Ventilzeitverstellung sich nicht im gleichen Bereich befindet. Wenn die Ventilzeitverstellung von einem Bereich, in dem die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung nicht angelegt ist, in z.B. einen Bereich wechselt, in dem die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist, kann der Mittelwert, dem gegenüber sich der Steuerwert vergrößert oder verkleinert, vom geeigneten Zustand oder Wert abweichen, da die Haltedaten den Einfluß der Vorspannkraft nicht berücksichtigen. Folglich kann die Ventilzeitverstellung nicht in geeigneter Weise gesteuert werden. Bei der vorgenannten Anordnung der Erfindung werden, wenn sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, in dem eine Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt wird, die Haltedaten, die die Vorspannkraft berücksichtigen, im ersten Speicher gespeichert und der für die Ventilzeitverstellungssteuerung verwendete Steuerwert wird aus diesen Haltedaten berechnet. Wenn sich andererseits die Ventilzeitverstellung nicht im vorgenannten Bereich befindet, werden die Haltedaten, die frei vom Einfluß der Vorspannkraft sind, im zweiten Speicher gespeichert und der Steuerwert wird aus den Haltedaten berechnet. Folglich wird das Abspeichern der Haltedaten und die Berechnung des Steuerwertes getrennt ausgeführt, wenn sich die Ventilzeitverstellung in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft durch die Vorspanneinrichtung angelegt ist und wenn sich die Ventilzeitverstellung nicht im gleichen Bereich befindet. Daher können die für die Berechnung des Steuerwertes verwendeten Haltedaten auf einen Wert gesetzt werden, der die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung berücksichtigt, ohne unter der Abweichung des Mittelwertes der Vergrößerung/Verkleinerung von seinem richtigen Stand zu leiden.
Vorzugsweise verändert die Steuereinheit die Haltedaten auf der Basis zumindest eines Parameters, der die Haltedaten beeinflußt, zusätzlich zu der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung. Bei dieser Anordnung wird der Steuerwert unter Verwendung der Haltedaten berechnet und abhängig von den Parametern verändert. Daher kann der Mittelwert, um den der Steuerwert vergrößert oder verkleinert wird, um so die Ventilzeitverstellung auf den Zielwert zu steuern, in einem geeigneten Stand gehalten werden, selbst wenn die Parameter, die die Haltedaten zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung beeinflussen sich ändern.
Bei der gerade vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung kann die Steuereinheit einen variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus auf der Basis des Steuerwertes steuern, dessen Mechanismus durch den Druck einer Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeitverstellung zu verändern und der vorstehend erwähnte mindestens eine Parameter, auf dessen Grundlage die Steuereinheit die Haltedaten ändert, kann einen oder mehrere Parameter umfassen, die sich auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit beziehen.
Bei der vorgenannten Anordnung wird der Steuerwert aus den Haltedaten berechnet, die abhängig von den Parametern verändert werden und die Ventilzeitverstellung wird auf der Basis des so berechneten Steuerwertes gesteuert. Daher kann der Mittelwert, um den der Steuerwert während der Steuerung der Ventilzeitverstellung zum Zielwert vergrößert oder verkleinert wird, in einem geeigneten Stand gehalten werden, selbst wenn die auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus bezogenen Parameter verändert werden.
Die erwähnten und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen zur Darstellung gleicher Elemente verwendet werden, ersichtlich.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtaufbaus einer Maschine, auf die die Ventilzeiteinstellungsvorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung angewendet wird.
2 ist eine Schnittansicht, die die Anordnung für die Zuführung von Hydraulikflüssigkeit an den variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau des variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau des Ventilzeitverstellungsmechanismus zeigt.
5 ist eine Grafik die die Beziehung zwischen dem Korrekturwert h1 und dem aktuellen Voreilungswert θrk zeigt.
6 ist ein Flußdiagramm, das die Rechenroutine für die Steuerverstärkung zeigt.
7 ist ein Flußdiagramm, das die Rechenroutine für das Lernen des zeitlich spätesten Zustands zeigt.
8 ist ein Flußdiagramm, die eine Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis zeigt.
9 ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen dem Korrekturwert h4 und dem aktuellen Voreilungswert θrk zeigt.
10 ist ein Flußdiagramm, das die Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis entsprechend der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt und
11 ist ein Flußdiagramm, das die Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis der zweiten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
ERSTE AUFÜHRUNGSFORM
Die erste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 9 beschrieben, wenn sie auf eine Automobilmaschine angewendet wird.
Wie in 1 gezeigt, weist der Zylinderblock 11a der Maschine 11 insgesamt vier Kolben 12 auf (nur einer davon ist in 1 gezeigt), die in entsprechenden Zylindern aufgenommen werden. Die Kolben 12 sind mit einer Kurbelwelle 14 über die entsprechenden Verbindungsstangen verbunden, das heißt mit der Ausgangswelle der Maschine 11. Die Hin- und Herbewegungen jedes Kolbens 12 werden durch jede der Verbindungsstangen 13 in eine Rotation der Kurbelwelle 14 umgewandelt.
Die Kurbelwelle 14 weist einen Signalrotor 14a auf. Der äußere Umfangsabschnitt des Signalrotors 14a weist eine Viel zahl von Vorsprüngen 14b auf, die jeweils in einen vorbestimmten Winkel um die Achse der Kurbelwelle 14 ausgebildet sind. Ein Kurbelwellen-Positionssensor 14c ist an einer Seite des Signalrotors 14a angeordnet. Sowie die Vorsprünge 14b des Signalrotors 14a, während der Rotation der Kurbelwelle 14 den Kurbelwellen-Positionssensor 14c passieren, gibt der Kurbelwellen-Positionssensor 14c ein Erkennungssignal in Form einer Impulses ab, entsprechend der jeweiligen Vorsprünge, die den Sensor 14c passieren.
Der Zylinderblock 11a ist mit einem Wassertemperatursensor 11b zur Feststellung der Temperatur des Kühlwassers der Maschine 11 versehen. Die Verbrennungskammer 16 ist zwischen jedem Kolben 12 und dem Zylinderkopf 15, der am oberen Ende des Zylinderblockes 11a angeordnet ist, angeordnet. Einlaßöffnungen 17 und Auslaßöffnungen 18 sind im Zylinderkopf 15 ausgebildet und kommunizieren mit den Verbrennungskammern 16. Die Einlaßöffnungen 17 und die Auslaßöffnungen 18 kommunizieren ebenfalls mit dem Einlaßkanal 32 beziehungsweise dem Auslaßkanal 33. Jede Einlaßöffnung 17 und jede Auslaßöffnung 18 sind mit einem Einlaßventil 19 beziehungsweise einem Auslaßventil 20 versehen.
Eine Einlaßnockenwelle 21 und eine Auslaßnockenwelle 22 zum Öffnen und Schließen der Einlaßventile 19 beziehungsweise der Auslaßventile 20 sind drehbar im Zylinderkopf 15 gelagert. Die Rotation der Kurbelwelle 14 wird an die Einlaß- und Auslaßventile 21, 22 über Getriebe, Ketten usw. übertragen. Sowie die Einlaßnockenwelle 21 rotiert, werden die Einlaßventile 19 geöffnet und geschlossen, wobei sie die Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen 17 und den Verbrennungskammern 16 herstellen oder blockieren. Sowie die Auslaßnockenwelle 22 rotiert, werden die Auslaßventile 20 geöffnet und geschlossen, wobei sie die Verbindung zwischen den Auslaßöffnungen 18 und den Verbrennungskammern 16 herstellen oder blockieren.
Ein Nockenpositionssensor 21b, der die Vorsprünge 21a am äußeren Umfang der Einlaßnockenwelle 21 erkennt, ist am Zylinderkopf 15 an einer Seite der Einlaßnockenwelle 21 angeordnet. Sowie die Einlaßnockenwelle 21 rotiert passieren die Vorsprüngen 21a der Nockenwelle 21 den Nockenpositionssensor 21b und der Nockenpositionssensor 21b gibt in bestimmten Winkelintervallen ein Erkennungssignal als Reaktion auf das Passieren des Vorsprunges 21a aus.
Ein Vakuumsensor 36 zur Erkennung des Einlaßdruckes der Maschine 11 ist im Einlaßkanal 32 angeordnet. Kraftstoffeinspritzventile 37 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Einlaßöffnungen 17 sind am abströmseitigen Ende des Einlaßkanals 32 angeordnet. Jedes Einspritzventil 37 spritzt Kraftstoff in die entsprechende Einlaßöffnung ein und bildet eine Mischung von Kraftstoff und Luft, wenn Luft aus dem entsprechenden Einlaßkanal 32 während des Einlaßtaktes der Maschine 11 in die entsprechende Verbrennungskammer 16 gezogen wird.
Der Zylinderkopf 15 ist ebenfalls mit Zündkerzen 38 zum Zünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches versehen, das in die entsprechenden Verbrennungskammern 16 geladen wurde. Wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch nach der Zündung in der Verbrennungskammer 16 verbrennt, veranlaßt die Verbrennungsenergie den Kolben 12 sich hin und her zu bewegen und so die Kurbelwelle 14 zu drehen oder rotieren zu lassen, wobei die Maschine 11 angetrieben wird. Nachdem die Mischung in der Verbrennungskammer 16 verbrannt ist, wird Abgas durch den Kolben 12, der sich während des Ausstoßtaktes der Maschine 11 aufwärts bewegt, in den Auslaßkanal 33 entladen.
Als Nächstes wird der variable Ventilzeiteinstellmechanismus 24 zum Variieren der Offen-Geschlossen-Zeit (Ventilzeiteinstellung) des Einlaßventils 19 der Maschine 11 mit Bezug auf 2 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, weist die Einlaßnockenwelle 21 auf die der variable Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 montiert ist, einen Zapfen 21c auf, der drehbar durch das Lager 15a des Zylinderkopfes 15 abgestützt ist. Der variable Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 enthält ein Getriebe 24a, an das die Rotationsbewegung von der Kurbelwelle 14 über eine Kette o.ä. übertragen wird und ein rotierendes Glied (bewegliches Element) 41 ist durch einen Bolzen 42 an die axiale Endfläche der Einlaßnockenwelle 21 (die linksseitige Endfläche in 2) befestigt. Das Getriebe 24a ist relativ zur Einlaßkurbelwelle 21, die sich durch den Mittelabschnitt des Getriebes 24a erstreckt, drehbar.
Eine Ringabdeckung 44 stößt an die axiale Endfläche des Getriebes 24a an, so daß das rotierende Element 41 von der Ringabdeckung 44 umgeben ist. Die Öffnung der Ringabdeckung 44 am distalen Ende (fern dem Zentrum liegenden Ende) ist durch eine Verschlußplatte 45 verschlossen. Das Getriebe 24a, die Ringabdeckung 44 und die Verschlußplatte 45 sind mit Bolzen 46 befestigt, so daß sie zusammen drehbar sind. Bei dieser Anordnung sind die Einlaßnockenwelle 21 und das rotierende Element 41 zusammen um die Achse L der Einlaßnockenwelle 21 drehbar. Das Getriebe 24a, die Ringabdeckung 44 und die Verschlußplatte 45 sind um die Achse L relativ zur Einlaßnockenwelle 21 und dem rotierenden Element drehbar.
Der variable Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 wird mit Hydraulikflüssigkeit vom Öldurchlaß der zeitlich vorn liegenden Seite 47 (die einfach "voreilender Öldurchlaß" ge nannt werden soll) und vom Öldurchlaß, der zeitlich zurückliegenden Seite 48 (der einfach nacheilender Öldurchlaß genannt werden soll), die im Lager 15 und in der Einlaßnockenwelle 21 ausgebildet sind, selektiv versorgt, wie 2 zeigt. Wenn der variable Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 mit einer auf diese Weise zugeführten Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, wird die relative Drehphase der Einlaßnockenwelle 21 in Bezug auf die Kurbelwelle vorgeschoben oder verzögert, so daß die Ventilzeiteinstellung des Einlaßventils 19 verändert wird.
Ein Ölsteuerventil (OCV) 49 ist mit dem voreilenden Öldurchlaß 47 und den nacheilenden Öldurchlaß 48 verbunden. Ein Zuführungskanal 50 und ein Abführungskanal 51 sind an das OCV 49 angeschlossen. Der Zuführungskanal 50 ist mit einer Ölwanne 11c, die im unteren Abschnitt der Maschine 11 angeordnet ist, über eine Ölpumpe 52, die angetrieben wird, wenn die Kurbelwelle 14 rotiert, verbunden. Der Abführungskanal 51 ist direkt mit der Ölwanne 11c verbunden.
Das OCV 49 weist eine Rolle 63 auf, die vier Ventilabschnitte 64 hat und in eine Richtung mittels einer Spiralfeder 62 und in die andre Richtung mittels einer elektromagnetischen Zylinderspule getrieben wird. Während die elektromagnetische Zylinderspule 65 in einem nicht erregten Zustand gehalten wird, positioniert sich die Rolle 63 an einem axialen Ende (die rechte Seite in 2) unter der Vorspannung der Spiralfeder 62, so daß der voreilende Öldurchlaß 47 und der Zuführungskanal 50 und der nacheilende Öldurchlaß 48 und der Abführungskanal 51 miteinander kommunizieren. In diesem Zustand wird von der Ölwanne 11c in den voreilenden Öldurchlaß 47 durch die Ölpumpe 52 hydraulische Flüssigkeit geliefert und die hydraulische Flüssigkeit fließt aus dem nacheilenden Öldurchlaß 48 in die Ölwanne 11c zurück.
Wenn die elektromagnetische Zylinderspule 65 erregt wird, wird die Rolle 63 am entgegengesetzten axialen Ende gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 62 positioniert (die linke Seite in 2), so daß der voreilende Öldurchlaß 47 und der Abführungskanal 51 und der nacheilende Öldurchlaß 48 und der Zuführungskanal miteinander kommunizieren. In diesem Zustand wird von der Ölwanne 11c durch die Ölpumpe 52 Hydraulikflüssigkeit in den nacheilenden Öldurchlaß 48 geliefert und die Hydraulikflüssigkeit fließt aus dem voreilenden Öldurchlaß 47 in die Ölwanne 11c zurück.
Der Druck (hydraulischer Druck) der Hydraulikflüssigkeit, die im Zuführungskanal 50 fließt, wird durch einen Öldrucksensor 34 und deren Temperatur wird durch einen Öltemperatursensor 35 festgestellt.
Die Konstruktionen des rotierenden Elementes 41 und der Ringabdeckung 44 des variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 werden als Nächstes im Detail unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, hat die Ringabdeckung 44 vier Vorsprünge 66, die aus der inneren Umfangsfläche 44a der Ringabdeckung 44 in Richtung der Achse L der Einlaßnockenwelle 21 (2) hervorstehen. Die Vorsprünge 66 sind in vorbestimmten Intervallen ausgebildet, wie in der Umfangsrichtung der Ringabdeckung 44 zu sehen. Ebenso sind die Aussparungen 67 zwischen den Vorsprüngen 66 in vorbestimmten Intervallen, wie in Umfangsrichtung der Ringabdeckung 44 zu sehen, ausgebildet. Das rotierende Element 41 hat vier Flügel 68a – 68d, die nach außen aus der äußeren Umfangsfläche des Elementes 41 in einer Weise hervorstehen, daß die Flügel 68a – 68d sich in die entsprechenden Aussparungen 67 einfügen. Jede der Aussparungen, die die Flügel 68a – 68d aufnehmen, wird durch den entsprechenden Flügel in eine Hydraulikkammer der zeitlich voreilenden Seite 69 (hiernach einfach voreilende Hydraulikkammer genannt) und in eine Hydraulikkammer der zeitlich nacheilenden Seite 70 (hiernach einfach nacheilende Hydraulikkammer genannt) geteilt. Die voreilende Hydraulikkammer 69 und die nacheilende Hydraulikkammer 70 sind so positioniert, daß sie zwischen den entsprechenden Flügeln 68a – 68d liegen, wie in Richtung des Umfanges des rotierenden Elementes 41 gesehen. Jede voreilende Hydraulikkammer 69 steht mit dem voreilenden Öldurchlaß 47 in Verbindung, der sich durch das rotierende Element 41 erstreckt. Jede nacheilende Hydraulikkammer 70 steht mit dem nacheilenden Öldurchlaß 48 in Verbindung, der sich durch das Getriebe 24a erstreckt.
