DE19901942C2

DE19901942C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19901942C2
Application number: DE19901942A
Authority: DE
Inventors: Toshio Fuwa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP3465568B2; US6044814A; DE19901942A1; JPH11200826A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils einer Brennkraftmaschine und im besonderen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils zum elektrischen Öffnen und Schließen eines Einlaß- oder Auslaßventils einer Brennkraftmaschine.

Ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil, das als ein Einlaß- oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine fungiert, ist beispielsweise in der offengelegten JP 9- 195736 A offenbart. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil weist zwei Federn auf, die das Ventil in eine Neutralstellung drücken, einen oberen Elektromagneten, der das Ventil in eine vollständig geschlossene Stellung zieht, und einen unteren Elektromagneten, der das Ventil in eine vollständig geöffnete Stellung zieht. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil läßt sich somit dadurch öffnen und schließen, daß die oberen und unteren Elektromagnete abwechselnd mit geeigneten Strömen versorgt werden.

Die zum Öffnen und Schließen eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils einer Brennkraftmaschine erforderliche elektromagnetische Kraft variiert in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, der Temperatur des elektromagnetisch angetriebenen Ventils, etc.. Um einen zuverlässigen Betrieb des elektromagnetisch angetriebenen Ventils unter Verbrauch einer minimalen Energiemenge zu gewährleisten, wäre es von Vorteil, wenn der den Elektromagneten zuzuführende Erregerstrom auf die minimal erforderliche Größe gesteuert wird. Bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen elektromagnetisch angetriebenen Ventil ändert sich der Verlauf des den Elektromagneten zugeführten Erregerstroms in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und dergleichen.

Jedoch ist selbst dann, wenn die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und andere Bedingungen konstant bleiben, durchaus die Möglichkeit gegeben, daß sich die Auswirkungen äußerer Störungen auf das Ventil ändern. Daher ist es schwierig, die elektromagnetische Minimalkraft, die für den Betrieb des Ventils erforderlich ist, einzig auf der Basis der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und dergleichen präzise zu bestimmen. Für eine Ventileinrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wäre es folglich von Vorteil, wenn bei der Einstellung des Verlaufs des Erregerstroms die Änderungen äußerer Störungen, insbesondere der stärksten äußeren Störung, die den Ventilbetrieb behindert, einbezogen werden.

Eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Öffnen und Schließen eines Ventils einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 7 sind aus dem US Patent US 5,671,705 bekannt.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die bzw. das eine Verringerung des Verbrauchs elektrischer Energie ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch das er findungsgemäße Verfahren nach den Merkmalen des Patentan spruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Ge genstand der jeweiligen Unteransprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vor richtung zur Steuerung eines elektromagnetisch angetriebe nen Ventils für eine Brennkraftmaschine zum Öffnen und Schließen eines Ventils durch Kom bination einer durch einen Elektromagneten erzeugten elek tromagnetischen Kraft und einer durch ein elastisches Bau teil erzeugten Spannkraft vorgesehen. Die Steuervorrichtung umfaßt eine Anziehungsstromversorgungseinrichtung zur Ver sorgung des Elektromagneten mit einem Anziehungsstrom, wenn das Ventil zum Elektromagneten hin angezogen werden soll, eine Abweichungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Abweichung des Ventils von einer bestimmten Öffnungs- oder Schließstellung, eine Anziehungsstromerhöhungseinrichtung zur Erhöhung des im nächsten Zyklus verwendeten Anzie hungsstroms, wenn eine Abweichung erfaßt wird, und eine An ziehungsstromverminderungseinrichtung zur Verminderung des im nächsten Zyklus verwendeten Anziehungsstroms, wenn keine Abweichung erfaßt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird der Elektromagnet mit dem Anziehungsstrom versorgt, wenn es er forderlich ist, daß der Elektromagnet das Ventil anzieht. Wenn die Anziehung des Ventils zum Elektromagneten nicht in einer normalen Art und Weise erfolgt, d. h. wenn eine Abwei chung des Ventils eintritt, wird der im nächsten Zyklus verwendete Anziehungsstrom erhöht. Wenn die Anziehung des Ventils zum Elektromagneten dagegen korrekt erfolgt, wird der im nächsten Zyklus verwendete Anziehungsstrom vermin dert. Durch diese Maßnahme wird der Anziehungsstrom ständig auf dem ausreichenden Minimalwert gehalten, bei dem das Ventil korrekt geöffnet oder geschlossen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils kann des Weiteren eine Gegenstromversorgungseinrichtung aufweisen zur Versor gung des Elektromagneten mit einem Gegenstrom, der größer ist als der Anziehungsstrom, nach der Erfassung einer Ab weichung.

Bei dieser Vorrichtung zur Steuerung des elektromagne tisch angetriebenen Ventils wird der Elektromagnet nach der Erfassung einer Abweichung mit einem Gegenstrom versorgt, der größer ist als der Anziehungsstrom. Wenn der Gegenstrom dem Elektromagneten zugeführt wird, wird zwischen dem Elek tromagneten und dem Ventil eine große elektromagnetische Kraft erzeugt, wodurch sich das Ventil von der Abweichung wieder erholen kann und sich korrekt zum Elektromagneten hin anziehen läßt. Durch die vorstehend beschriebene Maß nahme kann das Ventil nach einer Abweichung daher rasch wieder in den Normalzustand zurückgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils kann des Weiteren einen Vorwärtsschaltkreis, der an den Elektromagneten eine Spannung in Vorwärtsrichtung anlegt, einen Rückwärtsschalt kreis, der an den Elektromagneten eine Spannung in Rück wärtsrichtung anlegt, und eine Schaltkreissteuereinrichtung zum selektiven Steuern des Vorwärtsschaltkreises und des Rückwärtsschaltkreises so, daß ein durch den Elektromagne ten fließender Erregerstrom im Wesentlichen einem bestimm ten Befehlsstrom gleich wird, umfassen. Bei dieser Steuer vorrichtung erfaßt die Abweichungserfassungseinrichtung ei ne Abweichung, wenn die Spannung zwischen den beiden An schlüssen des Elektromagneten zu einem Zeitpunkt, an dem der Erregerstrom zu halten oder zu erhöhen ist, kleiner ist als ein bestimmter Schwellenwert.

Die vorstehend beschriebene Steuervorrichtung führt ei nen Steuerungsbetrieb zum Erhöhen des Erregerstroms zu ei nem Zeitpunkt, an dem das Ventil zum Elektromagneten hin anzuziehen ist, aus. Die Steuervorrichtung führt einen Steuerungsbetrieb zum Halten des Erregerstroms zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil am Elektromagneten zu halten ist, aus. Wenn das Ventil korrekt arbeitet, ohne daß eine Abweichung eintritt, wird der Erregerstrom so gesteuert, wie es vorstehend beschrieben worden ist, nämlich daß sich das Ventil dem Elektromagneten nähert und anschließend am Elektromagneten gehalten wird.

Je mehr sich das Ventil dem Elektromagneten annähert, um so größer ist der durch den Elektromagneten erzeugte ma gnetische Fluß Φ. Wenn der Ventilhub zum Elektromagneten hin korrekt erfolgt, weist die Änderung dΦ/dt (< 0) des magnetischen Flusses Φ eine zunehmende Tendenz auf. In diesem Fall wird zum Zweck der Beseitigung einer elektromo torischen Gegenkraft -dΦ/dt (< 0) und zum Zweck eines ständigen Flusses des Erregerstroms I der Vorwärtsschalt kreis eingeschaltet. Zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagneten stellt sich daher eine positive Spannung V = R . I + dΦ/dt (wobei R der elektrische Widerstand des Elek tromagneten ist) ein. Wenn das Ventil korrekt am Elektroma gneten gehalten wird, ändert sich der magnetische Fluß Φ nicht. Um in diesem Fall einen kontinuierlichen Fluß des Erregerstrom I aufrechtzuerhalten, wird der Vor wärstsschaltkreis eingeschaltet. Zwischen den beiden An schlüssen des Elektromagneten stellt sich daher eine posi tive Spannung V = R . I ein.

Wenn eine Abweichung des Ventils eintritt, während das Ventil sich dem Elektromagneten nähern soll oder am Elek tromagneten zu halten ist, nimmt der Abstand zwischen dem Ventil und dem Elektromagneten zu. Wenn der Abstand zwi schen dem Ventil und dem Elektromagneten zunimmt, nimmt der durch den Elektromagneten erzeugte magnetische Fluß Φ ab. Dabei erzeugt der Elektromagnet eine elektromotorische Ge genkraft -dΦ/dt (< 0), die so gerichtet ist, daß der Erre gerstrom zunimmt, d. h., daß sie einer Abnahme des magneti schen Flusses Φ entgegenwirkt.

In diesem Fall schaltet die Schaltkreissteuereinrich tung entweder den Vorwärtschaltkreis oder den Rückwärts schaltkreis ein, so daß sich zwischen den beiden Anschlüs sen des Elektromagneten eine Spannung V = R . I - (-dΦ/dt) einstellt, die die elektromotorische Gegenkraft beseitigt und eine Fortsetzung des Flusses des Erregerstroms I be wirkt. Wenn das Ventil korrekt arbeitet, stellt sich zwi schen den beiden Anschlüssen des Elektromagneten erfin dungsgemäß somit eine Spannung V ein, die gleich oder grö ßer ist als R . I. Wenn dagegen eine Abweichung des Ventils eintritt, stellt sich zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagneten eine Spannung V ein, die kleiner ist als R . I. Die Abweichungserfassungseinrichtung bestimmt, welche der vorstehend erwähnten Situationen vorliegt, indem sie die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagne ten mit einem Schwellenwert vergleicht. Darauf basierend bestimmt die Abweichungserfassungseinrichtung, ob eine Ab weichung des Ventils eingetreten ist. Durch dieses Verfah ren kann eine Abweichung des Ventils präzise erfaßt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrrichtung zur Steuerung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils kann des Weiteren einen Vorwärtsschaltkreis, der an den Elektromagneten eine Spannung in Vorwärtsrichtung anlegt, einen Rückwärtsschalt kreis, der an den Elektromagneten eine Spannung in Rück wärtsrichtung anlegt, und eine Schaltkreissteuereinrichtung zum selektiven Steuern des Vorwärtsschaltkreises und des Rückwärtsschaltkreises so, daß ein durch den Elektromagne ten fließender Erregerstrom im Wesentlichen einem bestimm ten Befehlsstrom gleich wird, umfassen. Bei dieser Steuer vorrichtung erfaßt die Abweichungserfassungseinrichtung ei ne Abweichung, wenn der Rückwärtsschaltkreis zu einem Zeit punkt, an dem der Erregerstrom zu halten oder zu erhöhen ist, betätigt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung wird der Vorwärtsschaltkreis, wenn das Ventil während der Zunah me des Erregerstroms und während der anschließenden Halte phase des Erregerstroms normal arbeitet, so gesteuert, daß sich zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagneten eine Spannung V gleich oder größer als R . I einstellt. Wenn dagegen eine Abweichung des Ventils eintritt, während der Erregerstrom erhöht oder gehalten wird, erzeugt der Elek tromagnet eine elektromotorische Gegenkraft -dΦ/dt (< 0) mit der Tendenz, den Erregerstrom in die positive Richtung fließen zu lassen. In diesem Fall wird entweder der Vor wärtsschaltkreis oder der Rückwärtsschaltkreis betätigt, so daß sich zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagne ten eine Spannung V = R . I - (-dΦ/dt) einstellt, die kleiner ist als V = R . I. Während des Zustands, in dem der Erreger strom zu erhöhen oder zu halten ist, wird der Rückwärts schaltkreis also nur dann angesteuert, wenn eine Abweichung des Ventils eintritt. Darauf basierend, ob der Rückwärts schaltkreis während des vorstehend erwähnten Zustands ange steuert wird, bestimmt die Abweichungserfassungseinrich tung, ob eine Abweichung des Ventils eingetreten ist. Durch dieses Vefahren kann eine Abweichung des Ventils präzise erfaßt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils kann die Abwei chungserfassungseinrichtung eine Abweichung erfassen, wenn die durch den Elektromagneten erzeugte magnetische Fluß dichte während der Zeit, während der der das Ventil am Elektromagneten zu halten ist, kleiner ist als ein bestimm ter Wert.