Bei dem vorstehend beschriebenen variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 wird, wenn die elektromagnetische Zylinderspule 65 des OCV 49 nicht erregt ist, Hydraulikflüssigkeit vom voreilenden Öldurchlaß 47 der voreilenden Hydraulikkammern 69 zugeführt, während gleichzeitig Hydraulikflüssigkeit aus den nacheilenden Hydraulikkammern 70 über den nacheilenden Öldurchlaß 48 abläuft. Im Ergebnis bewegen sich die Flügel 68a – 68d in die durch den Pfeil "A" in 3 angezeigte Richtung und daher dreht sich das rotierende Element 42 in 2 in Uhrzeigerrichtung bezogen auf die Ringabdeckung 44. Im Ergebnis verändert sich die relative Drehphase der Einlaßnockenwelle 21 in Bezug auf das Getriebe 24a (Kurbelwelle 14). Bei dem variablen Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 dieser Ausführungsform drehen sich das Getriebe 24a und die Einlaßnockenwelle 21 in 2 in Uhrzeigerrichtung, wenn die Rotation der Kurbelwelle 14 über eine Kette o.ä. an das Getriebe 24a übertragen wird. Daher rufen die relativen Bewegungen der Flügel 68a – 68d in Richtung des Pfeils "A" eine Winkelposition (oder Phase) der Einlaßnockenwelle 21 hervor, die vor der der Kurbelwelle liegt, und stellt daher die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 zeitlich vor.
Wenn die elektromagnetische Zylinderspule 65 des OCV 49 erregt wird, wird Hydraulikflüssigkeit aus dem nacheilenden Öldurchlaß 48 den nacheilenden Hydraulikkammern 70 zugeführt und gleichzeitig Hydraulikflüssigkeit aus den voreilenden Hydraulikkammern 69 über den voreilenden Öldurchlaß 47 zurückgeführt. Im Ergebnis bewegen sich die Flügel 68a – 68d in die Gegenrichtung des Pfeils "A", so daß sich das rotierende Element 41 in 3 in Gegenuhrzeigerrichtung in Bezug auf die Ringabdeckung 44 dreht. Im Ergebnis verändert sich die relative Drehphase der Einlaßnockenwelle 21 in Bezug auf das Getriebe 24a (Kurbelwelle 14) in eine Richtung entgegen der vorgenannten Richtung. In diesem Fall liegt die Winkelposition der Einlaßnockenwelle 21 hinter der der Kurbelwelle 14 und die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 wird verzögert.
Durch Steuerung der Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit in die voreilenden Hydraulikkammern 69 und die nacheilenden Hydraulikkammern 70 durch Funktionssteuerung der an der elektromagnetischen Zylinderspule 65 anliegenden Spannung kann die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 verändert oder in einem bestimmten Zustand erhalten werden.
Als Nächstes wird eine Anordnung zur Fixierung der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 in einem vorbestimmten Zustand zwischen dem zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand z.B. zum Zeitpunkt des Starts der Maschine 11 beschrieben. Der Steuerspielraum der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 ist so eingerichtet, daß die für den Start der Maschine geeignete Ventilzeiteinstellung (die "Startventileinstellung" genannt werden soll) erreicht wird, wenn die Ventilzeiteinstellung den vorgenannten vorbestimmten Zustand erreicht.
Von den vier Flügeln 68a – 68d des rotierenden Elementes 41 sind zwei Flügel 68b, 68d, die symmetrisch an der Achse L angeordnet sind, mit Schubmechanismen 53 ausgestattet, wie in 3 gezeigt. Die Schubmechanismen 53 sind dafür vorgesehen, die Einlaßnockenwelle 21 (rotierendes Element 41) nach der voreilenden Seite zu schieben, wenn die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 in Bezug auf den vorbestimmten Zustand verzögert ist, so daß die Ventilzeiteinstellung den vorbestimmten Zustand erreicht.
Jeder Schubmechanismus 53 weist einen Schubstift 55 auf, der durch eine Schraubenfeder 54 bewegt wird, so daß er in die entsprechende voreilende Hydraulikkammer 69 hineinragt. Die Schraubenfeder 54 kann sich in Umfangsrichtung ausdehnen und zusammenziehen. Wenn die Maschine 11 angehalten ist, stößt das distale Ende des Schubstifts 55 an die innere Wand der entsprechenden voreilenden Hydraulikkammer 69 an und infolge der Vorspannkraft der Schraubenfedern 54 wird das rotierende Element 41 in eine Position gebracht, die um einen vorbestimmten Wert gegenüber dem zeitlich spätesten Zustand voreilend ist (in Richtung des Pfeils "A" in 3). Mit dem in dieser Position gehaltenen rotierenden Element 41 erreicht die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 die Startventileinstellung. Entsprechend ist die Begrenzung des Steuerbereiches der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 auf der nacheilenden Seite weiter nach der verzögerten Seite der Startventileinstellung versetzt. Daher wird der Steuerbereich der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 erweitert, wobei die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 optimal über den gesamten Arbeitsbereich der Maschine 11 gesteuert werden kann.
Weiterhin weist der variable Ventilzeitverstellungsmechanismus 24 einen Stoppermechanismus 56 an einem der Vorsprünge 66 der Ringabdeckung 44 auf. Der Stoppermechanismus 56 ist zur Fixierung der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 auf die Startventileinstellung vorgesehen.
Der Stoppermechanismus 56 weist einen Stopperstift 58 im Vorsprung 66 der Ringabdeckung 44 und ein Loch 59, das im rotierenden Element 41 ausgebildet ist, auf. Der Stopperstift 58 wird durch eine Schraubenfeder 57 zur Achse L hin gedrückt und das Loch 59 ist so ausgebildet, daß es das distale Ende des Stopperstiftes 58 aufnimmt. Wenn die Maschine angehalten ist und die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 unter der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Startventileinstellung gesetzt ist, wird das distale Ende des Stopperstiftes 58 aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 57 in das Loch 59 eingeführt. In diesem Zustand ist die relative Drehphase der Einlaßnockenwelle 21 in Bezug auf die Kurbelwelle 14 festgelegt und die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 ist auf der Startventileinstellung fixiert.
Ebenso wird Hydraulikflüssigkeit von der voreilenden Hydraulikkammer 69 und der nacheilenden Hydraulikkammer 70 dem Stoppermechanismus 56 zugeführt. Aufgrund des Druckes der dem Stoppermechanismus 56 zugeführten Hydraulikflüssigkeit wird der Stopperstift 58 aus dem Loch 59 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 57 zurückgezogen, wodurch die Ventilzeiteinstellung nicht mehr durch den Stoppermechanismus 56 fixiert ist. Während die Maschine 11 betrieben wird, wird Hydraulikflüssigkeit aus zumindest einer der voreilenden Hy draulikkammern 69 und der nacheilenden Hydraulikkammer 70 dem Stoppermechanismus 56 zugeführt, so daß der Stopperstift 58 in der zurückgezogenen Position verbleibt.
Der elektrische Aufbau der Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung dieser Ausführungsform wird als Nächstes mit Bezug auf 4 beschrieben.
Die Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung weist eine elektronische Steuereinheit 92, (hiernach als "ECU" 92 bezeichnet) zur Steuerung des Betriebszustands der Maschine 11 auf. Die ECU 92 ist als arithmetische Logikeinheit ausgebildet, die ein ROM 93, eine CPU 94, ein RAM 95, ein Backup-RAM 96 usw. ausweist.
Das ROM 93 speichert verschiedene Steuerprogramme, Vorlagen, auf die während der Ausführung der Steuerprogramme Bezug genommen wird, und so weiter. Die CPU 94 führt Computer- oder Rechenleistungen entsprechend den Programmen und den im ROM 93 gespeicherten Vorlagen durch. Das RAM speichert vorübergehend die Ergebnisse der durch die CPU 94 ausgeführten Operationen, Daten von verschiedenen Sensoren und so weiter. Das Backup-RAM ist ein nichtflüchtiger Speicher, der die gespeicherten Daten und andere Daten hält, während die Maschine 11 angehalten ist. Das ROM 93, die CPU 94, das RAM 95 und das Backup-RAM 96 sind miteinander mit einem externen Eingangskreis (Interface) 98 und an einen Ausgangskreis (Interface) 99 über den Bus 97 verbunden.
An den externen Eingangskreis 98 sind der Wassertemperatursensor 11b, der Kurbelwellenpositionssensor 14c, der Nockenwellenpositionssensor 21b, der Öldrucksensor 34, der Öltemperatursensor 35, der Vakuumsensor 36 usw. angeschlossen. Das OCV 49 und andere gesteuerte Komponenten, die sich nicht auf die Erfindung beziehen, (und daher hier nicht weiter besprochen werden) sind an den externen Ausgangskreis 99 angeschlossen.
Die ECU 92, wie sie vorstehend beschrieben wurde, steuert die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19, indem sie eine Leistungssteuerung an die elektromagnetische Zylinderspule 65 des OCV 49 mit einem Leistungsverhältnis D, das abhängig vom Betriebszustand der Maschine 11 gebildet wird, durchführt. Bei einer solchen Ventilzeiteinstellungssteuerung wird der voreilende Wert der Ventilzeiteinstellung des Einlaßventils 19 gesteuert. Der voreilende Wert entspricht einem Wert, der angibt, wie weit die Ventilzeiteinstellung in Bezug auf den zeitlich spätesten Zustand als Bezugsposition voreilt.
Die Ventilzeiteinstellung des Einlaßventils 19 wird normalerweise in einem vorbestimmten Zustand gehalten, wenn das Leistungsverhältnis 50 % ist. Das rührt daher, daß die Zufuhr und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit zu und von den voreilenden Hydraulikkammern 69 und den nacheilenden Hydraulikkammern 70 vom OCV 49 unterbunden wird, wenn das Leistungsverhältnis gleich 50 % wird.
Wenn das Leistungsverhältnis D größer als 50 % wird, erhöht sich die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung zur nacheilenden Seite hin nach und nach, sowie das Leistungsverhältnis näher an 100 % herankommt. Das rührt daher, daß die Menge der den nacheilenden Hydraulikkammern 70 zugeführte Hydraulikflüssigkeit sich erhöht, wenn das Leistungsverhältnis D sich 100 % nähert. Entsprechend, wenn das Leistungsverhältnis D kleiner als 50 % wird, erhöht sich die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung zur voreilenden Seite hin nach und nach, sowie das Leistungsverhältnis D näher an 0 % herankommt. Das rührt daher, daß sobald das herankommt. Das rührt daher, daß sobald das Leistungsverhältnis D näher an 0 % herankommt, sich die Menge der den voreilenden Hydraulikkammern 69 zugeführten Hydraulikflüssigkeit erhöht.
Das Leistungsverhältnis D, das bei der Ventilzeiteinstellungssteuerung der Einlaßventile 19 verwendet wird, wird nach der Formel (1) unter Verwendung einer Steuerverstärkung P und eines Halte-Leistungsverhältnisses H wie folgt berechnet. D = P + H (1)
In der vorgenannten Gleichung (1) ist die Steuerverstärkung ein Wert, der erhöht oder erniedrigt wird, so daß die aktuelle Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 sich einem Zielwert nähert, der in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine 11 gesetzt wird.
Um die Steuerverstärkung P zu berechnen, bestimmt die ECU 92 den aktuellen Voreilwert bei der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 auf der Basis der Erkennungssignale vom Kurbelwellenpositionssensor 14c und vom Nockenwellenpositionssensor 21b und berechnet einen Zielwert des Voreilungswertes auf der Basis des Betriebszustands der Maschine 11. Dann berechnet die ECU 92 die Steuerverstärkung P aus einer Vorlage o.ä. auf der Basis der Differenz zwischen dem aktuellen Voreilungswert und dem Zielwert und anderen. Auf diese Weise wird die Steuerverstärkung erhöht oder erniedrigt, so daß der aktuelle Voreilungswert sich dem Zielwert annähert, wenn die OCV 49 auf der Basis des Leistungsverhältnisses D gesteuert wird. Der Wert der Erhöhung/Erniedrigung bei der Steuerverstärkung P erhöht sich mit der Erhöhung der Differenz zwischen dem aktuellen Voreilungswert und dem Zielwert und ist mit der Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 verbunden. Die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung zur Erzeugung des aktuellen Voreilungswertes nahe am Zielwert erhöht sich nämlich mit der Erhöhung des Wertes der Erhöhung/Erniedrigung der Steuerverstärkung P.
Bei der vorgenannten Gleichung (1) ist das Halte-Leistungsverhältnis H, das als Haltedatensatz gespeichert ist, gleich dem Leistungsverhältnis D, bei dem die Differenz zwischen der aktuellen Ventilzeiteinstellung (Voreilungswert) der Einlaßventile 19 und dem Zielwert der Ventilzeiteinstellung (Zielvoreilungswert) kleiner gehalten wird als einvorbestimmter Wert. Obwohl die so gespeicherten Haltedaten (Halte-Leistungsverhältnis) 50 % betragen sollten, ist es normalerweise der Fall, daß die Haltedaten z.B. aufgrund der Unterschiede zwischen den einzelnen Produkten des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus etwas größer oder kleiner als 50 % sind.
Wenn das Leistungsverhältnis D in Übereinstimmung mit einer Erhöhung/Erniedrigung bei der Steuerverstärkung P erhöht oder erniedrigt wird, um so den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert zu bringen, dient das Halte-Leistungsverhältnis H als Bezugswert (oder Mittelwert), dem gegenüber das Leistungsverhältnis vergrößert oder verkleinert wird. Das Leistungsverhältnis D wird nämlich erhöht oder erniedrigt in Bezug auf das Halte-Leistungsverhältnis H, das als Mittelwert dient, so daß der aktuelle Voreilungswert sich dem Zielwert nähert.
Es sollte hierbei angemerkt werden, daß wenn die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 sich auf der nacheilenden Seite der Startventileinstellung befindet, die Trieb- oder Vorspannkraft, die vom Schubmechanismus 53 ausgeübt wird, auf die Einlaßnockenwelle 21 (rotierendes Element 41) in Voreilrichtung wirkt. Die Vorspannkraft durch den Schubmechanismus 53 erhöht sich nach und nach, sowie die Ventilzeiteinstellung weiter verzögert wird, nämlich, wenn das rotierende Element 41 sich nach einer weiter verzögerten Position verschiebt (in die Richtung entgegengesetzt dem Pfeil "A" in 3). Wenn die Ventilzeiteinstellung gesteuert wird, während die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf das rotierende Element 41 einwirkt, wird die Ventilzeiteinstellung durch die Vorspannkraft, die sich mit dem Grad der Veränderung der Ventilzeiteinstellung in Richtung der zeitlich spätesten Position erhöht, entgegengesetzt beeinflußt.
Genauer gesagt, die Charakteristik der Änderungsrate bei der Ventilzeiteinstellung, während der aktuelle Voreilungswert gleich dem Zielwert ist, weicht, abhängig davon, ob die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 sich in Bezug auf die Startventileinstellung auf der voreilenden oder der nacheilenden Seite befindet, ab d.h. abhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53, selbst wenn die Steuerverstärkung P die gleiche ist. Daher kann die Ventilzeiteinstellung bei veränderlichen Raten in ungeeigneter Weise verändert werden, um so den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert zu bringen, wenn die Ventilzeiteinstellung von der voreilenden Seite der Startventileinstellung (d.h. einem Bereich der nicht durch die vorgenannte Vorspannkraft beeinflußt wird) in die nacheilende Seite der Startventileinstellung (d.h. einem Bereich, der von der Vorspannkraft beeinflußt wird) wechselt. Folglich kann die Ventilzeiteinstellung nicht richtig gesteuert werden.
Das Halte-Leistungsverhältnis H setzt einen Wert, der durch die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 beeinflußt ist, voraus, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet. Wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet, setzt das Halte-Leistungsverhältnis H einen Wert voraus, der nicht von der Vorspannkraft beeinflußt ist. Daher kann z.B. der Mittelwert (Bezugswert), im Verhältnis zu dem das Leistungsverhältnis D vergrößert oder verringert wird, um so den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert zu bringen, vom passenden Wert abweichen, da das Halte-Leistungsverhältnis H die Zurechnung der Vorspannkraft nicht berücksichtigt, wenn die Ventilzeiteinstellung von der voreilenden Seite der Startventileinstellung (d.h. dem Bereich der nicht von der Vorspannkraft beeinflußt ist) zur verzögerten Seite der Startventileinstellung (d.h. einem Bereich, der von der Vorspannkraft beeinflußt wird), wechselt. Folglich kann die Ventilzeiteinstellung nicht richtig gesteuert werden.
Bei dieser Ausführungsform wird daher die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 berücksichtigt, wenn die Steuerverstärkung P und das Halte-Leistungsverhältnis H berechnet werden.
Die Steuerverstärkung P, wenn sie auf der Basis der Differenz zwischen dem aktuellen Voreilungswert und dem Zielwert berechnet wird, wird bestimmt, indem die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 berücksichtigt wird. Wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet, unterscheidet sich der Wert der Steuerverstärkung P von einem Normalwert, der bei Abwesenheit der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 erzielt wird. Das heißt, wenn die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 sich gerade auf der verzögerten Seite der Start ventileinstellung befindet, und sich nach der verzögerten Seite verändert, um so den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert zu bringen, wird die Steuerverstärkung P in Übereinstimmung mit der vorgenannten Differenz und anderen Parametern, die noch diskutiert werden sollen, auf einen Wert zwischen 0 % und 50 % gesetzt. Die so in den Bereich von 0 % bis 50 % gesetzte Steuerverstärkung P wird in Hinblick auf den Einfluß der vorstehend beschriebenen Vorspannkraft berechnet, und ist relativ nahe an 50 %, verglichen mit dem Fall, wo die Ventilzeiteinstellung, die sich gerade auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet, verzögert wird. Wenn die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19, die sich gerade auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet, in voreilender Richtung verändert wird, um so den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert zu bringen, wird die Steuerverstärkung P in Übereinstimmung mit der vorgenannten Differenz und anderen Parametern auf einen Wert zwischen -50 % und 0 % gesetzt. Die so innerhalb des Bereiches von -50 % und 0 % festgelegte Steuerverstärkung P wird im Hinblick auf den Einfluß durch die vorstehend beschriebene Vorspannkraft berechnet und ist relativ nahe bei 0 %, verglichen mit dem Fall, wo die Ventilzeiteinstellung, die sich gerade auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet, vorverlegt wird.
Was das Halte-Leistungsverhältnis anbetrifft, so setzen die Haltedaten einen Wert voraus, der vom aktuellen Leistungsverhältnis D in voreilender Richtung abweicht (d.h. in Richtung 0 %) in einem Maß, das sich vergrößert, wenn der Voreilungswert näher an 0 herankommt (d.h. wenn die Einlaßnockenwelle 21 sich der zeitlich spätesten Position annähert). Weiterhin, wenn gespeicherte Haltedaten als Halte-Leistungsverhältnis H verwendet werden, während die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventilein stellung befindet, erwartet das Halte--Leistungsverhältnis einen Wert, der von den aktuellen Haltedaten D in verzögerter Richtung abweicht, (d.h. nach 100 %) in einem Maß, das sich vergrößert, wenn der Voreilungswert näher an 0 herankommt (d.h. wenn die Einlaßnockenwelle 21 sich der zeitlich spätesten Position annähert). Auf diese Weise wird das Halte-Leistungsverhältnis H bestimmt, indem die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 berücksichtigt wird.
Da die Steuerverstärkung P und das Halte-Leistungsverhältnis H unter Berücksichtigung der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bestimmt werden, wird das Leistungsverhältnis D, das aus der Steuerverstärkung P und dem Halte-Leistungsverhältnis H berechnet wird, ebenfalls unter Berücksichtigung der vorgenannten Vorspannkraft bestimmt. Auf der Basis des so bestimmten Leistungsverhältnisses D wird das OCV 49 angesteuert, um so die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 zu steuern. Entsprechend kann die Ventilzeiteinstellung präzise gesteuert werden, ohne nachteilig durch die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 beeinflußt zu werden.
Die Prozedur zur Berechnung der Steuerverstärkung P wird als Nächstes bezugnehmend auf 6 beschrieben. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Berechnungsroutine zur Berechnung der Steuerverstärkung P zeigt. Die Berechnungsroutine für die Steuerverstärkung als eine Interruptroutine wird von der ECU 92 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
Bei der Berechnungsroutine für die Steuerverstärkung wird die Steuerverstärkung P in Schritt S109 nach der folgenden Gleichung (2) berechnet, wobei eine Basissteuerverstärkung Pb und Korrekturwerte h1 – h3, die später beschrieben werden, verwendet werden. P = Pb × h1 × h2 × h3 (2)
In der vorgenannten Gleichung (2) ist die Grundsteuerverstärkung Pb ein Wert, der vergrößert oder verkleinert wird, so daß die Differenz zwischen dem aktuellen Voreilungswert bei der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 und dem Zielwert des Voreilungswertes geringer als ein vorbestimmter Wert wird. Die Grundsteuerverstärkung Pb wird berechnet oder einer Vorlage entnommen o.ä., wobei die Differenz zwischen dem aktuellen Voreilungswert und dem Zielwert und die Maschinendrehzahl NE, die auf der Basis der Erkennungssignale vom Kurbelwellenpositionssensor 14c bestimmt wird, verwendet wird. Die Korrekturwerte h1 – h3 werden auf der Basis verschiedener Parameter, die die Charakteristik der Änderungsrate während der Ventilzeiteinstellungssteuerung beeinflussen, die den aktuellen Voreilungswert näher an den Zielwert bringt, bestimmt.
Die Steuerverstärkung P wird durch Multiplikation der Grundsteuerverstärkung Pb mit den Korrekturwerten h1 – h3 bestimmt. Daher ist es möglich, indem das OCV 49 in einer kontrollierten Weise mit dem Leistungsverhältnis D, das aus der Steuerverstärkung P berechnet wird, gesteuert wird, die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung, während der Ventilzeiteinstellungsteuerung zur Annäherung des aktuellen Voreilungswertes näher an den Zielwert, zu optimieren, unabhängig von den vorgenannten verschiedenen Parametern.
Die Prozeßschritte S101 bis S105 in der Berechnungsroutine für die Steuerverstärkung sind für die Berechnung der Grundsteuerverstärkung Pb vorgesehen. In Schritt S101 berechnet die ECU 92 den Zielvoreilungswert θt (Zielwert des Voreilungswertes) auf der Basis der Maschinendrehzahl NE und des Einlaßdrucks PM, der aus dem Signal des Vakuumsensors 36 bestimmt wird.
Anschließend berechnet die ECU 92 im Schritt 102 den gelernten zeitlich spätesten Wert G. In Schritt S103 berechnet die ECU 92 den aktuellen Voreilungswert θr auf der Grundlage der Erkennungssignale vom Kurbelwellenstellungssensor 14c und vom Nockenwellenstellungssensor 21b. Der aktuelle Voreilungswert θr wird auf der Basis des zeitlich spätesten Zustands der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 (der als Bezugspunkt ("0" dient) bestimmt und dieser Wert θr erhöht sich, wenn die Ventilzeiteinstellung voreilt.
Der zeitlich späteste Zustand der Ventilzeiteinstellung variiert bei den einzelnen variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismen 24 z.B. aufgrund von Produkttoleranzen. Wegen solcher Unterschiede kann der zeitlich späteste Zustand der Ventilzeiteinstellung in hohem Maße vom Nennzustand abweichen. Wenn die Abweichung außerordentlich hoch ist, kann der aktuelle Voreilungswert θr den Voreilungswert der Ventilzeiteinstellung, wie beim zeitlich spätesten Zustand gemessen falsch, darstellen. Wenn die Ventilzeiteinstellungssteuerung auf der Basis des so bestimmten aktuellen Voreilungswertes θr ausgeführt wird, wird die sich ergebende Ventilzeiteinstellung unbrauchbar.
Um das vorgenannte Problem zu vermeiden, wird die Ventilzeiteinstellungssteuerung unter Verwendung des aktuellen Voreilungswertes θrk (aktueller Voreilungswert) durchgeführt, der durch Subtraktion des gelernten am meisten verzögerte Zustands G vom aktuellen Voreilungswert θr in Schritt S104 gebildet wird. Das heißt, der gelernte zeitlich späteste Zustand G ist ein Wert, der bei der Durchführung des Schrittes S192 als gelernter Wert der Abweichung des zeit lich spätesten Zustands der Ventilzeiteinstellung von ihrem Nennwert gebildet wird. Dadurch kann das vorgenannte Problem vermieden werden, indem die Ventilzeiteinstellungssteuerung unter Verwendung des aktuellen Voreilungswertes θrk durchgeführt wird, der in Hinblick, auf den gelernten zeitlich spätesten Zustandswert G bestimmt wird.
In Schritt S105 berechnet die ECU 92 eine Basissteuerverstärkung Pb auf der Basis der Differenz zwischen dem Ziel Voreilungswert θt und dem aktuellen Voreilungswert θrk und der Maschinendrehzahl NE. Die so berechnete Basisverstärkung Pb wird angepaßt, damit die Ventilzeiteinstellung sich schneller ändert, sowie die Differenz zwischen dem Zielvoreilungswert θt und dem aktuellen Voreilungswert θrk sich vergrößert und damit die Ventilzeiteinstellung sich langsamer ändert, sowie die Maschinendrehzahl NE sich erhöht. Das geschieht, weil die Ölmenge die von der Ölpumpe 52, die durch die Rotation der Kurbelwelle 14 angetrieben wird, sich vergrößert, wenn die Maschinendrehzahl hoch wird und die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung erhöht sich entsprechend, wenn die vorgenannte Differenz konstant ist.
Folglich ist die Maschinendrehzahl NE ein Parameter, der den Zustand der Hydraulikflüssigkeit (Hydraulikdruck), die den variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus 24 betätigt und die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung beeinflußt. Die Basissteuerverstärkung Pb (Steuerverstärkung P) ändert sich in Übereinstimmung mit diesem Parameter, sowie auch die Differenz zwischen den Zielvoreilungswert θt und dem aktuellen Voreilungswert θrk.
Bei der Rechenroutine für die Steuerverstärkung sind die Prozeßschritte S106 bis S108 für die Berechnung der Korrekturwerte h1 – h3 vorgesehen. In Schritt S106 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h1 auf der Basis des aktuellen Voreilungswerts θrk. Der Korrekturwert h1 ändert sich in Bezug auf die Änderungen beim aktuellen Voreilungswert θrk, wie in 5 angegeben. Genauer, der Korrekturwert h1 ist gleich "1.0", was einem Bezugswert über den Bereich des aktuellen Voreilungswertes θrk zwischen einem Wert, der dem zeitlich spätesten Zustand der Ventilzeiteinstellung entspricht, und einem Wert, der der Startventileinstellung entspricht, darstellt. Wenn der aktuelle Voreilungswert θrk von dem Wert, der der Startventileinstellung entspricht nach "0" ändert (der zeitlich spätesten Position) ändert sich der Korrekturwert schrittweise d.h. erhöht sich und wird größer als "1.0".
Wenn die Ventilzeiteinstellung verzögert wird, um so den aktuellen Voreilungswert θrk näher an den Zielvoreilungswert θt heran zu bringen, erhöht sich die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 schrittweise, sowie die Ventilzeiteinstellung von einem Punkt, an dem die Ventilzeiteinstellung gleich der Startventileinstellung ist, zu einem Punkt, bei dem die Ventilzeiteinstellung den zeitlich spätesten Zustand erreicht, verzögert wird. In diesem Fall erhöht sich der Korrekturwert h1 schrittweise von "1.0" zu höheren Werten. Daher wird die Basissteuerverstärkung Pb mit dem Korrekturwert h1 multipliziert, so daß die Steuerverstärkung P im Bereich von "0 %" bis "50 %" auf einen Wert korrigiert wird, der näher an "50 %" liegt. Folglich wird die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung in Verzögerungsrichtung vor einer übermäßigen Verringerung durch die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 geschützt.
Wenn die Ventilzeiteinstellung voreilt, um so den aktuellen Voreilungswert θrk näher an den Zielvoreilungswert zu bringen, wird die Ventilzeitverstellung in Richtung der vorei lenden Seite unter der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 vorgespannt, bis die Ventilzeiteinstellung die Startventileinstellung vom zeitlich spätesten Zustand aus erreicht. Die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 verringert sich schrittweise, sowie die Ventilzeitverstellung voreilt. In diesem Fall ändert sich der Korrekturwert h1 schrittweise von einem Wert größer als "1.0" nach "1.0". Demgemäß wird die Basissteuerverstärkung Pb mit dem Korrekturwert h1 multipliziert, so daß die Steuerverstärkung in Bereich von "-50 %" bis "0 %" auf einen Wert näher an "0 %" korrigiert wird. Folglich wird verhindert, daß sich die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung in voreilender Richtung durch die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 übermäßig erhöht.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Steuerverstärkung P in Übereinstimmung mit der vorstehend angegebenen Vorspannkraft durch Multiplikation der Basissteuerverstärkung Pb mit dem Korrekturwert h1 korrigiert, der sich in Übereinstimmung mit dem aktuellen Voreilungswert θrk ändert. Dadurch wird die Steuerverstärkung P unter Berücksichtigung der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bestimmt. Dann wird das OCV 49 mit dem Leistungsverhältnis D angesteuert, das aus der Steuerverstärkung bestimmt wird, so daß die Ventilzeiteinstellung sich in entsprechend gesteuerten Anteilen, während der Steuerung zum Heranbringen des aktuellen Voreilungswertes θrk näher an den Zielvoreilungswert θt, ändert, ohne Rücksicht auf die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53. Im Ergebnis kann die Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 genau und angemessen gesteuert werden, selbst wenn die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle 21 (rotierendes Element 41) einwirkt.
Anschließend berechnet die ECU 92 in Schritt S107 den Korrekturwert h2 auf der Basis der Kühlwassertemperatur THW der Maschine 11, die vom Signal des Wassertemperatursensors 11b angegeben wird. In Schritt S108 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h3, der auf dem Hydraulikdruck Po basiert, der von dem Erkennungssignal des Öldrucksensors 34 geliefert wird. Die Korrektursignale h2, h3 sind für die Änderung der Steuerverstärkung P in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur THW beziehungsweise dem Hydraulikdruck Po bestimmt. Durch Multiplikation der Basissteuerverstärkung Pb mit den Korrekturwerten h2, h3 wird die Steuerverstärkung P in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur THW und dem Hydraulikdruck Po verändert.