Je mehr sich das Ventil dem Elektromagneten nähert, um so größer ist der durch den Elektromagneten erzeugte magne tische Fluß Φ. Wenn eine Abweichung des Ventils vorliegt, während das Ventil am Elektromagneten zu halten ist, wird die durch den Elektromagneten erzeugte magnetische Fluß dichte daher kleiner als diejenige, die durch den Elektro magneten erzeugt wird, wenn das Ventil korrekt am Elektro magneten gehalten wird. Die Abweichungserfassungseinrich tung bestimmt darauf basierend, ob der Elektromagnet die korrekte magnetische Flußdichte erzeugt, ob eine Abweichung des Ventils eingetreten ist. Durch dieses Verfahren kann eine Abweichung des Ventils präzise erfaßt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils kann des Weiteren einen Rückwärtsschaltkreis, der an den Elektromagneten eine Spannung in Rückwärtsrichtung anlegt, eine Entmagnetisie rungsspannungsanlegeeinrichtung zum Ansteuern des Rück wärtsschaltkreises für eine bestimmte Zeitdauer zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil vom Elektromagneten zu trennen ist, und eine Haltezustandsbestimmungseinrichtung zum Be stimmen, ob das Ventil am Elektromagneten gehalten worden ist, auf der Basis des Zustands des durch Elektromagneten fließenden Erregerstroms nach der Ansteuerung des Rück wärtsschaltkreises umfassen.

Bei dieser Steuervorrichtung wird durch Ansteuerung des Rückwärtsschaltkreises an den Elektromagneten eine Spannung in Rückwärtsrichtung angelegt, wenn das Ventil vom Elektro magneten zu trennen ist. Wenn das Ventil vor dem Anlegen der Rückwärtsspannung an den Elektromagneten von diesem korrekt angezogen worden ist, weist der Elektromagnet eine hohe Induktivität auf. In diesem Fall weist der Erreger strom nach dem Anlegen der Spannung an den Elektromagneten in Rückwärtsrichtung daher eine leicht abnehmende Tendenz auf.

Wenn dagegen vor dem Anlegen der Rückwärtsspannung eine Abweichung des Ventils eingetreten ist, d. h. wenn das Ven til vom Elektromagneten getrennt ist, ist die Induktivität des Elektromagneten klein. In diesem Fall weist der Erre gerstrom nach dem Anlegen der Spannung in Rückwärtsrichtung eine deutlich abnehmende Tendenz auf. Auf diese Weise weist der Erregerstrom in Abhängigkeit davon, ob sich das Ventil vor dem Anlegen der Rückwärtsspannung in einem Abweichungs zustand befindet, verschiedene Änderungsmuster nach dem An legen der Rückwärtsspannung auf. Auf den verschiedenen Än derungsmustern des Erregerstroms basierend, erfaßt die Ab weichungserfassungeinrichtung, ob eine Abweichung des Ven tils eingetreten ist.

Die vorstehend genannte Aufgabe und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfor men, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen zur Darstellung vergleichbarer Elemente die selben Bezugszeichen verwendet werden. Zunächst erfolgt ei ne kurze Beschreibung der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt den Systemaufbau eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils gemäß einer ersten, zweiten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Aus führungsform zeigt;

Fig. 2B ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Ausfüh rungsform zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das die Kennlinien des elek tromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Ausführungs form zeigt;

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine veranschaulicht, die ausgeführt wird, um eine Abwei chung des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ven tils der ersten Ausführungsform zu erfassen;

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine veranschaulicht, die ausgeführt wird, um den Be fehlsstrom I_op des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Ausführungsform zu aktualisieren;

Fig. 6A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Aus führungsform im N-ten Zyklus zeigt;

Fig. 6B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der er sten Ausführungsform im N-ten Zyklus zugeführten Be fehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 7A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Aus führungsform im (N + 1)-ten Zyklus zeigt;

Fig. 7B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils zugeführ ten Befehlsstrom I_op der ersten Ausführungsform im (N + 1)- ten Zyklus zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 8A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Aus führungsform im (N + ΔN)-ten Zyklus zeigt;

Fig. 8B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der er sten Ausführungsform im (N + ΔN)-ten Zyklus zugeführten Be fehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 9A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der ersten Aus führungsform im (N + ΔN + 1)-ten Zyklus zeigt;

Fig. 98 zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der er sten Ausführungsform im (N + ΔN + 1)-ten Zyklus zugeführten Be fehlsstrom I_op zeigt;

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsroutine veranschaulicht, die ausgeführt wird, um den Befehlsstrom I_op des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der zweiten Ausführungsform zu aktualisieren;

Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine veranschaulicht, die ausgeführt wird, um die Zeitdauer einzustellen, während der der aktualisierte Befehlsstrom I_op des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der zweiten Ausführungsform beibehalten wird;

Fig. 13A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ven tils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der drit ten Ausführungsform zeigt, wobei eine Abweichung eingetre ten ist;

Fig. 138 zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der drit ten Ausführungsform zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 13C zeigt ein Zeitdiagramm, das die Änderung der magnetischen Flußdichte zeigt, die am unteren Magneten ein tritt, wenn eine Abweichung des elektromagnetisch angetrie benen Ventils der dritten Ausführungsform eintritt;

Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch die untere Spule, die im elektromagnetisch angetriebenen Ventil der dritten Aus führungsform verwendet wird;

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsroutine erläutert, die ausgeführt wird, um eine Abweichung des Ven tils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der drit ten Ausführungsform zu erfassen;

Fig. 16 zeigt ein Diagramm eines Schaltkreises, der entsprechend der unteren Spule im System gemäß der vierten, fünften und sechsten Ausführungsform vorgesehen ist;

Fig. 17A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ven tils zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform normal arbeitet;

Fig. 17B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vier ten Ausführungsform zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 17C zeigt ein Zeitdiagramm, das den magnetischen Fluß des unteren Elektromagneten zeigt, wenn das elektroma gnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform normal arbeitet;

Fig. 17D zeigt ein Zeitdiagramm, das die Änderungsrate des magnetischen Flusses des unteren Elektromagneten zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform normal arbeitet;

Fig. 17E zeigt ein Zeitdiagramm, das die Spannung zwi schen den beiden Anschlüssen der unteren Spule zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Aus führungsform normal arbeitet;

Fig. 18A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ven tils zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform abweicht;

Fig. 18B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vier ten Ausführungsform zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 18C zeigt ein Zeitdiagramm, das den magnetischen Fluß des unteren Elektromagneten zeigt, wenn das elektroma gnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform abweicht;

Fig. 18D zeigt ein Zeitdiagramm, das die Änderungsrate des magnetischen Flusses des unteren Elektromagneten zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Ausführungsform abweicht;

Fig. 18E zeigt ein Zeitdiagramm, das die Spannung zwi schen den beiden Anschlüssen der unteren Spule zeigt, wenn das elektromagnetisch angetriebene Ventil der vierten Aus führungsform abweicht;

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine erläutert, die ausgeführt wird, um eine Abweichung des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der vierten Ausführungsform zu erfassen;

Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine erläutert, die ausgeführt wird, um eine Abweichung des Ventils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der fünften Ausführungsform zu erfassen;

Fig. 21A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ven tils des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der sech sten Ausführungsform zeigt;

Fig. 21B zeigt ein Zeitdiagramm, das den der oberen Spule im elektromagnetisch angetriebenen Ventil der sech sten Ausführungsform zugeführten Befehlsstrom I_op zeigt;

Fig. 21C zeigt ein Zeitdiagramm, das den der unteren Spule des elektromagnetisch angetriebenen Ventils zugeführ ten Befehlsstrom I_op der sechsten Ausführungsform zeigt;

Fig. 22A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Betriebszu stand eines Vorwärtstransistors zeigt, wenn das elektroma gnetisch angetriebene Ventil der sechsten Ausführungsform normal arbeitet;

Fig. 22B zeigt ein Zeitdiagramm, das den Befehlsstrom I_op und den Erregerstrom I zeigt, wenn das elektromagne tisch angetriebene Ventil der sechsten Ausführungsform nor mal arbeitet;

Fig. 23A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Betriebszu stand des Vorwärtstransistors zeigt, wenn eine Abweichung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der sechsten Ausführungsform eingetreten ist;

Fig. 23B zeigt ein Zeitdiagramm, das den Befehlsstrom I_op und den Erregerstrom I zeigt, wenn eine Abweichung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der sechsten Aus führungsform eingetreten ist; und

Fig. 24 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Steuerungsrou tine veranschaulicht, die ausgeführt wird, um eine Abwei chung des elektromagnetisch angetriebenen Ventils der sech sten Ausführungsform zu erfassen.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen erfolgt nun die Be schreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Systemaufbau eines elektromagnetisch angetriebenen Ventils 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 umfaßt ein Ventil 12, das als Einlaßventil oder Auslaßven til einer Brennkraftmaschine ein setzbar ist. Das Ventil 12 ist im Ein- oder Auslaßkanal der Brennkraftmaschine in der Weise an geordnet, daß die untere Stirnfläche des Ventils 12 dem Brennraum ausgesetzt ist.