Der Korrekturwert h2, der auf der Kühlwassertemperatur basiert, wird mit Bezug auf eine Vorlage o.ä. bestimmt und wird gleich dem Wert (d.h. einem Wert größer als "1.0") der die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung mit der Erhöhung der Kühlwassertemperatur THW erhöht. Der Grund für diese Steuerung ist folgender: sowie die Kühlwassertemperatur THW (Maschinentemperatur) ansteigt, verringert sich die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit und die Menge des Verlustes an Hydraulikflüssigkeit erhöht sich. Wenn die Kühlwassertemperatur THW hoch ist, werden die hydraulischen Drücke in den Hydraulikkammern 69, 70 verringert, was zu einer Verringerung der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung führt. In diesem Zusammenhang kann eine Vielzahl von Vorlagen entsprechend der Vielzahl der Arten von hydraulischen Flüssigkeiten mit verschieden Viskositäten zur Bestimmung des Korrekturwertes h2, wie vorstehend beschrieben, vorbereitet werden. In diesem Fall wird eine geeignete Vorlage abhängig vom Typ der im System verwendeten Hydraulikflüssigkeit ausgewählt. Andererseits wird der Korrekturwert h3, der auf dem Hydraulikdruck Po basiert, gleich einem Wert (d.h. einem Wert nahe "1.0") der die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung bei einer Erhöhung des hydraulischen Druckes Po heruntersetzt.
Das geschieht deshalb, weil die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung sich normalerweise erhöht, wenn der Hydraulikdruck Po sich erhöht.
Die verschiedenen Werte von h1 – h3 können im Voraus empirisch bestimmt werden und als Vorlagen oder Tabellen im Speicher abgelegt werden. Dann werden während der Ausführung des Flußdiagramms von 6 die geeigneten Werte für h1, h2 und h3 auf der Basis von θrk, THW beziehungsweise Po ausgewählt.
Die in den Schritten S106 bis S108 bestimmten Korrekturwerte h1 – h3 werden zur Berechnung der Steuerverstärkung P in Schritt S109 verwendet. Nach der Berechnung der Steuerverstärkung P beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für die Steuerverstärkung.
Der Vorgang von Schritt S102 in der Rechenroutine für die Steuerverstärkung wird als Nächstes im Detail mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Lernroutine für den Wert des zeitlich spätesten Zustands zur Berechnung des Wertes des zeitlich spätesten Zustands G erläutert. Die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands G wird durch die ECU 92 jedes Mal ausgeführt, wenn der Steuerfluß in der Rechenroutine für die Steuerverstärkung von 6 zu Schritt S102 kommt.
Bei den Schritten S207 bis S211 der Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands lernt (speichert) die ECU 92 die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θr, gemessen, wenn der Zielvoreilungswert θt auf "0" (entsprechend der an meisten verzögerten Position) gesetzt ist, vom dem geeigneten Wert des aktuellen Voreilungswertes θr, als gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands G.
Auf der Basis des so erhaltenen gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands und dem aktuellen Voreilungswert θr berechnet die ECU 92 einen aktuellen Voreilungswert θrk unter Berücksichtigung des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G in Schritt S104. Durch Verwendung des aktuellen Voreilungswertes θrk anstelle des aktuellen Voreilungswertes θr für die Berechnung der Steuerverstärkung P kann die Ventilzeiteinstellungssteuerung, die die Steuerverstärkung P verwendet (Leistungsverhältnis D), richtig durchgeführt werden, selbst wenn der zeitlich späteste Zustand der Ventilzeiteinstellung aufgrund von Produkttoleranzen o.ä. übermäßig vom richtigen Zustand abweicht.
Es sollte jedoch angemerkt werden, daß während des Lernens des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G mit einem auf "0" (am meisten verzögert) gesetzten Zielvoreilungswert θt, die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle 21 wirkt, wenn die Ventilzeiteinstellung zum zeitlich spätesten Zustand hin gesteuert wird, was aufgrund des Einflusses der Vorspannkraft zu einem inkorrekten oder falschen Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G führen kann. Das heißt, wenn das Lernen des zeitlich spätesten Zustands in einer Situation ausgeführt wird, wo die Ventilzeiteinstellung nicht bis zum zeitlich spätesten Zustand gegen die vorgenannte Vorspannkraft verzögert werden kann, findet ein inkorrektes Lernen des gelernten Wertes des am meisten verzögerte Zustands G statt.
In dieser Ausführungsform wird deshalb, wenn festgestellt wird, daß die Ventilzeiteinstellung nicht gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden kann, ein falsches oder inkorrektes Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G durch Unterbindung des Lernens des gelernten Wer tes des zeitlich spätesten Zustands vermieden, selbst wenn der Zielvoreilungswert θt auf "0" gesetzt ist. Die Vorgänge von Schritt S203 bis S206 der Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands werden ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden kann und die Ausführung des Lernens des zeitlich spätesten Zustands auf der Basis des Ergebnisses dieser Bestimmung zu steuern.
Durch das Steuern der Ausführung des Lernens des zeitlich spätesten Zustands, während die Vorspannkraft berücksichtigt wird, kann die Ventilzeiteinstellungssteuerung in Hinblick auf die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 durchgeführt werden, wobei die Ventilzeiteinstellung richtig gesteuert werden kann ungeachtet der Anwesenheit der Vorspannkraft.
Bei der Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands bestimmt die ECU 92 in Schritt 201, ob der Zielvoreilungswert θt "0" ist (am meisten verzögert). Wenn eine negative Entscheidung (NO) in Schritt S201 ausgegeben wird, nämlich, wenn θt nicht gleich "0" ist, beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zu der Rechenroutine für die Steuerverstärkung zurück (6). In diesem Fall wird der gelernte Wert des zeitlich spätesten Zustands G, der im vorhergehenden Zyklus gelernt wurde, für die Berechnung des aktuelle Voreilungswertes θrk in Schritt S104 von 6 verwendet.
Wenn in Schritt S201 eine positive Entscheidung (YES) erfolgt, nämlich, wenn θt gleich 0 ist, geht der Steuerfluß weiter zu Schritt S202. In Schritt S202 stellt die ECU 92 fest, ob die Maschinendrehzahl NE über einen vorbestimmten Zeitabschnitt oder länger in einem stabilen Zustand gehalten wurde. Wenn in Schritt S202 eine negative Entscheidung (NO) erfolgt, beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zur Rechenroutine für den Steuerwert zurück (6). Wenn in Schritt S202 eine zustimmende Entscheidung (YES) ausgegeben wird, geht die ECU 92 weiter zu Schritt S203.
In Schritt S203 bestimmt die ECU 92, ob der Hydraulikdruck Po höher ist als ein vorbestimmter Wert "a", d.h. ob der Hydraulikdruck Po höher ist als ein Wert, der es gestattet die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bis zum zeitlich spätesten Zustand zu verzögern. Wenn festgestellt wird, daß Po gleich oder kleiner ist als "a" ("NO" wird in Schritt S203 ausgegeben) und die Ventilzeiteinstellung kann nicht gegen die Vorspannkraft bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden, beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung zurück (6). In diesem Fall wird deshalb das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustandes G (Schritte S207 bis S211) übersprungen und dabei das inkorrekte Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G vermieden, das sonst vorkommen würde, wenn der gelernte Wert des zeitlich spätesten Zustands G unter Bedingungen gelernt würde, wo der Hydraulikdruck Po ungenügend ist.
Wenn in Schritt S203 festgestellt wurde, daß Po höher ist als "a" und daß der aktuelle Druck der Hydraulikflüssigkeit es gestattet, daß die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden kann, geht der der Kontrollfuß zu Schritt S204. Die Vorgänge von Schritt S204 bis S206 sind vorgesehen, um nachzu prüfen, ob die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden kann. Genauer, Schritt S204 ist vorgesehen, um zu ermitteln, ob die Maschine in einem Betriebszustand ist, in dem das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G ohne Ausführung der nachfolgenden Schritte S205, S206 durchgeführt werden kann, nämlich ob die Schritte S205, S206 übersprungen werden können oder nicht. Die Schritte S205, S206 sind vorgesehen, um zu ermitteln, ob die Hydraulikflüssigkeit (oder die Maschine) in einem Stand oder Zustand ist, der es erlaubt, die Ventilzeiteinstellung bis zum zeitlich spätesten Zustand gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 zu verzögern.
In Schritt S204 ermittelt die ECU 92, ob die Maschinendrehzahl NE niedriger ist als ein vorbestimmter Wert "b" (z.B. 700 bis 800 U/min). Nachfolgend ermittelt die ECU 92 in Schritt S205, ob die Kühlwassertemperatur THW höher als ein vorbestimmter Wert "c" ist. In Schritt S206 ermittelt die ECU 92, ob die Öltemperatur THO der Hydraulikflüssigkeit, die aus einem Erkennungssignal des Öltemperatursensors 35 erhalten wird, höher als ein vorbestimmter Wert "d" ist. Die vorbestimmten Werte "c", "d" werden entsprechend z.B. auf eine Kühlwassertemperatur THW und eine Öltemperatur THO gesetzt, die erscheinen würden, unmittelbar, bevor die Maschine 11 sich überhitzt. Wenn die Kühlwassertemperatur THW und die Öltemperatur THO übermäßig hoch sind, vermindert sich die Viskosität und macht es so schwierig einen genügend hohen Hydraulikdruck Po aufzubauen. In einen solchen Fall könnte die Ventilzeiteinstellung nicht gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bis zum zeitlich spätesten Zustand verzögert werden.
Wenn Schritt S204 feststellt, daß die Maschinendrehzahl NE gleich oder größer als "b" ist, folgt, daß die von der Ölpumpe 52 gelieferte Ölmenge groß genug ist, um die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft zum zeitlich spätesten Zustand zu verzögern, ungeachtet der Kühlwassertemperatur THW und der Öltemperatur THO. Daher überspringt die ECU 92 die Schritte S205, S206, wenn in Schritt S204 festgestellt wird, daß die Maschinendrehzahl NE gleich oder größer "b" ist, und führt das Lernen des Wertes des zeitlich spätesten Zustands G durch (Schritt S207 bis S211).
Wenn Schritt S204 feststellt, daß die Maschinendrehzahl niedriger ist als "b", wird eine verringerte Menge Öl von der Ölpumpe 52 geliefert und es kann nicht möglich sein, die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft bis zum zeitlich spätesten Zustand zu verzögern, unabhängig von der Kühlwassertemperatur THW und der Öltemperatur THO. Wenn Schritt S204 feststellt, daß NE niedriger ist als "b", führt die ECU 92 nachfolgend die Vorgänge von Schritt S205, S206 aus.
Wenn S205 feststellt, daß die Kühlwassertemperatur THW höher als "c" ist, wird die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit aufgrund der übermäßig hohen Maschinentemperatur verringert, wodurch es schwierig gemacht wird einen genügend hohen Hydraulikdruck Po zu erzeugen. In diesem Fall wird es als unmöglich erachtet, die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bis zum zeitlich spätesten Zustand zu verzögern und die ECU 92 beendet zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert für den zeitlich spätesten Zustand, ohne den gelernten Wert für den zeitlich spätesten Zustand G zu lernen (Schritte S207 bis S211). Die ECU 92 kehrt dann zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung zurück (6).
Wenn Schritt S206 feststellt, daß die Öltemperatur THO höher als "d" ist, wird die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit aufgrund der übermäßig hohen Öltemperatur THO der Hydraulikflüssigkeit verringert, wodurch es schwierig gemacht wird, einen genügend hohen Hydraulikdruck Po aufzubauen. In diesem Fall wird es als unmöglich erachtet, die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bis zum zeitlich spätesten Zustand zu verzögern und die ECU 92 beendet zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands G, ohne den gelernten Wert für den zeitlich spätesten Zustand G zu lernen (Schritte S207 bis S211). Die ECU 92 kehrt dann zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung zurück (6).
Wenn eine positive (YES) Entscheidung in beiden Schritten S204 und S205 erfolgt, führt die ECU 92 das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G aus (Schritte S207 bis S211). In den Schritten S207 bis S210 subtrahiert die ECU 92 die Abweichung Gm (die später beschrieben werden wird) vom aktuellen Voreilungswert θr, der sich ergibt, wenn die Ventilzeiteinstellung auf den zeitlich spätesten Zustand gesetzt wird. Die Abweichung Gm wird dann erhöht oder verringert, so daß der Wert "θr – Gm" in den vorbestimmten Bereich (-e bis e) fällt, der den geeigneten Wert des laufenden aktuellen Voreilungswertes θr darstellt. Die Abweichung Gm, die "-e<(θr – Gm)<e" erfüllt, stellt die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θr vom geeigneten Wert "0" dar, der auftritt, wenn die Ventilzeiteinstellung sich im zeitlich spätesten Zustand befindet. Die Abweichung Gm, die "-e<(θr – Gm)<e" erfüllt wird als gelernter Wert des zeitlich spätesten Zustands G in Schritt S211 erlernt (gespeichert).
In Schritt S207 stellt die ECU 92 fest, ob der Wert, der durch Subtraktion der Abweichung Gm vom aktuellen Voreilungswert θr gebildet wird, kleiner als "-e" ist. Der Anfangswert der Abweichung Gm kann z.B. "0" sein. Wenn (θr – Gm) kleiner als "-e" ist, führt die ECU 92 Schritt S208 aus, um den vorbestimmten Wert "f" von der Abweichung Gm zu subtrahieren. Nachfolgen beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung (6) zurück. Im Gegensatz, wenn (θr – Gm) gleich oder größer ist als "-e", geht der Kontrollfluß zu Schritt S209.
In Schritt S209 stellt die ECU 92 fest, ob der Wert, der sich aus der Subtraktion der Abweichung Gm vom aktuellen Voreilungswert θr ergibt, größer als "e" ist. Wenn (θr – Gm) größer als "e" ist, führt die ECU 92 Schritt S210 aus, um einen vorbestimmten Wert "f" zur Abweichung Gm zu addieren. Nachfolgend beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung zurück (6). Umgekehrt, wenn (θr – Gm) gleich oder kleiner als "e" ist, wird entschieden, daß "-e"<(θr – Gm)<"e" erfüllt ist und der Kontrollfluß geht zu Schritt S211.
In Schritt S211 speichert die ECU 92 die Abweichung Gm als gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands G in das Backup-RAM 96. Danach beendet die ECU 92 zeitweilig die Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands und kehrt zur Rechenroutine für die Steuerverstärkung (6) zurück. Der so gebildete gelernte Wert des zeitlich spätesten Zustands G wird in Schritt S104 der Rechenroutine für die Steuerverstärkung verwendet, um den aktuellen Voreilungswert θrk zu berechnen.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Berechnung eines Halte-Leistungsverhältnisses H mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist ein Flußdiagramm, das die Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis H erläutert. Die die Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis wird als Interruptroutine von der ECU 92 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
Das Halte-Leistungsverhältnis H wird aus dem im Backup-RAM gespeicherten Halte-Leistungsverhältnis Hv und den Korrekturwerten h4 – h7 nach folgender Gleichung (3) in Schritt S309 der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis berechnet. H = Hv + h4 + h5 + h6 + h7 (3)
In der vorgenannten Gleichung (3) werden die Korrekturwerte auf der Basis verschiedener Parameter, die das Halte-Leistungsverhältnis H beeinflussen berechnet. Das Halte-Leistungsverhältnis Hv ist ein Wert, der durch Subtraktion der Korrekturwerte h4 – h7 vom Halte-Leistungsverhältnis H gebildet wird, und ist daher frei von Effekten oder Einflüssen der Parameter. Das Halte-Leistungsverhältnis Hv wird in einem zugewiesenen Bereich des Backup-RAM 96 gespeichert. Das Halte-Leistungsverhältnis wird in Hinblick auf die Einflüsse der verschiedenen Parameter durch Addition der Korrekturwerte h4 – h7 zu dem in Backup-RAM 96 gespeicherten Halte- Leistungsverhältnis Hv berechnet.