Das Ventil 12 ist mit einem Ventilschaft 14 als ein einstückiges Bauteil ausgebildet. Das obere Ende des Ven tilschafts 14 ist an einer unteren Halterung 16 befestigt. Unterhalb der unteren Halterung 16 ist eine untere Feder 18 in der Weise angeordnet, daß sie das Ventil 12 in Ventil schließrichtung (in Fig. 1 nach oben) drückt. Oberhalb der unteren Halterung 16 ist ein Ankerschaft 20 angeordnet.

Der Ankerschaft 20 ist aus einem nicht-magnetischen Ma terial hergestellt. Am Ankerschaft 20 ist ein Anker 22 be festigt. Der Anker 22 ist ein ringförmiger Körper aus einem magnetischen Material. Oberhalb des Ankers 22 ist ein obe rer Elektromagnet 24 angeordnet; unterhalb des Ankers 22 ist ein unterer Elektromagnet 26 angeordnet. Der obere Elektromagnet 24 weist einen oberen Kern 28 und eine obere Spule 30 auf; der untere Elektromagnet 26 weist einen unte ren Kern 32 und eine untere Spule 34 auf.

Das obere Ende des Ankerschafts 20 ist an einer oberen Halterung 36 befestigt. Oberhalb der oberen Halterung 36 ist eine obere Feder 38 angeordnet. Die obere Feder 38 be aufschlagt die obere Halterung 36 mit Druck, wodurch das Ventil 12 in Ventilöffnungsrichtung (in Fig. 1 nach unten) gedrückt wird.

Der obere Elektromagnet 24 und der untere Elektromagnet 26 sind in einer bestimmten Positionsrelation zueinander angeordnet, die ein Gehäuse 40 definiert. Die obere Feder 38 und die untere Feder 18 des elektromagnetisch angetrie benen Ventils 10 sind so eingestellt, daß die Neutralstel lung des Ankers 22 im wesentlichen mit dem Mittelpunkt zwi schen dem oberen Elektromagneten 24 und dem unteren Elek tromagneten 26 zusammenfällt. Das elektromagnetisch ange triebene Ventil 10 ist so ausgestaltet, daß das Ventil 12 dann, wenn der Anker 22 mit dem oberen Elektromagneten 24 in Kontakt steht, den jeweiligen Kanal der Brennkraftma schine vollständig schließt.

Im System dieser Ausführungsform ist in der Nähe des Ventilschafts 14 ein Ventilstellungssensor 42 angeordnet. Der Ventilstellungssensor 42 gibt ein der Stellung des Ven tils 12 entsprechendes elektrisches Signal aus. Das ausge gebene Signal des Ventilstellungssensors 42 wird einer Steuervorrichtung 44 zugeführt. Auf der Basis des Signals des Ventilstellungssensors 42 erfaßt die Steuervorrichtung 44 die Stellung des Ventils 12.

Die Steuervorrichtung 44 steht in Verbindung mit einer Ansteuer- bzw. Antriebseinrichtung 46, die wiederum mit der oberen Spule 30 und der unteren Spule 34 in Verbindung steht. In Abhängigkeit von einem Befehl von der Steuervor richtung 44 legt die Antriebseinrichtung 46 an die beiden Anschlüsse der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 eine geeignete Antriebsspannung an, so daß durch die jewei lige Spule ein der Antriebsspannung entsprechender Magneti sierungs- bzw. Erregerstrom fließt.

Wenn ein Erregerstrom durch die obere Spule 30 fließt, wird zwischen dem oberen Elektromagneten 24 und dem Anker 22 eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Analog dazu wird zwischen dem unteren Elektromagneten 26 und dem Anker 22 eine elektromagnetische Kraft erzeugt, wenn durch die unte re Spule 34 ein Erregerstrom fließt. Indem der oberen Spule 30 und der unteren Spule 34 abwechselnd Erregerströme zuge führt werden, kann das Ventil 12 somit geeignet in Venti löffnungs- bzw. Ventilschließrichtung betätigt werden.

Fig. 2A ist ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ventils 12 veranschaulicht. Fig. 2B ist ein Zeitdiagramm, das den Befehlswert des der unteren Spule 34 zuzuführenden Erreger stroms (der hierin nachstehend als "Befehlsstrom I_op" bzeichnet wird) zeigt. Die Zeitdiagramme der Fig. 2A und 2B zeigen I_op für den Fall, daß das Ventil 12 aus der voll ständig geschlossenen Stellung in die vollständig geöffnete Stellung bewegt wird. Wie es aus den Fig. 2A und 2B er sichtlich ist, wird der Befehlsstrom I_op im Anschluß an die Ausgabe eines Ventilöffnungsbefehls für das Ventil 12 für eine bestimmte Sperrzeit t_OFF auf "0" gehalten. Die Länge der Sperrzeit t_OFF ist so vorgegeben, daß die Sperrzeit t_OFF zu dem Zeitpunkt endet, an dem das Ventil 12 unter der Wir kung der Druckkräfte der oberen Feder 38 und der unteren Feder 18 eine bestimmte Stelle in einem vorgegebenen Ab stand von der vollständig geschlossenen Stellung erreicht.

Nach Ablauf der Sperrzeit t_OFF wird der Befehlsstrom I_op für eine Anziehungszeitdauer t_A auf einem Anzie hungsstrom I_A gehalten und anschließend während einer vor gegebenen Übergangszeitdauer t_T nach und nach auf einen Haltestrom I_H reduziert. Die Anziehungszeitdauer t_A ist so lang, wie es erforderlich ist, damit das Ventil 12 die vollständig geöffnete Stellung erreicht. Der Anzie hungsstrom I_A ist als der Befehlsstrom I_op vorgegeben, der erforderlich ist, um die zum Bewegen des Ventils 12 in die vollständig geöffnete Stellung notwendige elektromagneti sche Kraft zu erzeugen. Der Haltestrom I_H ist als der Be fehlsstrom I_op vorgegeben, der erforderlich ist, um die nach der Ankunft des Ventils 12 in der vollständig geöffne ten Stellung zum Halten des Ventils 12 in dieser vollstän dig geöffneten Stellung notwendige elektromagnetische Kraft zu erzeugen.

Durch die vorstehend beschriebene Steuerung des Be fehlsstroms I_op wird während der Bewegung des Ventils 12 in die vollständig geöffnete Stellung zwischen dem Anker 22 und dem unteren Elektromagneten 26 eine große elektromagne tische Kraft erzeugt. Des Weiteren kann nach der Ankunft des Ventils 12 in der vollständig geöffneten Stellung eine elektromagnetische Kraft erzeugt werden, die ausreicht, um das Ventil 12 in der vollständig geöffneten Stellung zu halten, und zwar ohne dabei eine unnötige Energiemenge zu verbrauchen. Die Steuerung des Befehlsstroms I_op in der vorstehend beschriebenen Weise ermöglicht daher, daß das Ventil 12 unter einem niedrigeren Energieverbrauch in der vollständig geöffneten Stellung gehalten wird.

Während der Bewegung des Ventils 12 aus der vollständig geschlossenen Stellung in die vollständig geöffnete Stel lung steuert die Steuervorrichtung 44 den der unteren Spule 34 zuzuführenden Befehlsstrom I_op in der vorstehend be schriebenen Weise und darüber hinaus den der oberen Spule 30 zuzuführenden Befehlsstrom I_op in einer ähnlichen Weise. Daher läßt sich das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 dieser Ausführungsform unter Verbrauch einer niedrigeren Energiemenge korrekt öffnen und schließen.

Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Wellenform des dem elektromagnetischen Ventil 10 zugeführten Be fehlsstroms I_op und den Kennlinien des elektromagnetisch angetriebenen Ventils 10. Das Diagramm von Fig. 3 zeigt im besonderen den Zusammenhang zwischen dem Befehlsstrom I_op und dem Betriebsgeräusch des elektromagnetisch angetriebe nen Ventils 10, den Zusammenhang zwischen dem Befehlsstrom I_op und dem Energieverbrauch des elektromagnetisch ange triebenen Ventils 10 und den Zusammenhang zwischen dem Be fehlsstrom I_op und der Betriebsstabilität des elektromagne tisch angetriebenen Ventils 10.

Das Ventil 12 des elektromagnetisch angetriebenen Ven tils 10 sitzt mit dem Erreichen der vollständig geschlosse nen Stellung auf einem Ventilsitz auf. Der Anker 22 des elektromagnetisch angetriebenen Ventils 10 kontaktiert mit der Ankunft des Ventils 12 in der vollständig geöffneten Stellung oder der vollständig geschlossenen Stellung entwe der den oberen Elektromagneten 24 oder den unteren Elektro magneten 26. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 erzeugt mit der Ankunft des Ventils 12 in der vollständig geschlossenen Stellung oder der vollständig geöffneten Stellung bedingt durch das Aufsitzen des Ventils 12 oder bedingt durch den Kontakt des Ankers 22 mit dem oberen Elektromagneten 24 oder dem unteren Elektromagneten 26 so mit ein Geräusch. Das dabei produzierte Geräusch wächst mit zunehmender elektromagnetischer Kraft, die der Anker 22 bei der Ankunft des Ventils 12 am jeweiligen Hubende erfährt.

Die elektromagnetische Kraft, die auf den Anker 22 wirkt, nimmt mit zunehmendem Befehlsstrom I_op zu. Daher läßt sich das Betriebsgeräusch des elektromagnetisch ange triebenen Ventils 10 vermindern, indem der Befehlsstrom I_op vermindert wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, oder im be sonderen, indem die Sperrzeit t_OFF, während der der Be fehlsstrom I_op auf "0" gehalten wird, verlängert wird, die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangszeitdauer t_T ver kürzt werden, und der Anziehungsstrom I_A und der Haltestrom I_H vermindert werden.

Ähnlich dazu kann der Energieverbrauch des elektroma gnetisch angetriebenen Ventils 10 verringert werden, indem der Befehlsstrom I_op vermindert wird, oder im besonderen, indem die Sperrzeit t_OFF des Befehlsstroms I_op verlängert wird, die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangszeitdauer t_T verkürzt werden, und der Anziehungsstrom I_A und der Hal testrom I_H vermindert werden.

Je mehr der Befehlsstrom I_op jedoch vermindert wird, um so wahrscheinlicher wird eine Abweichung des Ventils 12 von seiner gewünschten Position. Je mehr der Befehlsstrom I_op vermindert wird, oder im besonde ren je mehr die Sperrzeit t_OFF des Befehlsstroms I_op ver längert wird, die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangs zeitdauer t_T verkürzt werden, und der Anziehungsstrom I_A und der Haltestrom I_H reduziert werden, um so mehr wird da her die Betriebsstabilität des elektromagnetisch angetrie benen Ventils 10 beeinträchtigt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Zur Erzielung einer hohen Energieeinsparung und einer hohen Betriebsstabilität des elektromagnetisch angetriebe nen Ventils 10 ist es daher angebracht, den Verlauf des Befehlsstroms I_op auf den Minimalwert zu steuern, ab dem eine Abweichung des Ventils 12 von seiner gewünschten Position nicht eintritt. Die elektromagnetische Minimalkraft, bei der eine Abweichung des Ventils 12 verhindert wird, kann jedoch selbst dann stark variieren, wenn Umgebungsbedingungen, wie z. B. die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, konstant bleiben. Die elektromagnetische Minimal kraft variiert beispielsweise stark mit Änderungen in den Kaftstoffverbrennungsbedingungen und dergleichen.

Daher ist es normalerweise schwierig, auf der Basis der Umgebungsbedingungen, wie z. B. der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, einen Minimalbefehlsstrom I_op präzise einzustellen. Das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 dieser Ausfüh rungsform zeichnet sich jedoch durch das Merkmal aus, daß der Befehlsstrom I_op auf die nachstehend beschriebene Weise auf den ausreichenden Minimalwert gesteuert wird. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine bestimmt das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 die ser Ausführungsform, ob eine Abweichung des Ventils 12 vor liegt, und korrigiert den Verlauf des Befehlsstrom I_op auf der Basis des Ergebnisses dieser Bestimmung im Hinblick auf die Abweichung.

Die Maßnahmen zur Realisierung der vorstehend erwähnten kennzeichnenden Funktion des Ventils in dieser Ausführungs form werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 be schrieben.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um eine Abweichung zu erfassen, im Besonderen, um zu bestimmen, ob das Ventil 12 eine Abweichung ("step-out") erfährt. Die in Fig. 4 ge zeigte Routine ist eine Unterbrechungsroutine, die in be stimmten Intervallen wiederholt wird. Zu Beginn der in Fig. 4 gezeigten Routine wird zunächst der Prozeß des Schritts 100 ausgeführt.

Im Schritt 100 wird die Soll-Ventilstellung auf die folgende Weise bestimmt. Die Steuervorrichtung 44 gibt zu geeigneten Zeitpunkten synchron zum Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine Ventilöffnungs- und Ventilschließanforderungen für das Ventil 12 aus. Die Beziehung zwischen der vergangenen Zeit im Anschluß an die Ausgabe einer der beiden Anforderungen und der Soll- Ventilstellung ist im Voraus in der Steuervorrichtung 44 gespeichert. Auf der Basis der Beziehung bestimmt die Steu ervorrichtung 44 im Schritt 100 die Soll-Ventilstellung.

Im Schritt 102 erfaßt die Steuervorrichtung 44 die Ist- Ventilstellung auf der Basis des Ausgabesignals des Ventil stellungssensors 42.

Im Schritt 104 bestimmt die Steuervorrichtung 44 die Abweichung ΔL der Ist-Ventilstellung von der Soll- Ventilstellung.

Im Schritt 106 wird bestimmt, ob die Abweichung ΔL gleich oder größer ist als ein bestimmter Schwellenwert L₀. Wenn ΔL ≧ L₀ zutrifft, wird davon ausgegangen, daß die Ist- Ventilstellung des Ventils 12 stark von der Soll- Ventilstellung abweicht. In diesem Fall wird mit dem Schritt 108 fortgefahren. Wenn dagegen ΔL ≧ L₀ nicht gilt, wird davon ausgegangen, daß die Ist-Ventilstellung des Ventils 12 im wesentlichen gleich der Soll-Ventilstellung ist. In diesem Fall wird mit dem Schritt 110 fortgefahren.

Im Schritt 108 weist die Steuervorrichtung 44 einem Ab weichungsflag XSTEPOUT den Wert "1" zu, um anzuzeigen, daß eine Abweichung des Ventils 12 vorliegt. Nach dem Schritt 108 ist die momentane Ausführung der Routine zu Ende.

Im Schritt 110 weist die Steuervorrichtung 44 dem Ab weichungsflag XSTEPOUT den Wert "0" zu bzw. hält das Abwei chungsflag auf diesem Wert, um anzuzeigen, daß eine Abwei chung des Ventils 12 nicht eingetreten ist. Nach dem Schritt 110 ist die momentane Ausführung der Routine zu En de.

Durch diese Routine kann dem Abweichungsflag XSTEPOUT korrekt der Wert "1" oder "0" zugewiesen werden, je nach dem, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist oder nicht.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um den Befehlsstrom I_op für die untere Spule 34 auf einen Minimalwert zu steu ern. Die in Fig. 5 gezeigte Routine wird ständig wieder holt, im Besonderen nach jedem Ende erneut eingeleitet. Zu Beginn der Routine von Fig. 5 wird zunächst der Prozeß des Schritts 112 ausgeführt.

Im Schritt 112 berechnet die Steuervorrichtung 44 den Verlauf des Befehlsstroms I_op für die untere Spule 34. Der im Schritt 112 bestimmte Verlauf ist ein Verlauf des Befehlsstroms I_op zum Bewegen des Ventils 12 aus der vollständig geschlossenen Stellung in die vollständig ge öffnete Stellung und anschließend zum Halten des Ventils 12 in der vollständig geöffneten Stellung für eine bestimmte Zeitdauer. Diese Serie von Zustandsänderungen wird hierin nachstehend als der "Ventilöffnungszyklus des Ventils 12" bezeichnet.

In dieser Ausführungsform berechnet die Steuervorrich tung 44 mit dem Verlauf des Ventilöffnungszyklus des Ven tils 12 verschiedene Parameter, die den Verlauf des Be fehlsstroms I_op definieren. Im Schritt 112 wird der Be fehlsstrom I_op auf der Basis der verschiedenen Parameter, die während des vorherigen Ventilöffnungszyklus berechnet wurden, so berechnet, daß der berechnete Verlauf des Be fehlsstroms I_op nicht unter einem bestimmten Grund verlauf liest. Dieser Prozeß führt zu einem korrekten Verlauf des Befehlsstroms I_op und gewährleistet, daß der Verlauf über dem Grundverlauf liest oder wenigstens gleich dem Grundverlauf ist. Die Inhalte der verschiede nen Parameter und das Berechnungsverfahren werden nachste hend ausführlicher beschrieben.

Im Schritt 114 wird bestimmt, ob eine Ventilöffnungsan forderung für das Ventil 12 ausgegeben worden ist. Der Prozeß des Schritts 114 wird so lange wiederholt, bis bestimmt wird, daß die Ventilöffnungsanforderung für das Ventil 12 ausgegeben worden ist. Wenn dies bestimmt wird, wird mit dem Schritt 116 fortgefahren.

Im Schritt 116 gibt die Steuervorrichtung 44 einen Be fehlsstrom I_OP entsprechend dem im Schritt 112 berechneten Verlauf aus. Mit der Ausführung des Prozesses des Schritts 116 wird der der unteren Spule 34 zuzuführende Er regerstrom I_OP durch die Antriebseinrichtung 46 so gesteu ert, daß er dem Befehlsstrom I_OP gleich ist.

Im Schritt 118 wird bestimmt, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, im Besonderen, ob dem Abwei chungsflag XSTEPOUT der Wert "1" zugewiesen worden ist. Wenn bestimmt wird, daß keine Abweichung des Ventils 12 vorliegt, wird mit dem Schritt 120 fortgefahren.

Im Schritt 120 wird bestimmt, ob die Ausgabe des für den Ventilöffnungszyklus des Ventils 12 erforderlichen Be fehlsstroms I_OP beendet ist. Wenn bestimmt wird, daß die Ausgabe des Befehlsstroms I_OP noch nicht beendet ist, wird zum Schritt 116 zurückgegangen. Auf diese Weise führt die Steuervorrichtung 44 eine Änderung des Befehlsstroms I_OP entsprechend dem im Schritt 112 berechneten Verlauf aus, sofern eine Abweichung des Ventils 12 nicht erfaßt wird.

Wenn das Ventil 12 während des Ventilöffnungszyklus ei ne Abweichung erfährt, wird im Anschluß an den Schritt 118 mit dem Prozeß des Schritts 122 fortgefahren.

Im Schritt 122 hält die Steuervorrichtung 44 den Be fehlsstrom I_OP für eine bestimmte Zeitdauer auf einem be stimmten Gegenstrom I_R. Der Gegenstrom I_R ist größer als der Anziehungsstrom I_A. Wenn eine Abweichung des Ventils 12 während eines Ventilöffnungszyklus eintritt, befindet sich das Ventil 12 auf der Schließstellungsseite der Soll- Ventilstellung. Um das Ventil 12 in diesem Fall näher zur Soll-Ventilstellung hin zu bringen, ist es erforderlich, den Befehlsstrom I_OP auf einen Wert zu steuern, der größer ist als der Anziehungsstrom I_A. Dieses Erfordernis wird da durch erfüllt, daß der Prozeß des Schritts 122 ausgeführt wird, wodurch das Ventil 12 aus dem Abweichungszustand wie der in den Normalzustand zurückgeführt werden kann.

Im Schritt 124 weist die Steuervorrichtung 44 einem Speicherflag XMEMORY den Wert "1" zu. Das Speicherflag XMEMORY zeigt durch den Wert "1" an, daß während eines Ven tilöffnungszyklus eine Abweichung des Ventils 12 eingetre ten ist. Nach dem Schritt 124 wird mit dem vorstehend be schriebenen Prozeß des Schritts 120 fortgefahren.

Wenn im Schritt 120 bestimmt wird, daß die Ausgabe des Befehlsstroms I_OP beendet ist, wird mit dem Schritt 126 fortgefahren.

Im Schritt 126 wird bestimmt, ob das Speicherflag XMEMORY den Wert "1" hat. Wenn XMEMORY = 1 nicht zutrifft, wird davon ausgegangen, daß eine Abweichung des Ventils 12 während des momentanen Ventilöffnungszyklus nicht eingetre ten ist. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß der während des momentanen Ventilöffnungszyklus verwendete Be fehlsstrom I_OP im Hinblick auf die momentanen Betriebsbe dingungen der Brennkraftmaschine ausreichend war. Dann wird mit dem Schritt 128 fortgefah ren. Wenn im Schritt 126 dagegen bestimmt wird, daß XMEMORY = 1 zutrifft, wird davon ausgegangen, daß der während des momentanen Ventilöffnungszyklus verwendete Befehlsstrom I_OP im Hinblick auf die momentanen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht ausrei chend war. Dann wird mit dem Schritt 130 fortgefahren.