Daher speichert das Backup-RAM 96 immer das Halte-Leistungsverhältnis Hv, das frei von Einflüssen der Parameter ist, nämlich das nicht von Parametern beeinflußt wird. Für die Berechnung des Leistungsverhältnisses D, wird das Halte-Leistungsverhältnis H verwendet, das durch Korrektur des Halte-Leistungsverhältnisses Hv, das im Backup-RAM gespeichert ist, durch die Korrekturwerte h4 – h7 (Addition) gebildet wird. Daher kann das Halte-Leistungsverhältnis H (das als Mittelwert, dem gegenüber das Leistungsverhältnis erhöht oder verringert wird) ungeachtet der Veränderungen in den Parametern in einem geeigneten Zustand (d.h. auf einem geeigneten Wert) gehalten werden, selbst wenn sich die verschiedenen Parameter während des Zeitraums zwischen der Speicherung des Halte-Leistungsverhältnisses Hv als Haltedaten und der Berechnung des Leistungsverhältnisses D, wobei das gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv verwendet wird, verändern.
Bei der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis werden die Schritte S301 bis S304 ausgeführt, um so die Korrekturwerte h4 – h7 auf der Basis des aktuellen Voreilungswertes θrk (Ventilzeiteinstellung), der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und dem Hydraulikdruck Po, die Parameter sind, die das Halte-Leistungsverhältnis H beeinflussen, zu berechnen.
In Schritt S301 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h4 auf der Basis des aktuellen Voreilungswertes θrk. Der Korrekturwert h4 ändert sich z.B. mit der Veränderung des aktuellen Voreilungswertes θrk, in der in 9 dargestellten Weise. Wie aus 9 ersichtlich, ist der Korrekturwert "0", wenn sich der aktuelle Voreilungswert θrk auf der voreilenden Seite des der Startventileinstellung entsprechenden Wertes befindet. Der Korrekturwert h4 erhöht sich, wenn sich der aktuelle Voreilungswert θrk auf Werte auf der nacheilenden Seite der Startventileinstellung ändert (verringert). Das rührt daher, daß die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 sich schrittweise vergrößert, sowie die Ventilzeiteinstellung näher an den zeitlich spätesten Zustand, weg von der Startventileinstellung, kommt, und dadurch erhöht sich der Einfluß der Vorspannkraft auf das Halte-Leistungsverhältnis H.
In Schritt S302 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h5 auf der Basis der Maschinendrehzahl NE. Die Maschinendrehzahl NE beeinflußt den Zustand der Hydraulikflüssigkeit (Maschinenstatus) und beeinflußt das Halte-Leistungsverhältnis H, weil Änderungen in der Maschinendrehzahl NE Änderungen in der Menge der Hydraulikflüssigkeit hervorrufen, die von der Ölpumpe 52 geliefert wird. Der Korrekturwert h5, der auf der Basis der Maschinendrehzahl NE berechnet wird, erhöht sich sowie die Maschinendrehzahl NE sich erhöht. Das kommt daher, daß sich die Menge der von der Ölpumpe 52 gelieferten Hydraulikflüssigkeit erhöht, wenn sich die Maschinendrehzahl NE erhöht, was zu einem erhöhten Einfluß auf das Halte-Leistungsverhältnis H, aufgrund der Erhöhung der Menge der gelieferten Hydraulikflüssigkeit führt, wenn sich die Maschinendrehzahl erhöht.
In Schritt S303 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h6 auf der Basis der Kühlwassertemperatur THW. Der so berechnete Korrekturwert h6 variiert abhängig von Typ der im System verwendeten Hydraulikflüssigkeit. Die Kühlwassertemperatur THW beeinflußt den Zustand der Hydraulikflüssigkeit und beeinflußt das Halte-Leistungsverhältnis H, weil Änderungen bei der Kühlwassertemperatur THW, Änderungen der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit hervorrufen. Der auf der Basis der Kühlwassertemperatur berechnete Korrekturwert h6 erhöht sich schrittweise, sowie die Kühlwassertemperatur sich verringert. Das rührt daher, daß die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit sich erhöht, sobald die Kühlwassertemperatur THW (Maschinentemperatur) sich verringert, was eine Erhöhung im Einfluß auf das Halte-Leistungsverhältnis H, aufgrund der Erhöhung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit zur Folge hat. Der auf der Basis der Kühlwassertemperatur THW berechnete Korrekturwert h6, wird abhängig vom Typ der Hydraulikflüssigkeit berechnet und liefert daher verschiedene Werte für die entsprechenden Typen von Hydraulikflüssigkeit. Das rührt daher, weil die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit nicht nur abhängig von der Kühlwassertemperatur THW sondern auch vom Typ der Hydraulikflüssigkeit variiert.
In Schritt S304 berechnet die ECU 92 den Korrekturwert h7 auf der Basis des Hydraulikdruckes Po. Der Hydraulikdruck Po beeinflußt den Zustand der Hydraulikflüssigkeit und beeinflußt das Halte-Leistungsverhältnis H, weil Änderungen im Hydraulikdruck P zu Änderungen in der Kraft führen, die durch die Hydraulikflüssigkeit ausgeübt wird, um die Nockenwelle 21 in Drehrichtung zu verschieben. Der auf der Basis des Hydraulikdruckes Po berechnete Korrekturwert h7 erhöht sich schrittweise, sobald der Hydraulikdruck Po sich erhöht. Das rührt daher, daß sich der Einfluß auf das Halte-Leistungsverhältnis H, aufgrund der Erhöhung des Hydraulikdruckes Po verändert, sobald der Hydraulikdruck Po ansteigt.
Die verschiedenen Werte von h4 – h7 können im Voraus empirisch bestimmt werden und als Tabellen oder Vorlagen im Speicher gespeichert werden. Dann werden während der Ausführung des Flußdiagramms von 8, die geeigneten Werte für h4, h5, h6 und h7 basierend auf θrk, NE, THW beziehungsweise Po ausgewählt.
Nach Berechnung der Korrekturwerte h4 – h7 durch Ausführung der Schritte S301 bis 304 geht die ECU 92 zu Schritt S305 weiter. Schritt S305 ist vorgesehen, um festzustellen, ob das Halte-Leistungsverhältnis Hv in der gegenwärtigen Situation im Backup-RAM 96 gespeichert werden sollte oder nicht.
Die ECU 92 bestimmt nämlich in Schritt S305, ob die Abweichung vom aktuellen Voreilungswert θrk vom Zielvoreilungswert θt über einen bestimmten Zeitraum kleiner gehalten wurde, als ein vorbestimmter Wert α. Wenn der Zustand in dem (θt – θrk) kleiner als α ist, nicht fortgesetzt wird (d.h. eine negative Entscheidung "NO" in Schritt S305 erreicht wird) geht die ECU 92 weiter zu Schritt S309. In Schritt S309 berechnet die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis H nach der Gleichung (3). Für diese Berechnung wird das im vorhergehenden Zyklus im Backup-RAM gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv verwendet.
Wenn in Schritt S305 festgestellt wird, daß der Zustand von "(θt – θrk)<α" aufrecherhalten wird, geht die ECU 92 weiter zu Schritt S306. Die Schritte s306 bis S308 werden ausgeführt, um das Halte-Leistungsverhältnis Hv auf der Basis des gegenwärtigen Leistungsverhältnisses D zu berechnen und das resultierende Halte-Leistungsverhältnis Hv als Haltedaten in einem vorbestimmten Bereich des Backup-RAM 96 zu speichern.
In Schritt S306 setzt die ECU 92 das Leistungsverhältnis D, das gebildet wurde, während der Zustand von "(θt – θrk)<α" aufrecherhalten wurde, als Halte-Leistungsverhältnis ein. In Schritt S307 berechnet die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis Hv, das auf dem Halte-Leistungsverhältnis H basiert und die Korrekturwerte h4 – h7 nach der folgenden Gleichung (4). Hv = H – h4 – h5 – h6 – h7 (4)
In der vorgenannten Gleichung (4) werden die Kontrollwerte h4 – h7 vom Halte-Leistungsverhältnis H subtrahiert, das durch verschiedene Parameter, wie z.B. den aktuellen Voreilungswert?rk, die Maschinendrehzahl NE, die Kühlwassertempe ratur THW, den Hydraulikdruck Po usw. beeinflußt wird, um so ein Halte-Leistungsverhältnis Hv zur Verfügung zu stellen, das frei von Effekten oder Einflüssen dieser Parameter ist. Nachfolgend speichert die ECU 92 in Schritt S308 das Halte-Leistungsverhältnis Hv in einem vorbestimmten Bereich des Backup-RAM 96. In Schritt S309 berechnet die ECU 92 ein Halte-Leistungsverhältnis H unter Verwendung des Halte-Leistungsverhältnisses Hv. Danach beendet die ECU 92 zeitweise die Routine zur Berechnung des Leistungsverhältnisses.
Bei der Routine zur Berechnung des Leistungsverhältnisses erreicht der Vorgang der Subtraktion der Korrekturwerte h4 – h7 in Schritt S307 die Korrektur des Halte-Leistungsverhältnisses H durch Entfernung der Wirkungen des aktuellen Voreilungswertes θrk, der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und des Hydraulikdruckes Po. Angenommen z.B. die Korrekturwerte h5 – h7 sind "0", dann nimmt das Halte-Leistungsverhältnis Hv einen Wert auf der voreilenden Seite der Ventilzeiteinstellung des Halte-Leistungsverhältnisses H an (d.h., der Wert wird gegen "0" verschoben), wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der nacheilenden Seite der Startventileinstellung befindet. Die Differenz zwischen dem Halte-Leistungsverhältnis Hv und das Halte-Leistungsverhältnis H vergrößert sich, sowie der aktuelle Voreilungswert θrk sich "0" annähert (entsprechend der zeitlich spätesten Position der Einlaßnockenwelle).
Bei dem Vorgang der Addition der Korrekturwerte h4 – h7 in Schritt S309 korrigiert die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis Hv durch Addieren der Korrekturwerte, die auf dem aktuellen Voreilungswert θrk, die Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und dem Hydraulikdruck Po basieren, zu dem Halte-Leistungsverhältnis Hv. Angenommen z.B., daß die Korrekturwerte h5 – h7 "0" sind, so nimmt das resultie rende Halte-Leistungsverhältnis H einen Wert auf der nacheilenden Seite der Ventilzeiteinstellung des Halte-Leistungsverhältnisses Hv an (d.h. einen nach "100 %" verschobenen Wert), wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet. Die Differenz zwischen dem Halte-Leistungsverhältnis Hv und dem Halte-Leistungsverhältnis H vergrößert sich, sobald der aktuelle Voreilungswert θrk sich "0" nähert (entsprechend der zeitlich spätesten Position der Einlaßnockenwelle).
Daher wird das Halte-Leistungsverhältnis H (Halte-Leistungsverhältnis Hv) auf der Basis der verschiedenen Parameter korrigiert, die das Halte-Leistungsverhältnis H beeinflussen, einschließlich des aktuellen Voreilungswerts θrk (Ventilzeiteinstellung), der mit der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 zusammenhängt. Das Leistungsverhältnis D wird dann auf der Basis des so korrigierten Halte-Leistungsverhältnisses H (Halte-Leistungsverhältnis Hv) korrigiert. Daher wird verhindert, daß der Mittelwert, dem gegenüber das Leistungsverhältnis D vergrößert oder verringert wird, aufgrund der Einflüsse der verschiedenen Parameter (θrk, NE, THW, Po) von einem geeigneten Wert abweicht, so daß die Ventilzeiteinstellung genau gesteuert werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform, in der die vorgenannten Vorgänge ausgeführt werden, führt zufolgenden Nutzen oder Vorteilen.

(1) Das Leistungsverhältnis D, das für die Ventilzeiteinstellung (Ansteuerung des OCV 49) verwendet wird, wird unter Verwendung der Steuerverstärkung P berechnet, so daß der aktuelle Voreilungswert θrk sich dem Zielvoreilungswert θt annähert. Die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung im Steuerprozeß, der den aktuellen Voreilungs wert θrk näher an den Zielvoreilungswert θt heranbringt, ändert sich in Übereinstimmung mit der Größe der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53. Bei der erläuterten Ausführungsform wird die Steuerverstärkung, die mit der Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung zusammenhängt, in Übereinstimmung mit der Ventilzeiteinstellung (aktueller Voreilungswert θrk), die ein Wert ist, der der momentan auf die Eingangsnockenwelle 21 wirkenden Vorspannkraft des Schubmechanismus entspricht, korrigiert. Daher kann die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung durch Steuerung der Ventilzeiteinstellung auf der Basis des Leistungsverhältnisses D, das aus der Steuerverstärkung und anderen Parametern, wie vorstehend beschrieben berechnet wird, in einem geeigneten Zustand erhalten werden, wobei die Ventilzeiteinstellung genau gesteuert werden kann, selbst wenn die Vorspannkraft sich mit Änderungen in der Ventilzeiteinstellung ändert.
(2) Die Parameter, die die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung beeinflussen, umfassen die Maschinendrehzahl NE, die Kühlwassertemperatur THW, den Hydraulikdruck Po usw. sowie den aktuellen Voreilungswert θrk (die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53). Die Steuerverstärkung P wird unter Berücksichtigung dieser Parameter berechnet. Das heißt, diese Parameter, die die Beschaffenheit der Hydraulikflüssigkeit und damit die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellungsänderungsrate beeinflussen, werden bei der Berechnung der Steuerverstärkung P mitberücksichtigt. Daher kann durch Steuerung der Ventilzeiteinstellung auf der Basis des Leistungsverhältnisses D, das aus der Steuerverstärkung berechnet wurde, die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeitverstellung, unabhängig von Änderungen der Parameter, in einem geeigneten Zustand gehalten werden, so daß die Ventilzeiteinstellung genauer oder zweckmäßiger gesteuert werden kann.