Im Schritt 128 reduziert die Steuervorrichtung 44 den Befehlsstrom I_OP. Im Schritt 128 reduziert die Steuervor richtung 44 im Besonderen die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangszeitdauer t_T, den Anziehungsstrom I_A und den Haltestrom I_H. In dieser Ausführungsform sind die Sperrzeit t_OFF, die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangszeitdauer t_T in Bezug auf den Befehlsstrom I_OP so variabel einge stellt, daß die Gesamtlänge dieser Zeitdauern konstant bleibt. Durch den Prozeß des Schritts 128 wird daher die Sperrzeit t_OFF verlängert.

Wenn der Befehlsstrom I_OP während des momentanen Venti löffnungszyklus ausreichend war, kann der Befehlsstrom I_OP für den nächsten Ventilöffnungszyklus in dem vorstehend be schriebenen Steuerungsbetrieb auf einen niedrigeren Wert korrigiert werden. Daher kann durch den vorstehend be schriebenen Steuerungsbetrieb gemäß dieser Ausführungsform verhindert werden, daß ein allzu großer Wert des Be fehlsstroms I_OP beibehalten wird.

Wenn bestimmt wird, daß das Speicherflag XMEMORY den Wert "1" hat, d. h. wenn bestimmt wird, daß während des mo mentanen Ventilöffnungszyklus eine Abweichung des Ventils 12 nicht eintritt, wird mit dem Schritt 130 fortgefah ren. Im Schritt 130 erhöht die Steuervorrichtung 44 den Be fehlsstrom I_OP. Im Schritt 130 verlängert die Steuervor richtung 44 im besonderen die Anziehungszeitdauer t_A und die Übergangszeitdauer t_T und erhöht den Anziehungsstrom I_A und den Haltestrom I_H. Durch den Prozeß des Schritts 130 wird die Sperrzeit t_OFF verkürzt.

Wenn der Befehlsstrom I_OP während des momentanen Venti löffnungszyklus nicht ausreichend oder zu klein war, kann der Befehlsstrom I_OP für den nächsten Ventilöffnungszyklus in dem vorstehend beschriebenen Steuerungsbetrieb auf höhe re Werte gesteuert werden. Daher kann durch den Steuerungs betrieb gemäß dieser Ausführungsform der Befehlsstrom I_OP auf einen Wert angehoben werden, bei dem sich eine Abwei chung des Ventils 12 verhinderen läßt, wenn es schwierig wird, das Ventil 12 aufgrund der Auswirkung äußerer Störun gen auf das Ventil 12 korrekt zu betätigen.

Die Fig. 6A bis 9B zeigen Zeitdiagramme zu verschie denen Steuerungsbetrieben des elektromagnetisch angetriebe nen Ventils 10, die während verschiedener Ventilöffnungszy klen durch die vorstehend beschriebenen Steuerungsroutinen ausgeführt worden sind. Die Fig. 6A, 7A, 8A und 9A sind Zeitdiagramme, die den Betrieb des Ventils 12 zeigen. Die Fig. 6B, 7B, 8B und 9B sind Zeitdiagramme, die die Ände rungen des der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstroms zeigen.

Die Zeitdiagramme der Fig. 6A und 6B zeigen den Be trieb im N-ten Ventilöffnungszyklus; die Zeitdiagramme der Fig. 7A und 7B zeigen den Betrieb im (N + 1)-ten Venti löffnungszyklus. Im N-ten und (N + 1)-ten Ventilöffnungszy klus wird das Ventil 12 aus der geschlossenen Ventilstel lung in die geöffnete Ventilstellung angetrieben, ohne daß dabei eine Abweichung eintritt, wie es in den Zeitdiagram men gezeigt ist. Daher wird der Befehlsstrom I_op so lange, wie diese Ventilöffnungszyklen andauern, in jedem Zyklus auf einen niedrigeren Wert aktualisiert.

Die Zeitdiagramme der Fig. 8A und 8B zeigen den Be trieb im (N + ΔN)-ten Ventilöffnungszyklus. In diesem Zyklus erfolgt eine Abweichung des Ventils 12 während der Halte phase, bedingt durch die auf dem Steuerungsbetrieb während des vorherigen Ventilöffnungszyklus basierende Aktualisie rung des Befehlsstroms I_op auf einen niedrigeren Wert. Bei der Erfassung der Abweichung des Ventils 12 setzt das elek tromagnetisch angetriebene Ventil 10 den Befehlsstrom I_op auf den Gegenstrom. Die Fig. 8A und 8B zeigen den Steue rungsbetrieb, in dem das Ventil 12 aufgrund der vorstehend beschriebenen Steuerung aus dem Abweichungszustand wieder in den Normalzustand zurückgeführt wird.

Die Zeitdiagramme der Fig. 9A und 9B zeigen den Steuerungsbetrieb im (N + ΔN + 1)-ten Ventilöffnungszyklus. Der in diesem Zyklus verwendete Befehlsstrom I_op wird von dem im vorherigen Zyklus verwendeten Befehlsstrom I_op ausgehend auf einen höheren Wert aktualisiert. Daher kann das Ventil 12 im (N + ΔN + 1)-ten Zyklus in die vollständig geöffnete Stellung betätigt werden, ohne dabei abzuweichen, und für eine bestimmte Zeitdauer in der vollständig geöffneten Stellung korrekt gehalten werden.

Auf diese Weise ist es möglich, daß das elektromagne tisch angetriebene Ventil 10 gemäß dieser Ausführungsform einen ausreichenden Minimalverlauf des der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstroms I_op erzielt, ohne daß das Ven til 12 während der Ventilöffnungszyklen abweicht.

Das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 dieser Ausführungsform steuert den der oberen Spule 30 wie auch den der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstrom I_OP somit ständig auf ausreichende Minimalwerte, während die Öff nungs- und Schließbetätigungen des Ventils 12 wiederholt werden. Daher kann das elektromagnetisch angetriebene Ven til 10 dieser Ausführungsform einen unnötigen Energiever brauch vermindern und eine hervorragende Stromeinsparungs kennlinie erzielen, während es gleichzeitig eine zuverläs sige Öffnungs- und Schließbetätigung des Ventils 12 gewähr leistet.

Obwohl in der vorstehenden Ausführungsform der Verlauf des Befehlsstroms I_op dadurch korrigiert wird, daß die Anziehungszeitdauer t_A, der Anziehungsstrom I_A, der Hal testroms I_H sowie die Übergangszeitdauer t_T korrigiert werden, ist die Erfindung nicht auf ein derartiges Korrek turverfahren beschränkt. Beispielsweise wäre es ebenfalls möglich, den Befehlsstrom I_op dadurch zu korrigieren, daß nur einige der vorstehend erwähnten Parameter geändert wer den.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12A wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In der ersten Ausführungsform wird der Befehlsstrom I_op in jedem Satz bestehend aus einem Ventilöffnungszyklus und einem anschließenden Ventilschließzyklus des Ventils 12 er höht oder vermindert, wie es vorstehend beschrieben worden ist. In diesem Steuerungsbetrieb wird der Befehlsstrom I_op auf den Minimalwert gesteuert, jedoch kann dieser Steue rungsbetrieb oftmals einen Gegenstrom I_R erfordern. Um der artige häufige Anforderungen für den Gegenstrom I_R zu ver meiden, hält das System gemäß der zweiten Ausführungsform nach einer Anforderung zur Erhöhung des Befehlsstroms I_op den erhöhten Befehlsstrom I_op für eine bestimmte Zeitdauer bei.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein Flußdiagramm einer Se rie von Prozessen, die in der zweiten Ausführungsform aus geführt werden, um die vorstehend erwähnte Funktion zu er zielen. Das System dieser Ausführungsform hat einen Syste maufbau, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und läßt die Steuer vorrichtung 44 im Anschluß an den in Fig. 5 gezeigten Schritt 120 anstelle der Prozesse der Schritte 126 bis 132 die in den Fig. 10 und 11 gezeigten Prozesse ausführen. Die Schritte, die mit denjenigen in Fig. 5 vergleichbar sind, sind in den Fig. 10 und 11 mit vergleichbaren Be zugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, wird in der zweiten Aus führungsform mit dem Schritt 140 fortgefahren, wenn die Steuervorrichtung 44 im Schritt 120 bestimmt, daß die Aus gabe des Befehlsstroms I_op beendet ist.

Im Schritt 140 bestimmt die Steuervorrichtung 44, ob einem Halteflag XKEEP der Wert "1" zugewiesen worden ist. Das Halteflag XKEEP ist ein Flag, das den Wert "1" hat, wenn es zweckmäßig erscheint, den Befehlsstrom I_op beizube halten, ohne ihn zu erhöhen oder zu vermindern. Wenn XKEEP = 1 nicht zutrifft, kann daher davon ausgegangen werden, daß es zweckmäßig erscheint, den Befehlsstrom I_op zu aktua lisieren. In diesem Fall wird mit dem Schritt 142 fortge fahren.

Im Schritt 142 wird bestimmt, ob einem Änderungsflag XCHANGE der Wert "1" zugewiesen worden ist. Das Änderungs flag XCHANGE ist ein Flag, das den Wert "1" hat, wenn der Befehlsstrom I_op auf einen erhöhten Wert aktualisiert wor den ist. Wenn der Befehlsstrom I_op, während des vorherigen Betriebszyklus nicht auf einen erhöhten Wert aktualisiert worden ist, wird daher bestimmt, daß XCHANGE = 1 nicht zu trifft. In diesem Fall wird mit dem Schritt 126 fortgefah ren.

In den Schritten 126 bis 130 führt die Steuervorrich tung 44 dieselben Prozesse aus wie in der ersten Ausfüh rungsform. Im Schritt 128 wird also der Befehlsstrom I_op vermindert, wenn im momentanen Betriebszyklus eine Abwei chung des Ventils 12 nicht erfaßt wird (XMEMORY = 0). Wenn eine Abweichung erfaßt worden ist (XMEMORY = 1), wird der Befehlsstrom I_op im Schritt 130 erhöht. Wenn der Prozeß des Schritts 128 ausgeführt wird, folgt anschließend der Prozeß des Schritts 132, woraufhin die momentane Ausführung der Routine endet. Wenn der Prozeß des Schritts 130 ausgeführt wird, werden anschließend der Prozeß des Schritts 144 und dann der Prozeß des Schritts 132 ausgeführt. Daraufhin en det die momentane Ausführung der Routine.

Im Schritt 144 wird dem Änderungsflag XCHANGE der Wert "1" zugewiesen. Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme kann dem Änderungsflag XCHANGE der Wert "1" zuverlässig zu gewiesen werden, nachdem der Befehlsstrom I_op auf einen er höhten Wert aktualisiert worden ist.

In dem Zyklus der Routine im Anschluß an die Ausführung des Prozesses des Schritts 144 bestimmt die Steuervorrich tung 44 im Schritt 142, daß XCHANGE = 1 zutrifft. In diesem Fall wird mit dem in Fig. 11 gezeigten Schritt 146 fortge fahren.

Im Schritt 146 wird ein Rechenzähler CCAL inkremen tiert. Der Rechenzähler CCAL ist ein Rechenzähler zum Zäh len der Anzahl der Zyklen, die für die Bewertung des auf einen erhöhten Wert aktualisierten Befehlsstroms I_op erfor derlich sind.

Anschließend wird im Schritt 148 bestimmt, ob der Zähl wert des Zählers CCAL gleich oder größer ist als ein be stimmter Wert C₀. Wenn bestimmt wird, daß CCAL ≧ C₀ nicht zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß die Berechnung zur Bewertung des Befehlsstroms I_op noch nicht beendet ist. In diesem Fall wird mit dem Schritt 132 fortgefahren, wor aufhin der momentane Zyklus der Routine endet. Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme wird der Befehlsstrom I_op so lange auf einem feststehenden Muster gehalten, ohne da bei erhöht oder geändert zu werden, bis CCAL ≧ C₀ zutrifft. Wenn im Schritt 148 bestimmt wird, daß CCAL ≧ C₀ zutrifft, wird mit dem Schritt 150 fortgefahren.

Im Schritt 150 wird der Rechenzähler CCAL wieder auf "0" zurückgesetzt.

Im Schritt 152 berechnet die Steuervorrichtung 44 an schließend die Wahrscheinlichkeit P dafür, daß zwischen der Aktualisierung des Befehlsstroms I_op auf einen erhöhten Wert und dem Zeitpunkt, an dem der Zählwert CCAL C₀ er reicht oder überschreitet, eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist.

Im Schritt 154 wird dann bestimmt, ob die Wahrschein lichkeit P gleich oder kleiner ist als ein bestimmter Schwellenwert TH. Wenn bestimmt wird, daß P ≦ TH zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß der Befehlsstrom I_op korrekt eingestellt worden ist, d. h. es kann davon aus gangen werden, daß der Befehlsstrom I_op auf den Minimalverlauf eingestellt worden ist, bei dem eine Abweichung des Ventils 12 verhindert wird. In diesem Fall wird mit dem Schritt 156 fortgefahren.

Im Schritt 156 wird dem Änderungsflag XCHANGE wieder der Wert "0" zugewiesen.

Anschließend wird dem Halteflag XKEEP im Schritt 158 der Wert "1" zugewiesen. Dann wird der Prozeß des Schritts 132 ausgeführt, woraufhin der momentane Zyklus endet.

Wenn im Schritt 154 dagegen bestimmt wird, daß P ≦ TH nicht zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß der Be fehlsstrom I_op noch nicht ausreicht oder zu klein ist. In diesem Fall wird mit dem Schritt 160 fortgefahren.

Im Schritt 160 erhöht die Steuervorrichtung 44 den Be fehlsstrom I_op wie im Schritt 130 der ersten Ausführungs form. Anschließend wird der Prozeß des Schritts 132 ausge führt, woraufhin der momentane Zyklus der Routine endet. Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme kann der Be fehlsstrom I_op so lange erhöht werden, bis die Wahrschein lichkeit P für eine Abweichung des Ventils 12 gleich oder kleiner wird als der Schwellenwert TH.

In dem Zyklus der Routine im Anschluß an die Ausführung des Prozesses des Schritts 158 bestimmt die Steuervorrich tung 44 im Schritt 140, daß XKEEP = 1 zutrifft. In diesem Fall wird mit dem Schritt 162 fortgefahren.

Im Schritt 162 wird ein Haltezähler CKEEP inkremen tiert. Der Haltezähler CKEEP ist zum Zählen der im Anschluß an den Beginn des Haltens des Befehlsstroms I_op vergangenen Zeit vorgesehen.

Im Schritt 164 wird bestimmt, ob der Zählwert des Hal tezählers CKEEP gleich oder größer ist als ein bestimmter Wert C₁. Wenn CKEEP ≧ C₁ nicht zutrifft, kann davon ausge gangen werden, daß der Zeitpunkt für eine Aktualisierung des Befehlsstroms I_op noch nicht eingetreten ist. In diesem Fall wird anschließend der Prozeß des Schritts 132 ausge führt, woraufhin der momentane Zyklus der Routine endet. Wenn im Schritt 164 dagegen bestimmt wird, daß CKEEP ≧ C₁ zutrifft, wird mit dem Schritt 166 fortgefahren.

Im Schritt 166 wird dem Halteflag XKEEP wieder der Wert "0" zugewiesen. Anschließend wird der Prozeß des Schritts 132 ausgeführt, woraufhin der momentane Zyklus der Routine endet. Im Zyklus der Routine nach der Ausführung des Schritts 166 führt die Steuervorrichtung 44 den Schritt 142 und die folgenden Schritte aus.

Durch den vorstehend beschriebenen Steuerungsbetrieb kann der Befehlsstrom I_op auf den Minimalverlauf aktua lisiert werden, bei dem eine Abweichung des Ventils 12 ver hindert wird, und des Weiteren kann der aktualisierte korrekte Befehlsstrom I_op für eine bestimmte Zeitdauer beibehalten werden. Das System dieser Ausführungsform ist daher in der Lage, den Befehlsstrom I_op auf den Minimalverlauf zu steuern, d. h. das elektromagnetisch angetriebene Ventil 10 mit einer hervorragenden Betriebsstabilität und einer her vorragenden Energieeinsparungskennlinie zu versehen, ohne dabei die Ausgabe des Gegenstroms I_R häufig anzufordern.

Im Hinblick auf eine Verminderung der Häufigkeit der Anforderung des Gegenstroms I_R wäre es im System dieser Ausführungsform von Vorteil, zum Halten des Be fehlsstroms I_op eine lange Zeitdauer einzustellen. Um den Minimalwert des Befehlsstroms I_op präzise zu halten, d. h. eine maximale Verminderung des Energieverbrauchs des elek tromagnetisch angetriebenen Ventils 10 zu erzielen, ist je doch einer kürzeren Zeitdauer zum Halten des Befehlsstroms I_op der Vorzug zu geben.

Normalerweise nimmt der Energieverbrauch des elektroma gnetisch angetriebenen Ventils 10 mit einer Abnahme der Länge des Betriebszyklus, d. h. mit einer Zunahme der Be triebsdrehzahl der Brennkraftmaschine, zu. Daher wäre es von Vorteil, wenn das elektromagne tisch angetriebene Ventil 10 eine Energieeinsparungskennli nie aufweist, gemäß der mit einer Zunahme der Brennkraftma schinendrehzahl NE mehr Energie eingespart wird. Folglich wäre es von Vorteil, wenn die Haltezeit des Befehlsstroms I_op mit ansteigender Brennkraftmaschinendrehzahl verkürzt wird. In Anbetracht dessen ist das System dieser Ausfüh rungsform so ausgestaltet, daß die Haltezeit des Be fehlsstroms I_op an eine Änderung der Brennkraftmaschinen drehzahl NE angepaßt wird.

Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um die vorstehend erwähnte Funktion zu erzielen. Die in Fig. 12 gezeigte Rou tine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die in be stimmten Intervallen ausgeführt wird. Zu Beginn der Routine wird zunächst der Prozeß des Schritts 170 ausgeführt.

Im Schritt 170 erfaßt die Steuervorrichtung 44 die Brennkraftmaschinendrehzahl NE.

Im Schritt 172 wird anschließend bestimmt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl NE gleich oder größer ist als ein bestimmter Wert NE₀. Wenn NE ≧ NE₀ zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß die Brennkraftmaschine in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet. In diesem Fall wird mit dem Schritt 174 fortgefahren. Wenn im Schritt 172 dagegen bestimmt wird, daß NE ≧ NE₀ nicht zu trifft, kann davon ausgegangen werden, daß die Brennkraft maschine in einem niedrigen Dreh zahlbereich arbeitet. In diesem Fall wird mit dem Schritt 176 fortgefahren.

Im Schritt 174 ersetzt die Steuervorrichtung 44 den be stimmten Wert C1 (siehe Schritt 164), der mit dem Zählwert des Haltezählers CKEEP verglichen wird, durch einen für ei ne kurze Zeitdauer bestimmten Wert CS. Nach dem Schritt 174 endet der momentane Zyklus der Routine.

Im Schritt 176 ersetzt die Steuervorrichtung 44 ande rerseits den bestimmten Wert C1, der, wie vorstehend be schrieben, mit dem Zählwert des Haltezählers CKEEP vergli chen wird, durch einen für eine lange Zeitdauer bestimmten Wert CL, der länger ist als der für die kurze Zeitdauer be stimmte Wert CS. Nach dem Schritt 176 endet der momentane Zyklus der Routine.

Durch den vorstehend beschriebenen Steuerungsbetrieb kann die Haltezeit des Befehlsstroms I_op der Brennkraftma schinendrehzahl NE entsprechend angemessen geändert werden. Daher kann das System dieser Ausführungsform eine geeignete Energieeinsparungskennlinie und eine geeignete Betriebssta bilität entsprechend den Betriebsbedingungen der Brenn kraftmaschine erzielen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13A bis 13C und die Fig. 14 und 15 wird nachstehend eine dritte Ausführungs form der Erfindung beschrieben.

Fig. 13A zeigt ein Zeitdiagramm, das den Hub des Ven tils 12 zeigt. Fig. 13B zeigt einen Grundverlauf des der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstroms I_op. Fig. 13C zeigt die Änderungen der magnetischen Flußdichte B, die zwischen der unteren Spule 34 und dem Anker 22 erzeugt wird.

Fig. 13A zeigt den Betrieb des Ventils 12, wenn es die Ventilöffnungsendstellung erreicht und sich anschließend von der Ventilöffnungsendstellung aus in die Ventilschlie ßendstellung bewegt, d. h. wenn eine Abweichung des Ventils 12 eintritt. Mit abnehmendem Abstand zwischen der unteren Spule 34 und dem Anker 22 stellt sich zwischen der unteren Spule 34 und dem Anker 22 tendenziell ein größerer magneti scher Fluß ein. Wenn das Ventil 12 abweicht, nachdem der Befehlsstrom I_op auf dem Haltestrom I_H gehalten wird, weist die magnetische Flußdichte B daher eine abnehmende Tendenz auf, wie es in Fig. 13C gezeigt ist.

Wenn das Ventil 12 jedoch korrekt in der Ventilöff nungsendstellung gehalten wird, bleibt die magnetische Flußdichte B, nachdem der Befehlsstrom I_op auf den Hal testrom I_H gesteuert worden ist, dem Haltestrom I_H entspre chend auf einem bestimmten Wert. Dadurch, daß das System dieser Ausführungsform bestimmt, ob die korrekte magneti sche Flußdichte B erzeugt wird, nachdem der Befehlsstrom I_op auf den Haltestrom I_H gesteuert worden ist, kann es da her präzise bestimmen, ob das Ventil 12 korrekt arbeitet oder abweicht.