(3) Die Grundsteuerverstärkung Pb, die für die Berechnung der Steuerverstärkung verwendet wird, wird aus der Differenz zwischen dem Zielvoreilungswert θt und dem aktuellen Voreilungswert θrk und anderen Parametern, wie vorstehend beschrieben berechnet. Der aktuelle Voreilungswert θr wird durch Subtraktion des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G vom aktuellen Voreilungswert θr, der auf der Basis der Erkennungssignale des Kurbelwellenpositionssensors 14c und des Nockenwellenpositionssensors 21b bestimmt wurde, bestimmt. Der gelernte Wert des zeitlich spätesten Zustands G wird durch Lernen der Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θr, gemessen wenn der Zielvoreilungswert θt auf "0" gesetzt ist (am meisten verzögerte Position), gebildet und die Ventilzeiteinstellung wird so von einem geeigneten Wert "0" des aktuellen Voreilungswertes θr zu diesem Zeitpunkt auf den zeitlich spätesten Zustand gesetzt. Wenn die Ventilzeiteinstellung auf den zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird, um die Lernprozedur für den zeitlich spätesten Zustand auszuführen, wird die Vorspannkraft durch den Schubmechanismus 53 an die Einlaßnockenwelle 21 angelegt. Daher kann, durch den Einfluß der Vorspannkraft ein ungenaues Lernen des zeitlich spätesten Zustands auftreten. Das heißt, wenn das Lernen des Wertes des zeitlich spätesten Zustands G in einer Situation ausgeführt wird, wo die Ventilzeiteinstellung nicht gegen die vorgenannte Vorspannkraft in dem zeitlich spätesten Zustand gesteuert werden kann, kann die Abweichung zwischen dem aktuellen Voreilungswert θr und dem geeigneten Wert ("0") als gelernter Wert gelernt werden, wenn die aktuelle Ventilzeiteinstellung sich nicht im zeitlich spätesten Zustand befindet und der aktuelle Voreilungswert θr nicht "0" erreicht hat. Bei der erläuterten Ausführungsform kann jedoch ein inkorrektes Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G vermieden werden, indem das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Wertes G in Situationen, wo die Ventilzeiteinstellung nicht gegen die Vorspannkraft in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert werden kann, unterbunden wird. Daher kann die Ventilzeitverstellungssteuerung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 durchgeführt werden, so daß die Ventilzeiteinstellung ordnungsgemäß gesteuert werden kann, ungeachtet der vorgenannten Vorspannkraft.
(4) Die Entscheidung, ob die Ventilzeiteinstellung in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert werden kann, erfolgt auf der Basis der Parameter, die sich auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit (Maschinenstatus), einschließlich dem Hydraulikdruck Po, der Kühlwassertemperatur THW, der Öltemperatur THO usw. beziehen. Wenn auf der Basis dieser Parameter festgestellt wird, daß der Zustand der Hydraulikflüssigkeit (Maschinenstatus) es nicht gestattet, daß die Ventilzeiteinstellung in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert werden kann, wird das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G verhindert und dabei ein inkorrektes oder falsches Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G vermieden.
(5) Das Leistungsverhältnis D, das für die Ventilzeitverstellungssteuerung verwendet wird, (Ansteuerung des OCV 49) wird so berechnet, daß der aktuelle Voreilungswert θr der Ventilzeiteinstellung sich dem Zielvoreilungswert θt annähert. Wenn die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θr vom Zielvoreilungswert θt über einen bestimmten Zeitraum kleiner als der vorbestimmte Wert α gehalten wird, wird das Leistungsverhältnis D gesetzt oder als Halte-Leistungsverhältnis H gespeichert. Wenn das Leistungsverhältnis ver größert oder verringert wird, um so den aktuellen Voreilungswert θr näher an den Zielvoreilungswert θt heranzubringen, liefert das Halte-Leistungsverhältnis H den Mittelwert, um den herum das Leistungsverhältnis D vergrößert oder verringert wird. Das Halte-Leistungsverhältnis H wird durch die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 beeinflußt, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet. Wenn sich die Ventilzeiteinstellung auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet, wird das Halte-Leistungsverhältnis H nicht durch die Vorspannkraft beeinflußt. Daher kann der Mittelwert der Vergrößerung und Verringerung des Leistungsverhältnisses D, von dem geeigneten Wert abweichen und die Ventilzeiteinstellung kann nicht ordentlich gesteuert werden, da das Halte-Leistungsverhältnis H nicht von der Vorspannkraft beeinflußt wird, wenn die Ventilzeiteinstellung z.B. von der voreilenden Seite der Startventileinstellung (d.h. einem Bereich in dem die Vorspannkraft nicht auf die Eingangsnockenwelle 21 einwirkt) zur verzögerten Seite der Startventileinstellung (d.h. einem Bereich, in dem die Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt) wechselt. Bei der erläuterten Ausführungsform jedoch wird das Halte-Leistungsverhältnis H durch den Korrekturwert h4 korrigiert, der in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft (aktueller Voreilungswert θrk) berechnet wird. Das Leistungsverhältnis D wird dann auf der Basis des so korrigierten Halte-Leistungsverhältnisses H berechnet. Dadurch wird verhindert, daß der Mittelwert der Vergrößerungen und Verringerungen des Leistungsverhältnisses D vom geeigneten Wert abweicht, wodurch die Ventilzeiteinstellung richtig gesteuert werden kann.
(6) Das Halte-Leistungsverhältnis H wird korrigiert, um ein Halte-Leistungsverhältnis Hv zu erhalten, von dem die Ein flüsse der Vorspannkraft eliminiert worden sind, indem der Korrekturwert h4 vom Halte-Leistungsverhältnis H subtrahiert wird. Das so bestimmte Halte-Leistungsverhältnis Hv wird im Backup-RAM 96 abgespeichert. Das im Backup-RAM 96 gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv wird korrigiert, um ein Halte-Leistungsverhältnis H zu erhalten, dem der Einfluß der Vorspannkraft durch Addition des Korrekturwertes h4 zum Halte-Leistungsverhältnis Hv übergeben wurde. Das somit bestimmte Halte-Leistungsverhältnis H wird verwendet, um das Leistungsverhältnis D zu berechnen. Daher kann der Mittelwert, dem gegenüber das Leistungsverhältnis vergrößert oder verringert wird in einem geeigneten Zustand gehalten werden, selbst in dem Fall, wo das Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM 96 gespeichert wird, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet, (d.h. in einem Bereich, in dem die Vorspannkraft nicht auf die Eingangsnockenwelle 21 einwirkt) und das gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv für die Berechnung des Leistungsverhältnisses D verwendet wird, wenn sich die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet (d.h. in einem Bereich, in dem die Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle einwirkt). Im Gegensatz dazu, im Fall, wo das Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM gespeichert wird, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet und das gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv für die Berechnung des Leistungsverhältnisses D verwendet wird, kann der Mittelwert der Vergrößerung und Verringerung des Leistungsverhältnisses D ebenso in einem geeignet Zustand erhalten werden.
(7) Wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet, erhöht sich die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53, sowie der aktuelle Voreilungswert θrk näher an "0" herankommt (entsprechend der zeitlich spätesten Position der Einlaßnockenwelle). Inzwischen erhöht sich der auf dem aktuellen Voreilungswert θrk basierende Korrekturwert h4, sowie der aktuelle Voreilungswert θrk sich an "0" annähert, wie in 9 gezeigt. Daher setzt das Halte-Leistungsverhältnis Hv, das durch Subtraktion des Korrekturwertes h4 vom Halte-Leistungsverhältnis H gewonnen wird, genau einen Wert voraus, der frei vom Einfluß der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 ist.. Weiterhin setzt das Halte-Leistungsverhältnis H, das durch Addition des Korrekturwertes h4 zum Halte-Leistungsverhältnis Hv gewonnen wird, genau einen Wert voraus, der den Einfluß der Vorspannkraft berücksichtigt. Daher kann der vorstehend diskutierte, Mittelwert der Erhöhung und Verringerung des Leistungsverhältnisses D, das aus dem Halte-Leistungsverhältnis H und anderen Parametern berechnet wird, in einem geeigneten Zustand erhalten werden, obwohl die Vorspannkraft sich mit der Ventilzeiteinstellung ändert.
(8) Die Parameter, die das Halte-Leistungsverhältnis H beeinflussen, schließen die Maschinendrehzahl NE, die Kühlwassertemperatur THW, den Hydraulikdruck Po usw. sowie die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 (aktueller Voreilungswert θrk) ein. Das heißt, diese Parameter beeinflussen das Halte-Leistungsverhältnis H durch Beeinflussung des Zustands der Hydraulikflüssigkeit (Maschinenstatus). In der erläuterten Ausführungsform werden die Korrekturwerte h5 – h7, die auf der Basis der Parameter berechnet wurden, zusätzlich zum Korrekturwert h4 vom Halte Leistungsverhältnis H subtrahiert und der aus dieser Subtraktion resultierende Wert wird als Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM eingespeichert.

Weiterhin wird das Halte-Leistungsverhältnis H durch Addition der Korrekturwerte h5 – h7, sowie des Korrekturwertes h4 zu dem gespeicherten Halte-Leistungsverhältnis Hv berechnet. Daher kann das Leistungsverhältnis D, das für die Ventilzeiteinstellung verwendet wird, auf einen optimalen Wert gesetzt werden, unabhängig von den Änderungen in den Parametern, wie z.B. der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und dem Hydraulikdruck Po, so daß die Ventilzeiteinstellung weiterhin genau gesteuert werden kann.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird das Halte-Leistungsverhältnis H als Halte-Leistungsverhältnis Hv1 oder als Halte-Leistungsverhältnis Hv2 gespeichert, abhängig davon, ob die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt, wenn die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θrk vom Zielvoreilungswert θt weiter kleiner als der vorbestimmte Wert α ist, anders als bei der ersten Ausführungsform, in der der Wert, der durch Entfernung des Einflusses der Vorspannkraft vom Halte-Leistungsverhältnis H gewonnen wird, einfach als Halte-Leistungsverhältnis Hv gespeichert wird. Weiterhin wird, um das Halte-Leistungsverhältnis H zur Berechnung des Leistungsverhältnisses D zu berechnen, bei der zweiten Ausführungsform ein vom Halte-Leistungsverhältnis Hv1 und Halte-Leistungsverhältnis Hv2 ausgewählter Wert verwendet, abhängig davon, ob die Vorspannkraft gerade auf die Einlaßnockenwelle einwirkt, anstelle das Halte-Leistungsverhältnis Hv in Hinblick auf die Vorspannkraft wie in der ersten Ausführungsform zu korrigieren. Das so berechnete Halte-Leistungsverhältnis H wird so betrachtet, als ob es die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 berücksichtigt. Dadurch unterscheidet sich diese Ausführungsform von der er sten Ausführungsform in der Art, wie das Halte Leistungsverhältnis H in Hinblick auf die vorgenannte Vorspannkraft berechnet wird. Im Folgenden werden nachstehend nur Abschnitte der zweiten Ausführungsform, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben, während andere Abschnitte der zweiten Ausführungsform nicht im Detail beschrieben werden.
10 und 11 sind Flußdiagramme, die die Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis in dieser Ausführungsform beschreiben. Bei der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis dieser Ausführungsform ist ein Vorgang, der dem Schritt S301 der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis in der ersten Ausführungsform entspricht (8) entfernt worden und die Schritte S406 – S410 werden anstelle der entsprechenden Schritte S307, S308 in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Weiterhin werden bei der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis dieser Ausführungsform die Vorgänge von Schritt S411 – S413 zu den in der Rechenroutine für das Halte- Leistungsverhältnis ausgeführten Vorgängen hinzugefügt.
Bei der Rechenroutine für das Halte-Leistungsverhältnis dieser Ausführungsform entsprechen die Schritte S401 (10) bis Schritt S405 (11) den Schritten S302 – S306 bei der Rechenroutine für das Halte Leistungsverhältnis der ersten Ausführungsform. Das heißt, in den Schritten S401 – S403 (10) werden die Korrekturwerte h5 – h7 auf der Basis der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und des Hydraulikdruckes Po berechnet. Nachfolgend wird in Schritt S404 (11) festgestellt, ob die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θrk von Zielvoreilungswert θt für einen bestimmten Zeitraum kleiner als der vorbestimmte Wert α gehalten wurde. Wenn eine negative Entscheidung (NO) in Schritt S404 auftritt, geht der Steuerfluß zu Schritt S411 weiter. Umgekehrt, wenn eine positive Entscheidung (YES) in Schritt S404 getroffen wurde, geht der Steuerfluß in Schritt S405 weiter, in dem das Leistungsverhältnis D, das sich ergibt, wenn die Abweichung kleiner als der vorbestimmte Wert α gehalten wurde, als Halte-Leistungsverhältnis H eingesetzt wird. Danach geht der Steuerfluß zu Schritt S406.
In Schritt S406 – S410 wird das Halte-Leistungsverhältnis H als ausgewähltes Halte-Leistungsverhältnis Hv1, das von der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 beeinflußt ist, und als Halte-Leistungsverhältnis Hv2, das nicht von der Vorspannkraft beeinflußt ist, abgespeichert. In Schritt S406 stellt die ECU 92 fest, ob die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle einwirkt, nämlich, ob die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung ist.
Wenn in Schritt S406 festgestellt wird, daß die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft ausgeübt wird, fährt die ECU 92 mit Schritt S407 fort, in dem die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis Hv1 durch Subtraktion der Korrekturwerte h5 – h7 vom Halte-Leistungsverhältnis H berechnet. Danach in Schritt S408 wird das Halte-Leistungsverhältnis Hv1 als durch die Vorspannkraft beeinflußter Wert in einen vorbestimmten Bereich des Backup-RAM 96 gespeichert. Danach geht die ECU 92 zu Schritt S411.
Wenn in Schritt S406 festgestellt wurde, daß die Ventilzeiteinstellung sich nicht in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft ausgeübt wird, geht die ECU 92 zu Schritt S409, in dem die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis Hv2 durch Subtraktion der Korrekturwerte h5 – h7 vom Halte-Leistungsverhältnis H berechnet. Danach in Schritt S410 wird das Halte-Leistungsverhältnis Hv2 als nicht von der Vorspannkraft beeinflußter Wert in einen vorbestimmten Bereich des Backup-RAM 96 abgespeichert. Die ECU 92 geht danach zu Schritt S411.
Die Schritte S411 – S414 werden ausgeführt, um einen ausgewählten Wert der Halte-Leistungsverhältnisse Hv1, Hv2 zu verwenden, abhängig davon, ob die Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt. In Schritt S411 stellt die ECU 03 fest, ob die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt, das heißt, ob die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung ist.
Wenn Schritt S411 feststellt, daß die Ventilzeiteinstellung in einem Bereich ist, in dem die Vorspannkraft anliegt, geht die ECU 92 zu Schritt S412, in dem die ECU 92 das im Backup-RAM 96 gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv1 als Halte-Leistungsverhältnis Hv einsetzt. Das Halte-Leistungsverhältnis Hv entspricht einem Wert, der den Einfluß der Vorspannkraft berücksichtigt. Danach, in Schritt S414 berechnet die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis H zur Verwendung bei der Berechnung des Leistungsverhältnisses D durch Addition der Korrekturwerte h5 – h7 zum Halte-Leistungsverhältnis Hv.
Wenn Schritt S411 feststellt, daß die Ventilzeiteinstellung nicht in dem Bereich ist, in dem die Vorspannkraft anliegt, geht die ECU 92 zu Schritt S413, in dem die ECU 92 das im Backup-RAM gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv2 als Halte-Leistungsverhältnis Hv einsetzt. Dieses Halte-Lei stungsverhältnis Hv entspricht einem Wert, der frei vom Einfluß der Vorspannkraft ist. Danach, in Schritt S414 berechnet die ECU 92 das Halte-Leistungsverhältnis H zur Verwendung bei der Berechnung des Leistungsverhältnisses D durch Addition der Korrekturwerte h5 – h7 zum Halte-Leistungsverhältnis Hv. Nach der Berechnung des Halte-Leistungsverhältnis H in dieser Weise, beendet die ECU 92 zeitweilig die Routine zur Berechnung des Halte-Leistungsverhältnisses.
Die zweite Ausführungsform, in der die vorgenannten Vorgänge ausgeführt werden, erbringt den folgenden Effekt oder Vorteil, zusätzlich zu den vorgenannten Vorteilen (1) bis (4) und (8) der ersten Ausführungsform.