Das System dieser Ausführungsform läßt sich dadurch realisieren, daß der in Fig. 1 gezeigte Systemaufbau in der folgenden Weise modifiziert wird. Der untere Elektromagnet 26 wird durch einen unteren Elektromagneten 180 ersetzt (Fig. 14); der obere Elektromagnet 24 wird durch einen oberen Elektro magneten ersetzt, der im wesentlichen denselben Aufbau auf weist wie der untere Elektromagnet 180. Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch den unteren Elektromagneten 180, der im Sy stem dieser Ausführungsform verwendet wird. Die Elemente und Teile, die mit denjenigen in Fig. 1 vergleichbar sind, sind in Fig. 14 mit vergleichbaren Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal erläutert.

Wie es in Fig. 14 gezeigt ist, weist der untere Elek tromagnet 180 eine ringförmige Suchspule 182 auf, die radi al innerhalb der unteren Spule 34 angeordnet ist. Bei die ser Ausgestaltung geht der magnetische Fluß um die untere Spule 34 durch das Innere der Suchspule 182. Unter Verwen dung der Suchspule 182 ist es daher möglich, den durch das Innere der Suchspule 182 gehenden magnetischen Fluß Φ, d. h. den durch den unteren Elektromagneten 180 erzeugten magnetischen Fluß Φ, zu erfassen.

Die Suchspule 182 steht mit der in Fig. 1 gezeigten Steuervorrichtung 44 in Verbindung. Daher kann die Steuer vorrichtung 44 den durch den unteren Elektromagneten 180 erzeugten magnetischen Fluß Φ erfassen. Die magnetische Flußdichte B läßt sich bestimmen, indem der magnetische Fluß Φ durch die Fläche S der Öffnung der Suchspule 182 geteilt wird. Die Steuervorrichtung 44 ist somit in der La ge, den durch den unteren Elektromagneten 180 erzeugten ma gnetischen Fluß Φ und dessen magnetische Flußdichte B zu erfassen.

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um eine Abweichung des Ventils 12 zu erfassen. Diese Routine stellt also eine Einrichtung zur Erfassung einer Abweichung dar. Die in Fig. 15 gezeigte Routine wird ausgeführt, um auf der Basis der magnetischen Flußdichte B durch den Anker 22 zu bestimmen, ob das Ventil 12 abweicht. Diese Routine ist eine periodi sche Unterbrechungsroutine, die in bestimmten Intervallen ausgeführt wird. Zu Beginn der Routine wird zunächst der Prozeß des Schritts 190 ausgeführt.

Im Schritt 190 bestimmt die Steuervorrichtung 44, ob sich das Ventil 12 in einer Ventilhaltephase befindet, d. h. in einer Phase, in der das Ventil 12 in der Ventilöffnungs endstellung oder der Ventilschließendstellung gehalten wer den muß. Wenn bestimmt wird, daß sich das Ventil 12 nicht in einer Ventilhaltephase befindet, endet der momentane Zy klus der Routine unmittelbar ohne jeden weiteren Prozeß. Wenn dagegen bestimmt wird, daß eine Ventilhaltephase vor liegt, wird mit dem Schritt 192 fortgefahren.

Im Schritt 192 erfaßt die Steuervorrichtung 44 die Dichte B des magnetischen Flusses durch den Anker 22 auf der Basis der Ausgabe von der Suchspule 182, die innerhalb des oberen Elektromagneten oder des unteren Elektromagneten 180 angeordnet ist.

Im Schritt 194 wird anschließend bestimmt, ob die ma gnetische Flußdichte B gleich oder größer ist als ein be stimmter Wert B_TH. Wenn B ≧ B_TH zutrifft, kann davon ausge gangen werden, daß das Ventil 12 korrekt in einer der bei den Hub-Endstellungen gehalten wird. In diesem Fall wird mit dem Schritt 196 fortgefahren. Wenn B ≧ B_TH dagegen nicht zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß das Ven til 12 abweicht. In diesem Fall wird mit dem Schritt 198 fortgefahren.

Im Schritt 196 weist die Steuervorrichtung 44 dem Ab weichungsflag XSTEPOUT wieder den Wert "0" zu, um anzuzei gen, daß das Ventil 12 normal arbeitet. Im Anschluß daran führt die Steuervorrichtung 44 Prozesse zur Verminderung des Energieverbrauchs (siehe die Fig. 5, 10 und 11) aus, so lange das Ventil 12 normal arbeitet. Der momentane Zy klus der Routine endet nach dem Schritt 196.

Im Schritt 198 weist die Steuervorrichtung 44 dem Ab weichungsflag XSTEPOUT dagegen den Wert "1" zu, um anzuzei gen, daß das Ventil 12 abweicht. Im Anschluß daran führt die Steuervorrichtung 44 Prozesse durch, um das Ventil 12 wieder in den Normalzustand (siehe die Fig. 5, 10 und 11) zurückzubringen. Der momentane Zyklus der Routine endet nach dem Schritt 198.

Das System dieser Ausführungsform ist somit in der La ge, auf der Basis der magnetischen Flußdichte B durch den Anker 22 eine Abweichung des Ventils 12 präzise zu erfas sen. Daher ist das System dieser Ausführungsform in der La ge, eine korrekte Steuerung entsprechend dem Zustand des Ventils 12 durchzuführen.

Obwohl gemäß der vorstehenden Ausführungsform im Hinblick darauf, ob die magnetische Flußdichte B gleich oder grö ßer ist als der bestimmte Wert B_TH, bestimmt wird, ob das Ventil 12 normal arbeitet, ist die Erfindung nicht auf die ses Bestimmungsverfahren beschränkt. Beispielsweise wäre es auch möglich, im Hinblick darauf, ob der magnetische Fluß Φ gleich oder größer ist als ein Schwellenwert, zu bestimmen, ob das Ventil 12 normal arbeitet.

Im System dieser Ausführungsform wird während der Ven tilhaltephase das Differential dB/dt der magnetischen Fluß dichte B nur dann negativ, wenn das Ventil 12 abweicht. Da her wäre es auch möglich, im Hinblick darauf, ob dB/dt ≧ 0 zutrifft, zu bestimmen, ob das Ventil 12 normal arbeitet.

Des Weiteren läßt sich bei dem System dieser Ausfüh rungsform die elektromagnetische Kraft Fem, die zwischen dem Anker 22 und dem oberen oder dem unteren Elektromagne ten wirkt, als Fem = B² . S/µ₀ ausdrücken, wobei B die magne tische Flußdichte, S die Querschnittsfläche des oberen oder unteren Kerns und µ₀ die magnetische Permeabilität der Luft ist. Wenn das Ventil 12 abweicht, hat die elektromagneti sche Kraft Fem einen kleinen Wert im Vergleich dazu, wenn das Ventil 12 korrekt an einer der beiden Hubendstellungen gehalten wird. Daher kann die Steuervorrichtung 44 auch im Hinblick darauf, ob die elektromagnetische Kraft Fem gleich oder größer ist als ein bestimmter Schwellenwert Fem₀, bestimmen, ob das Ventil 12 korrekt arbeitet.

Des Weiteren läßt sich die Bewegung des Ventils 12 im System dieser Ausführungsform durch die folgende Bewegungs gleichung ausdrücken:

M . d²X/dt² = K . X + Ck . dX/dt + f + Fem + F

wobei M die Masse des Ventils 12 und dergleichen, X die Stellung des Ventils 12, K die Federkonstante, Ck der Rei bungskoeffizient, f die Reibungskonstante und F die äußere Störung ist, die den Verbrennungsdruck und dergleichen be inhaltet. In dieser Gleichung können M, K, Ck und f als feststehende Werte behandelt werden. Wenn die äußere Stö rung, wie z. B. F und dergleichen, erfaßt wird, kann die Stellung X des Ventils 12 daher durch das Lösen der Glei chung ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist es somit eben falls möglich, daß die Steuervorrichtung 44 auf diese Weise die Stellung X bestimmt und durch einen Vergleich der Stel lung X mit der Soll-Stellung des Ventils 12 bestimmt, ob das Ventil 12 normal arbeitet.

Obwohl gemäß der vorstehenden Ausführungsform der ma gnetische Fluß Φ und die magnetische Flußdichte B unter Verwendung der Suchspule 182 erfaßt werden, ist dieses Er fassungsverfahren nicht auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen des magnetischen Flusses Φ und der magneti schen Flußdichte B beschränkt. Beispielsweise wäre es auch möglich, den magnetischen Fluß Φ und dergleichen auf der Basis der Spannung V zwischen den Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 und des hindurch fließenden Erre gerstroms I zu erfassen.

Wenn ein Erregerstrom I während des Betriebs des elek tromagnetisch angetriebenen Ventils 10 durch die untere Spule 34 fließt, gilt die folgende Gleichung für die Span nung V zwischen den Enden der unteren Spule 34 und dem hin durch fließenden Erregerstrom I:

V = R . I + N . dΦ/dt

wobei R der elektrische Widerstand der unteren Spule 34 und N die Zahl der Windungen der unteren Spule 34 ist. Aus dieser Relationsgleichung läßt sich der magnetische Fluß Φ wie folgt ausdrücken:

Φ = ∫{(V - R . I)/N}dt

Die Spannung V zwischen den beiden Enden der unteren Spule 34 und der Erregerstrom I lassen sich in dem in Fig. 1 gezeigten System einfach erfassen. Der magnetische Fluß Φ läßt sich daher auch ohne Verwendung der Suchspule 182 somit einfach auf Basis der Spannung V zwischen den beiden Enden der unteren Spule 34 und des Erregerstroms I erfas sen. Die magnetische Flußdichte B läßt sich ermitteln, in dem der magnetische Fluß Φ durch die Querschnittsfläche S des oberen Kerns 28 oder des unteren Kerns 32 geteilt wird. Daher kann das Verfahren, wonach das Vorliegen einer Abwei chung auf der Basis der magnetischen Flußdichte B und der gleichen bestimmt wird, auch auf ein System angewendet wer den, das keine Suchspule 182 aufweist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 19 wird nach stehend eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrie ben. Fig. 16 zeigt einen Schaltkreis, der in der in Fig. 1 gezeigten Antriebseinrichtung 46 vorgesehen ist. Der in Fig. 16 gezeigte Schaltkreis wird zum Antrieb der unteren Spule 34 verwendet. Neben dem in Fig. 16 gezeigten Schalt kreis weist die Antriebseinrichtung 46 ferner einen ähnli chen Schaltkreis zum Antrieb der oberen Spule 30 auf.