(9) Wenn die Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θrk vom Zielvoreilungswert θt über einen bestimmten Zeitraum kleiner als ein vorbestimmter Wert α gehalten wird, wird das Halte-Leistungsverhältnis H in das Backup-RAM 96 entweder als Halte-Leistungsverhältnis Hv1, wenn die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 anliegt oder als Halte-Leistungsverhältnis Hv2, wenn die Vorspannkraft nicht anliegt gespeichert. Weiterhin wird, um das Halte-Leistungsverhältnis H für die Berechnung des Leistungsverhältnisses zu berechnen ein ausgewählter Wert, der im Backup-RAM 96 gespeicherten HalteLeistungsverhältnisse Hv1, Hv2 verwendet, abhängig davon, ob die Vorspannkraft auf die Eingangsnockenwelle 21 einwirkt. Da das wie vorstehend beschriebene Halte-Leistungsverhältnis H verwendet wird, um das Leistungsverhältnis D zu berechnen, wird angenommen, daß das Leistungsverhältnis D die vorgenannte Vorspannkraft berücksichtigt. Daher wird im wesentlichen verhindert, daß der Mittelwert um den herum das Leistungsverhältnis D erhöht oder verringert wird, von der geeigneten Position abweicht, so daß die Ventilzeiteinstellung genau gesteuert werden kann, wenn das Leistungsverhältnis D erhöht oder verringert wird, um den aktuellen Voreilungswert θrk näher an den Zielvoreilungswert θt heran zu bringen.

Die erläuterten Ausführungsformen können z.B. in folgender Weise modifiziert werden.
In den vorangehenden Ausführungsformen wird das Halte-Leistungsverhältnis H auf der Basis von Parametern korrigiert, die das Halte-Leistungsverhältnis H beeinflussen, einschließlich der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW und des Hydraulikdruckes Po, sowie des aktuellen Voreilungswertes θrk (die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53). Dennoch muß die Korrektur nicht auf der Basis aller dieser Parameter durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Korrektur auf der Basis einiger der vorgenannten Parameter vorgenommen werden oder es wird keine Korrektur des Halte-Leistungsverhältnisses H durchgeführt.
In der ersten Ausführungsform wird der Einfluß der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 vom Halte-Leistungsverhältnis H entfernt oder ihm hinzugefügt, indem das Halte-Leistungsverhältnis H in Übereinstimmung mit dem aktuellen Voreilungswert θrk korrigiert wird, der einen Parameter darstellt, der mit der Höhe der Vorspannkraft zusammenhängt. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann das Halte-Leistungsverhältnis einheitlich korrigiert werden, unabhängig vom aktuellen Voreilungswert θrk, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet.
Als auf die Höhe der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 bezogenen Parameter können die erläuterten Ausführungsformen auch den Zielvoreilungswert θt, den aktuellen Voreilungswert θr o.ä. anstelle des aktuellen Voreilungswertes θrk annehmen.
Bei der ersten Ausführungsform wird Schritt S307 (9) ausgeführt, um das Halte-Leistungsverhältnis H durch Subtraktion des Korrekturwertes h4, der auf der Basis des aktuellen Voreilungswertes θrk berechnet wurde, (entsprechend der Vorspannkraft) zu korrigieren, um das nicht von der Vorspannkraft des Schubmechanismus beeinflußte Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM abzuspeichern, unabhängig davon, ob die Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der Speicherung des Halte-Leistungsverhältnisses Hv beschränkt. Zum Beispiel kann das Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM unter der Bedingung gespeichert werden, daß die Vorspannkraft nicht auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt, das heißt, unter der Bedingung, daß die Ventilzeiteinstellung auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung ist. In diesem Fall wird der Vorgang des Speicherns des Halte-Leistungsverhältnis Hv in das Backup-RAM 96 unterbunden, wenn sich die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet (wenn die Ventilzeiteinstellung in einem Bereich ist, wo die Vorspannkraft nicht anliegt). Das beseitigt die Notwendigkeit, eine Korrektur durch Subtrahieren des Korrekturwertes h4 vom Halte-Leistungsverhältnis H in Schritt S307 durchzuführen, um ein Halte-Leistungsverhältnis Hv zu speichern, das nicht von der Vorspannkraft beeinflußt ist. Wenn dann das Halte-Leistungsverhältnis H zur Verwendung bei der Berechnung des Leistungsverhältnisses D berechnet werden soll, wird der Korrekturwert h4 zu dem gespeicherten Halte-Leistungsverhältnis Hv in Schritt S309 addiert, um damit eine Korrektur zu erhalten, die mit der Anwendung der Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle 21 verbunden ist. Dadurch werden im wesentli chen die gleichen Effekte und Vorteile, wie vorstehend in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben, erreicht, selbst wenn das Halte-Leistungsverhältnis Hv in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt wird.
In der ersten Ausführungsform kann der Zielvoreilungswert θt auf einen Wert außerhalb des Bereiches gesetzt werden, in dem die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt, nämlich auf einen Wert außerhalb des Bereiches zwischen dem Wert, der der Startventileinstellung entspricht, und "0" (am meisten verzögerte Position), so daß die Speicherung des Halte-Leistungsverhältnisses Hv in das Backup-RAM 96 nicht ausgeführt wird, wenn der aktuelle Voreilungswert sich in dem Bereich befindet, wo die Vorspannkraft angelegt ist. In diesem modifizierten Beispiel wird das im Backup-RAM gespeicherte Halte-Leistungsverhältnis Hv als nicht beeinflußt von der Vorspannkraft betrachtet, wodurch die Notwendigkeit ausgeschlossen wird, das Halte-Leistungsverhältnis H durch Subtrahieren der Korrekturwerte h4 in Schritt 307 zu korrigieren und dabei den Einfluß der Vorspannkraft zu beseitigen. Weiterhin schließt das Setzen des Zielvoreilungswertes θt, wie vorstehend beschrieben, die Notwendigkeit aus, das Leistungsverhältnis D zu erhöhen und zu verringern, um den aktuellen Voreilungswert θrk innerhalb eines Bereiches, in dem die Vorspannkraft angelegt ist, näher an den Zielvoreilungswert θt heranzubringen. Das beseitigt folglich das übliche Problem, daß der Mittelwert der Erhöhungen und Verringerungen des Leistungsverhältnisses aufgrund des Einflusses der Vorspannkraft vom geeigneten Weg abweicht und die Ventilzeiteinstellung nicht richtig gesteuert werden kann.
In der ersten Ausführungsform kann eine Korrektur bezüglich des Halte-Leistungsverhältnisses H durch Verwendung des Kor rekturwertes h4, nämlich die Entfernung und Hinzufügung des Einflusses der Vorspannkraft, nicht durchgeführt werden, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung befindet und keine Vorspannkraft durch den Schubmechanismus 53 angelegt wird. Das macht es möglich zu verhindern, daß eine Korrektur auf der Basis des Korrekturwertes h4 unnötigerweise ausgeführt wird zum Beispiel, wenn die Vorspannkraft nicht auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt und der Korrekturwert h4 gleich "0" ist.
Bei der Rechenroutine für den gelernten Wert des zeitlich spätesten Zustands (7) der erläuterten Ausführungsformen werden die Schritte S205 und S206, wenn in Schritt S204 festgestellt wurde, daß die Maschinendrehzahl geringer ist, als ein vorbestimmter Wert "b", ausgeführt, bevor festgestellt wird, ob das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands (Schritte S207 – S211) ausgeführt werden soll. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art beschränkt, den Wert G zu lernen. Zum Beispiel, wenn in Schritt S204 festgestellt wird, daß NE kleiner als "b" ist, wird das das Lernen des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G sofort verhindert, unabhängig von der Kühlwassertemperatur THW und der Öltemperatur THO. In diesem Fall können die Schritte S205 und S206 ausgelassen werden.
In den erläuterten Ausführungsformen wird festgestellt, ob die Ventilzeiteinstellung auf der Basis des Hydraulikdruckes Po, der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW, der Öltemperatur THO usw. in der gegenwärtigen Situation gegen die Vorspannkraft auf den zeitlich spätesten Zustand verzögert werden kann, um die Ausführung des Lernens des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G zu kontrollieren. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der Kontrolle beschränkt. Zum Beispiel kann die vorstehend be schriebene Feststellung auch nur auf der Basis des Hydraulikdruckes Po gemacht werden oder auf der Basis der Maschinendrehzahl NE, der Kühlwassertemperatur THW der Öltemperatur THO usw., unabhängig vom Hydraulikdruck Po.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Steuerverstärkung P berechnet oder aus einer Vorlage o.ä. entnommen, auf der Basis nicht nur der Abweichung des aktuellen Voreilungswertes θrk vom Zielvoreilungswert θt, sondern auch der Maschinendrehzahl NE, die einen Parameter darstellt, der die Charakteristik der Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung beeinflußt. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der Bestimmung der Steuerverstärkung P beschränkt. Es ist daher unnötig, die Maschinendrehzahl NE als Parameter zur Berechnung der Basissteuerverstärkung Pb zu verwenden. Zum Beispiel kann die Basissteuerverstärkung Pb mit einem Korrekturwert multipliziert werden, der auf der Basis der Maschinendrehzahl NE bestimmt wird, so daß die resultierende Steuerverstärkung die Maschinendrehzahl widerspiegelt.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Steuerverstärkung P auf der Basis von Parametern korrigiert, die die Steuerverstärkung P beeinflussen, wobei die Parameter die Kühlwassertemperatur THW, den Hydraulikdruck Po usw. einschließen, sowie auch den aktuellen Voreilungswert θrk (die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53). Es ist dennoch nicht notwendig, die Korrektur auf der Basis aller dieser Parameter durchzuführen. Zum Beispiel kann die Korrektur unter Verwendung einiger dieser Parameter oder keinem davon durchgeführt werden.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Änderungsrate der Ventilzeitverstellung passend gemacht, ungeachtet der Vorspannkraft des Schubmechanismus 53, indem die Steuerver stärkung P in Übereinstimmung mit dem aktuellen Voreilungswert θrk korrigiert wird, der ein auf die Stärke der Vorspannkraft bezogener Parameter ist. Dennoch ist diese Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann die vorgenannte Korrektur einheitlich durchgeführt werden, ungeachtet des aktuellen Voreilungswertes θrk, wenn die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung ist.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Korrektur der Steuerverstärkung unter Verwendung des Korrekturwertes h1, der auf der Basis des aktuellen Voreilungswertes θrk (die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53) berechnet wurde, durchgeführt, unabhängig davon, ob die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung ist (ob die Vorspannkraft auf die Einlaßnockenwelle 21 einwirkt). Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der Korrektur der Steuerverstärkung P beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, die Korrektur der Steuerverstärkung P unter Verwendung des Korrekturwertes h1 nicht durchzuführen, wenn die Ventilzeiteinstellung auf der voreilenden Seite der Startventileinstellung ist (wenn die Vorspannkraft nicht anliegt). Das verhindert, daß die Korrektur der Steuerverstärkung auf der Basis des Korrekturwertes h1 unnötigerweise ausgeführt wird, zum Beispiel wenn die Vorspannkraft nicht anliegt und der Korrekturwert h1 gleich "1.0" ist.
Bei den erläuterten Ausführungsformen wird die Vorspannkraft des Schubmechanismus 53 in Bezug auf die Berechnung der Steuerverstärkung P, der Berechnung des Halte Leistungsverhältnisses H, und der Ausführung des Lernens des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G mitberücksichtigt. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Art der Steuerung beschränkt. Das heißt, die Vorspannkraft kann nur bei einer oder zwei der vorgenannten drei Vorgänge berücksichtigt werden d.h. bei der Berechnung der Steuerverstärkung P, der Berechnung des Halte-Leistungsverhältnisses H, und der Ausführung des Lernens des gelernten Wertes des zeitlich spätesten Zustands G. Auch in diesem Fall wird das Leistungsverhältnis D in Hinblick auf die Vorspannkraft berechnet und daher kann die Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft ausgeführt werden.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Erfindung auf eine Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung zur Veränderung der Ventilzeiteinstellung der Einlaßventile 19 angewendet. Die Erfindung kann ebenfalls auf eine Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung zur Veränderung der Ventilzeiteinstellung der Auslaßventile 20 angewendet werden.
In den erläuterten Ausführungsformen wird die Erfindung auf eine Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung angewendet, die eine Vorspannkraft oder einen Vorspannvorgang des Schubmechanismus 53 zur Steuerung der Ventilzeiteinstellung auf die Startventileinstellung verwendet, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet. Dennoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Zum Beispiel kann die Erfindung auch auf eine Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung angewendet werden, in der die Vorspannkraft im gesamten Bereich der Ventilzeiteinstellung auftritt, wie in dem Fall, wo die Vorspannkraft verwendet wird, um die Ventilzeiteinstellung in den zeitlich frühesten oder den zeitlich spätesten Zustand zu zwingen. Wenn die Erfindung auf eine Ventilzeiteinstellungssteuervorrichtung angewendet wird, in der die Ventilzeiteinstellung in den zeitlich frühesten Zustand gezwungen wird, kann die Erfindung nicht nur auf eine Vorrichtung angewendet werden, in der die Vorspannkraft im gesamten Be reich der Ventilzeiteinstellung auftritt, sondern auch auf eine Vorrichtung, in der die Vorspannkraft nur im Bereich der voreilenden Seite des gesamten Steuerbereiches der Ventilzeiteinstellung auftritt.
In der erläuterten Ausführungsform ist die Steuereinheit (die ECU 92) als programmierter Allzweckcomputer realisiert. Für Spezialisten in dieser Technik ist es wünschenswert die Steuereinheit als einen integrierten Einzweck-Spezialschaltkreis (z.B. ASIC) zu realisieren, der einen Zentralen oder Hauptprozessorteil für allgemeine Steuerungen und Steuerungen der Systemebene aufweist und separate Abschnitte für die Ausführung verschiedener unterschiedlicher Spezialberechnungen, Funktionen und anderer Prozesse unter der Steuerung des Hauptprozessorteils ausführt. Die Steuereinheit kann eine Vielzahl von einzelnen zugeordneten oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltkreisen sein (z.B. verdrahtete elektronische oder Logikschaltkreise, wie z.B. diskrete Schaltungen oder programmierbare Logikeinheiten wie PLDs, PLAs o.ä.). Die Steuereinheit kann als geeigneter programmierter Allzweckcomputer z.B. Mikroprozessor, Mikrocontroller oder Prozessoreinheit (CPU oder MPU) entweder allein oder in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren Daten- und Signalprozessoreinheiten (z.B. integrierter Schaltkreis) realisiert sein. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung oder ein Aufbau von Vorrichtungen auf denen ein Schaltwerk, das in der Lage ist, die hier beschriebenen Prozeduren zu realisieren als Steuereinheit verwendet werden. Eine verteilte Steuerarchitektur kann für maximale Daten/Signal-Verarbeitungsfähigkeiten und Geschwindigkeit verwendet werden.
Während die Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Er findung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen mit zu umfassen. Zusätzlich, während die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsformen in verschieden Kombinationen und Konfigurationen gezeigt werden, die beispielhaft sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element beinhalten, auch innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.
Eine Ventilzeitsteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die eine Vorspanneinrichtung (54), die eine Vorspannkraft an die Nockenwelle (21, 022) des Einlaß- oder Auslaßventils (19, 20) anlegt, aufweist, um so die Ventilzeiteinstellung der Maschine in einen vorbestimmten Zustand zu bringen, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem vorbestimmten Bereich befindet, zum Beispiel, wenn die Ventilzeiteinstellung auf der verzögerten Seite der Startventileinstellung befindet mit der die Maschine gestartet wird, wird durch eine Steuereinheit (92) gesteuert, die die Ventilzeiteinstellung in Hinblick auf die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung steuert.

Claims

Variable Ventilzeitsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die ein bewegliches Element (41, 68a, 68b, 69c, 69d) aufweist, das durch die Antriebswelle (14) der Maschine angetrieben wird, zumindest ein Ventil, das durch das bewegliche Element (41, 68a, 68b, 69c, 69d) angetrieben wird und eine erste Hydraulikkammer (69) und eine zweite Hydraulikkammer (70), die ausgebildet sind, um das bewegliche Element (41, 68a, 68b, 69c, 69d) zwischen sich einzuschließen, wobei eine Hydraulikflüssigkeit der ersten und zweiten Hydraulikkammer (69, 70) selektiv zugeführt wird, so daß das bewegliche Element (41, 68a, 68b, 69c, 69d) sich relativ in Bezug auf die Antriebswelle (14) der Maschine dreht, wobei die Ventilzeiteinstellung der Maschine verändert wird, und die variable Ventilzeitsteuervorrichtung eine Steuereinheit aufweist, die einen Steuerwert berechnet, der für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendet wird, so daß die Ventilzeiteinstellung sich einer Zielventilzeiteinstellung des Ventils annähert, und eine Vorspanneinrichtung (53, 54) aufweist, die eine Vorspannkraft auf das bewegliche Element ausübt, um so das bewegliche Element in einem vorbestimmten Winkel zu positionieren, so daß die Ventilzeiteinstellung der Maschine in eine vorbestimmte Zeiteinstellung zwischen den zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand gebracht wird, und die variable Ventilzeitsteuerungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: die Vorspanneinrichtung (53, 54) eine Vorspannkraft nur in dem Teil zwischen dem zeitlich spätesten Zustand und dem zeitlich frühesten Zustand der Ventilzeiteinstellung ausübt, und die Steuereinheit den Steuerwert unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung (53, 54) steuert.
Variable Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der vorbestimmte Zustand zwischen dem zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand befindet und die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, um so die Ventilzeiteinstellung der Maschine in einen vorbestimmten Zustand zu bringen, wenn sich die Ventilzeiteinstellung der Maschine auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet, und die Steuereinheit (92) die Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung steuert, zumindest, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (92) den Zielwert der Ventilzeiteinstellung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine festlegt und den Steuerwert für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung so berechnet, daß die Ventilzeiteinstellung sich der Zielventilzeiteinstellung annähert, indem die Steuereinheit den Steuerwert unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung (92) die für die Berechnung des Steuerwertes verwendete Steuer verstärkung, basierend auf einer aktuellen Messung des Wertes der Ventilzeiteinstellung und dem Zielwert, vergrößert oder verringert, so daß sich der aktuelle Meßwert dem Zielwert annähert und die Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigiert und den Steuerwert zur Steuerung der Ventilzeiteinstellung berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (92) die Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung nur dann korrigiert, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in dem Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung (54) eine Vorspannkraft ausübt.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuereinheit (92) den Korrekturwert, der für die Korrektur der Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung verwendet wird, unter Verwendung der Ventilzeiteinstellung zum Zeitpunkt der Berechnung berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 – 6, wobei die Steuereinheit (92) die Steuerverstärkung auf der Basis zumindest eines Parameters, der die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung beeinflußt, zusätzlich zu der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung (54) verändert.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit einen variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus (24) auf der Basis des Steuerwertes steuert, indem der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch den Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu ändern und der zumindest eine Parameter auf der Basis dessen die Steuereinheit die Steuerverstärkung verändert, einen oder mehrere Parameter enthält, die sich auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit beziehen.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 – 8, wobei die Steuereinheit ein Lernen des zeitlich spätesten Zustands ausführt, um einen gelernten Wert zu erhalten, der die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung angibt, wenn die Ventilzeiteinstellung von einem vorbestimmten Bezugswert zum zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird die Steuereinheit (92) den für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendeten Steuerwert auf der Basis des gelernten Wertes berechnet und die Steuereinheit die Ausführung des Lernens des zeitlich spätesten Zustands unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung steuert.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, um so die Ventilzeiteinstellung der Maschine voreilen zu lassen und die Steuereinheit (92) das Lernen des zeitlich spätesten Zustands unterbindet, wenn es der Maschinenzustand nicht erlaubt, die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung zum zeitlich spätesten Zustand zu steuern.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (92) einen variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus (24) auf der Basis des Steuerwertes steuert, wobei der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch den Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern und die Steuereinheit das Lernen des zeitlich spätesten Zustands verhindert, wenn die für die Betätigung des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus verwendete Hydraulikflüssigkeit in einem Zustand ist, der es nicht erlaubt, die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung in den zeitlich spätesten Zustand zu steuern.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 – 11, die weiterhin einen Speicher (96) aufweist, der als Haltedaten den Steuerwert, gemessen, wenn eine Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert weniger als ein vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird, speichert und wobei die Steuereinheit (92) die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigiert und den Steuerwert unter Verwendung der Haltedaten berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (92) die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft nur dann korrigiert, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einen Bereich befindet, wo die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (92) die Haltedaten korrigiert, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung darauf zu entfernen, bevor die vom gemessenen Steuerwert abgeleiteten Haltedaten in den Speicher (96) gespeichert werden und die im Speicher (96) gespeicherten Haltedaten korrigiert, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung darauf hinzuzufügen, bevor die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (92) unterbindet, daß die Haltedaten in den Speicher (96) gespeichert werden, wenn die Ventilzeiteinstellung in einem Bereich ist, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, und die im Speicher (96) gespeicherten Haltedaten korrigiert, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung hinzuzufügen, bevor die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Steuereinheit (92) den Zielwert der Ventilzeiteinstellung auf einen Wert setzt, der sich außerhalb des Bereiches befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt und die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung korrigiert und den Steuerwert unter Verwendung der Haltedaten berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 – 16, wobei die Steuereinheit einen Korrekturwert für die Korrektur der Haltedaten auf der Basis der Ventilzeiteinstellung zum Zeitpunkt der Berechnung berechnet.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 – 11, der weiterhin aufweist: einen ersten Speicher (96), der den Steuerwert als erste Haltedaten zum Zeitpunkt speichert, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert kleiner als ein vorbestimmter Wert gehalten wird, unter der Bedingung das die Ventilzeiteinstellung sich im ersten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt und einen zweiten Speicher (96), der den Steuerwert als zweite Haltedaten zum Zeitpunkt, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert kleiner als ein vorbestimmter Wert gehalten wird, unter der Bedingung, daß die Ventilzeiteinstellung sich im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt, wobei die Steuereinheit (92) den Steuerwert unter Verwendung der im ersten Speicher gespeicherten Haltedaten berechnet, wenn die Ventilzeiteinstellung sich im ersten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt und den Steuerwert unter Verwendung der im zweiten Speicher gespeicherten Haltedaten berechnet, wenn die Ventilzeiteinstellung sich im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 – 18, wobei die Steuereinheit (92) die Haltedaten auf der Basis zumindest eines Parameters, der die Haltedaten beeinflußt, zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung verändert.
Ventilzeitsteuervorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Steuereinheit (92) den variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus auf der Basis des Steuerwertes steuert, wobei der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch den Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern und der zumindest eine Parameter, auf dessen Grundlage die Steuereinheit die Haltedaten verändert ein oder mehrere Parameter aufweist, die sich auf den Zustand der Hydraulikflüssigkeit beziehen.
Verfahren zur Durchführung der Ventilzeiteinstellungssteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine (11), die ein bewegliches Element (14, 68a, 68b, 69c, 69d) das durch die Antriebswelle (14) der Maschine angetrieben wird, zumindest ein Ventil, das durch das bewegliche Element (14, 68a, 68b, 69c, 69d) betätigt wird und eine erste Hydraulikkammer (69) und eine zweite Hydraulikkammer (70) aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie das bewegliche Element (14, 68a, 68b, 69c, 69d) zwischen sich einschließen, wobei eine Hydraulikflüssigkeit der ersten und zweiten Hydraulikkammer (69, 70) selektiv zugeführt wird, so daß sich das bewegliche Element (14, 68a, 68b, 69c, 69d) relativ in Bezug auf die Antriebswelle der Maschine dreht, wobei die Ventilzeiteinstellung sich ändert, welches die Schritte aufweist: Berechnung des für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendeten Steuerwertes, so daß sich die Ventilzeiteinstellung der Zielventilzeiteinstellung des Ventils annähert, und Ausübung einer Vorspannkraft auf das beweglichen Element (68b, 68d) durch die Vorspanneinrichtung (53, 54), um so das beweglichen Element in einem vorbestimmten Winkel zu positionieren, so daß die Ventilzeiteinstellung der Maschine in ein vorbestimmtes Zeitverhältnis zwischen dem zeitlich spätesten und dem zeitlich frühesten Zustand gebracht wird, gekennzeichnet durch den Schritt des Steuerns des Steuerwertes unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung (53, 54), die eine Vorspannkraft nur in einem Teil zwischen dem zeitlich spätesten Zustand und dem zeitlich frühesten Zustand der Ventilzeiteinstellung ausübt.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der vorbestimmte Zustand sich zwischen dem zeitlich spätesten Zustand und de am zeitlich frühesten Zustand befindet, und die Vorspanneinrichtung (54) eine Vorspannkraft ausübt, um so die Ventilzeiteinstellung der Maschine in den vorbestimmten Zustand zu bringen, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet und der Steuerschritt das Steuern der Ventilzeiteinstellung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung aufweist, zumindest, wenn die Ventilzeiteinstellung sich auf der verzögerten Seite des vorbestimmten Zustands befindet.
Verfahren nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, wobei der Steuerschritt die folgenden Unterschritte aufweist: Setzen des Zielwertes der Ventilzeiteinstellung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine und berechnen des Steuerwertes, der für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendet wird, so daß die Ventilzeiteinstellung sich dem Zielwert annähert, wobei die Berechnung des Steuerwertes unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt der Berechnung des Steuerwertes aufweist: Erhöhung oder Verringerung der für die Berechnung des Steuerwertes verwendeten Steuerverstärkung auf der Basis eines aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung und des Zielwertes, so daß der aktuelle Meßwert sich dem Zielwert annähert, Korrektur der Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und Berechnung des Steuerwertes, der für die Steuerung der Ventilzeiteinstellung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung nur dann korrigiert wird, wenn die Ventilzeitein stellung in einem Bereich ist, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, das weiterhin die Berechnung eines Korrekturwertes für die Korrektur der Steuerverstärkung in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung durch Verwendung der Ventilzeiteinstellung zum Zeitpunkt der Berechnung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 – 26, das weiterhin die Änderung der Steuerverstärkung auf der Basis mindestens eines Parameters, der die Änderungsrate der Ventilzeiteinstellung zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung beeinflußt, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, der weiterhin aufweist: Steuerung des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus (24) auf der Basis des Steuerwertes, wobei der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch den Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um die Ventilzeiteinstellung zu verändern und der zumindest eine Parameter, auf dessen Basis der Steuerwert verändert wird, einen oder mehr Parameter aufweist, die mit dem Zustand der Hydraulikflüssigkeit in Verbindung stehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 – 28, das weiterhin aufweist. Ausführung der Lernprozedur für den zeitlich spätesten Zustand, um einen gelernten Wert zu erhalten, der die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung, wenn die Ventilzeiteinstellung vom vorbestimmten Bezugswert in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird, angibt, Berechnung des Steuerwertes für die Steuerung der Ventil zeiteinstellung auf der Basis des gelernten Wertes und Ausführung der Lernprozedur für den zeitlich spätesten Zustand unter Berücksichtigung der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, um so die Ventilzeiteinstellung der Maschine voreilen zu lassen und das weiterhin aufweist: Verhinderung der Ausführung der Lernprozedur für den zeitlich spätesten Zustand, wenn der Maschinenzustand es nicht gestattet, daß die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 30, das weiterhin aufweist: Steuerung des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus auf der Basis des Steuerwertes, wobei der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern, und Verhinderung der Ausführung der Lernprozedur für den zeitlich spätesten Zustand, wenn die für die Betätigung des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus verwendete Hydraulikflüssigkeit sich in einem Zustand befindet, der es nicht gestattet, daß die Ventilzeiteinstellung gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung in den zeitlich spätesten Zustand gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 – 31, wobei ein Speicher den Steuerwert als Haltedaten speichert, der gemessen wird, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert kürzer als ein vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird und wobei der Schritt zur Berechnung des Steuerwertes aufweist: Korrektur der Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und Berechnung des Steuerwertes unter Verwendung der Haltedaten.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft nur dann korrigiert werden, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt.
Verfahren nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, das weiterhin aufweist: Korrektur der Haltedaten, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung darauf zu beseitigen, bevor die von dem gemessenen Steuerwert abgeleiteten Haltedaten in den Speicher gespeichert werden, und Korrektur der im Speicher gespeicherten Haltedaten, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung hinzuzufügen, bevor die im Speicher gespeicherten Haltedaten für die Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, das weiterhin aufweist: Verhinderung, daß die Haltedaten in den Speicher gespeichert werden, wenn die Ventilzeiteinstellung sich in einem Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, und Korrektur der im Speicher gespeicherten Haltedaten, um so den Einfluß der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung darauf hinzuzufügen, bevor die im Speicher gespeicherten Haltedaten zur Berechnung des Steuerwertes verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, das weiterhin aufweist: Setzen des Zielwertes der Ventilzeiteinstellung auf einen Wert, der sich außerhalb des Bereiches befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, Korrektur der Haltedaten in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und Berechnung des Steuerwertes unter Verwendung der Haltedaten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 – 36, das weiterhin die Berechnung eines Korrekturwertes, der für die Korrektur der Haltedaten verwendet wird, auf der Basis der Ventilzeiteinstellung zum Zeitpunkt der Berechnung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 – 31, das weiterhin aufweist: Speichern des Steuerwertes in einen ersten Speicher als ersten Haltedatensatz zum Zeitpunkt, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert für weniger als ein vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird, unter der Bedingung, daß sich die Ventilzeiteinstellung im ersten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft ausübt, Speichern des Steuerwertes in einen zweiten Speicher als zweiten Haltedatensatz zum Zeitpunkt, wenn die Abweichung des aktuellen Meßwertes der Ventilzeiteinstellung von dessen Zielwert für weniger als ein vorbestimmter Wert aufrechterhalten wird, unten der Bedingung, daß sich die Ventilzeiteinstellung im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt, und Berechnung des Steuerwertes unter Verwendung der im ersten Speicher gespeicherten ersten Haltedaten, wenn die Ventilzeiteinstellung sich im ersten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung die Vorspannkraft ausübt, und Berechnung des Steuerwertes unter Verwendung der im zweiten Speicher gespeicherten zweiten Haltedaten, wenn die Ventilzeiteinstellung sich im zweiten Bereich befindet, in dem die Vorspanneinrichtung keine Vorspannkraft ausübt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 – 38, das weiterhin das Ändern der Haltedaten auf der Basis zumindest eines Parameters, der die Haltedaten zusätzlich zur Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung beeinflußt, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 39, das weiterhin aufweist: Steuerung des variablen Ventilzeiteinstellungsmechanismus auf der Basis des Steuerwertes, wobei der variable Ventilzeiteinstellungsmechanismus durch den Druck von Hydraulikflüssigkeit betätigt wird, um so die Ventilzeiteinstellung zu verändern, und der zumindest eine Parameter, auf der Basis dessen die Haltedaten geändert werden, einen oder mehrere Parameter aufweist, die mit dem Zustand der Hydraulikflüssigkeit in Zusammenhang stehen.