Der in Fig. 16 gezeigte Schaltkreis weist einen An triebsschaltkreis 200 auf. Der Antriebsschaltkreis 200 steht mit den Basisanschlüssen eines ersten, zweiten, drit ten und vierten Transistors 202, 204, 206, 208 in Verbin dung. Die Kollektoranschlüsse des ersten und dritten Tran sistors 202, 206 sind an eine Spannungsquelle angeschlos sen. Die Emitteranschlüsse des ersten und dritten Transi stors 202, 206 sind an die beiden Enden der unteren Spule 34 angeschlossen.

Ein Spannungsmesser 210 ist an die beiden Enden der un teren Spule 34 angeschlossen. Die Kollektoranschlüsse des zweiten und vierten Transistors 204, 208 sind an die beiden Enden der unteren Spule 34 angeschlossen. Die Emitteran schlüsse des zweiten und vierten Transistors 204, 208 sind geerdet.

In dem in Fig. 16 gezeigten Schaltkreis werden der er ste und vierte Transistor 202, 208 dazu verwendet, eine Spannung an die untere Spule 34 in Vorwärtsrichtung anzule gen, d. h. von links nach rechts in Fig. 16, und bilden so mit einen sogenannten Vorwärtsschaltkreis. Der zweite und dritte Transistor 204, 206 werden dazu verwendet, eine Spannung an die untere Spule 34 in Rückwärtsrichtung anzu legen, d. h. von rechts nach links in Fig. 16, und bilden somit einen sogenannten Rückwärstschaltkreis. Darüber hin aus werden der erste und dritte Transistor 202, 206 als Einrichtungen verwendet, deren Ein- und Ausschaltzustände zur Einstellung der Spannungsanlegerichtung gesteuert wer den. Der zweite und vierte Transistor 204, 208 werden als Einrichtungen verwendet, deren Betrieb zur Steuerung des Erregerstroms I gesteuert wird. Der Antriebsschaltkreis 200 steuert einen Schaltkreis, der aus dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Transistor gebildet ist.

Wenn ein Erregerstrom I in Vorwärtsrichtung erforder lich ist, schaltet der Antriebsschaltkreis 200 den ersten Transistor 202 ein und steuert den Betrieb des Transistors 208 in geeigneter Weise. Wenn eine Verminderung des Vor wärts-Erregerstroms I oder ein Erregerstrom I in Rückwärts richtung erforderlich ist, schaltet der Antriebsschaltkreis 200 den dritten Transistor 206 ein und steuert den Betrieb des zweiten Transistors 204 in geeigneter Weise. Dadurch, daß an die untere Spule 34 unverzüglich eine Spannung in Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtungen angelegt wird, kann mit diesem Schaltkreis der Erregerstrom I sehr genau ge steuert werden.

Die Fig. 17A bis 17E zeigen Zeitdiagramme, die ver schiedene Faktoren zeigen, die sich mit einem korrekten Hub des Ventils 12 von der Ventilschließendstellung in die Ven tilöffnungsendstellung ändern. Die Zeitdiagramme der Fig. 17A bis 17E zeigen im Besonderen den Hub oder die Stel lung des Ventils 12, den Befehlsstrom I_op, den magnetischen Fluß Φ, der durch die untere Spule 34 geht, die Änderung dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ und die Spannung wischen den beiden Enden der unteren Spule 34.

Wie in Fig. 17B gezeigt ist, geht der Befehlsstrom I_op während des Hubs des Ventils 12 aus der Ventilschließend stellung in die Ventilöffnungsendstellung von "0" aus in den Anziehungsstrom I_A über. Etwa synchron mit der Ankunft des Ventils 12 in der Ventilöffnungsendstellung wird der Befehlsstrom I_op auf den Haltestrom I_H vermindert. Der in Fig. 16 gezeigte Antriebsschaltkreis 200 steuert den er sten, zweiten, dritten und vierten Transistor 202, 204, 206, 208 geeignet so, daß der Erregerstrom I durch die un tere Spule 34 gleich dem Befehlsstrom I_op wird. Als Ergeb nis zeigt der Erregerstrom I Änderungen, die den Änderungen des Befehlsstroms I_op folgen.

Wenn das Ventil 12 korrekt arbeitet, nimmt der magneti sche Fluß Φ während der Annäherung des Ventil 12 an die Ventilöffnungsendstellung zu und bleibt nach der Ankunft des Ventils 12 in der Ventilöffnungsendstellung auf einem konstanten Wert, wie es in Fig. 17C gezeigt ist. Während eines derartigen korrekten Betriebs des Ventils 12 bleibt die Änderungsrate dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ ständig auf oder über "0", wie es in Fig. 17D gezeigt ist.

Ist die Änderungsrate dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ positiv (< 0), erzeugt die untere Spule 34 eine elektromo torische Gegenkraft -N . dΦ/dt, die so gerichtet ist, daß sie einer Zunahme des Erregerstroms I entgegenwirkt. Der An triebsschaltkreis 200 steuert den ersten und vierten Tran sistor 202, 208 so, daß an die beiden Enden der unteren Spule 34 eine Spannung V angelegt wird, durch die die elek tromotorische Gegenkraft -N . dΦ/dt aufgehoben und bewirkt werden kann, daß der Erregerstrom I in Vorwärtsrichtung fließt, d. h. in Richtung des Befehlsstroms I_op. Die an die beiden Enden der unteren Spule 34 angelegte Spannung läßt sich wie folgt ausdrücken:

V = R . I + N . dΦ/dt

wobei R der elektrische Widerstand der unteren Spule 34, I der Erregerstrom, der durch die untere Spule 34 fließt, und N die Zahl der Windungen der unteren Spule 34 ist.

Die Änderungsrate dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ bleibt ständig auf oder über "0", wenn das Ventil 12 kor rekt arbeitet (oder präziser, wenn der Befehlsstrom I_op Null oder positiv ist), wie es vorstehend beschrieben wor den ist. Unter dieser Bedingung bleibt die Spannung V zwi schen den beiden Enden der unteren Spule 34 daher ständig gleich oder größer als R . I.

Die Fig. 18A bis 18E zeigen Zeitdiagramme, die die Änderungen der verschiedenen Faktoren zeigen, die sich mit dem Hub des Ventils 12 ergeben, für den Fall, daß das Ven til 12 nach Ankunft des Ventils 12 in der Ventilöffnungs endstellung während der Haltephase abweicht. Die Zeitdia gramme der Fig. 18A bis 18E zeigen den Hub oder die Stellung des Ventils 12, den Befehlsstrom I_op, den magneti schen Fluß Φ, der durch die untere Spule 34 geht, die Än derung dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ und die Spannung zwischen den beiden Enden der unteren Spule 34.

Wenn das Ventil 12 während des Ventilöffnungszyklus ab weicht, ändert sich der magnetische Fluß Φ aufgrund der Tatsache, daß sich der Anker 22 vom unteren Elektromagneten 26 weg bewegt, mit einer negativen Änderungsrate -dΦ/dt (Fig. 18D). Ist die Änderungsrate dΦ/dt des magnetischen Flusses Φ negativ (< 0), erzeugt die untere Spule 34 eine elektromotorische Gegenkraft -N . dΦ/dt, die so gerichtet ist, daß sie einer Abnahme des Erregerstroms I entgegen wirkt, d. h. sie bewirkt, daß der Erregerstrom I in Vor wärtsrichtung fließt. Der Antriebsschaltkreis 200 steuert den ersten, zweiten, dritten und vierten Transistor 202, 204, 206, 208 so, daß die Spannung zwischen den beiden En den der unteren Spule 34 die elektromotorische Gegenkraft - N . dΦ/dt aufhebt.

Die zwischen die beiden Enden der unteren Spule 34 an gelegte Spannung wird in dieser Situation auf den Wert V = R . I + N . dΦ/dt (dΦ/dt ≦ 0) eingestellt, der kleiner ist als das Produkt R . I aus dem elektrischen Widerstand R der unte ren Spule 34 und dem der unteren Spule 34 zuzuführenden Er regerstrom I. Auf diese Weise stellt das System dieser Aus führungsform unter der Voraussetzung, daß der Befehlsstrom I_op gleich oder größer ist als Null, die Spannung zwischen den beiden Enden der unteren Spule 34 nur in dem Fall, wenn das Ventil 12 abweicht, auf einen Wert ein, der kleiner ist als das Produkt R . I.

Der Erregerstrom I, der durch die untere Spule 34 oder die obere Spule 30 während des Betriebs des elektromagne tisch angetriebenen Ventils 10 zu fließen hat, kann im vor aus als ein bestimmter Verlauf gespeichert sein. Daher kann die Steuervorrichtung 44 während des Betriebs des elektromagnetisch angetriebenen Ventils 10 immer das kor rekte Produkt R . I aus dem Speicher lesen. Das System dieser Ausführungsform ist daher in der Lage, durch einen Ver gleich des Produkts R . I mit der Spannung zwischen den bei den Enden der unteren Spule 34 präzise zu bestimmen, ob ei ne Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist. Das System dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die ses Verfahren angewendet wird, um eine Abweichung des Ven tils 12 zu erfassen.

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die durch die Steuervorrichtung 44 ausgeführt wird, um die vorstehend erwähnte kennzeichnende Funktion zu erfüllen. Diese Routi 26705 00070 552 001000280000000200012000285912659400040 0002019901942 00004 26586ne fungiert als eine Einrichtung zur Erfassung einer Abweichung. Die Routine, die in Fig. 19 gezeigt ist, ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die in bestimm ten Intervallen ausgeführt wird. Die Schritte, die mit den jenigen in Fig. 15 vergleichbar sind, sind in Fig. 19 mit vergleichbaren Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. Zu Beginn der in Fig. 19 gezeigten Routine wird zunächst der Prozeß des Schritts 220 ausge führt.

Im Schritt 220 wird bestimmt, ob der Befehlsstrom I_op gleich oder größer ist als 0. Wenn I_op ≧ 0 nicht zutrifft, kann sich der magnetische Fluß Φ selbst dann, wenn das Ventil 12 normal arbeitet, mit einer negativen Änderungsra te ändern. Unter dieser Bedingung ist es daher möglich, daß sich zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 auch dann, wenn das Ventil 12 normal ar beitet, eine Spannung V einstellt, die kleiner ist als das Produkt R . I. Wenn bestimmt wird, daß I_op ≧ 0 nicht zu trifft, endet daher der momentane Zyklus der Routine, ohne daß ein weiterer Prozeß zur Erfassung einer Abweichung er folgt. Wenn im Schritt 220 dagegen bestimmt wird, daß die Bedingung I_op ≧ 0 zutrifft, wird mit dem Schritt 222 fort gefahren.

Im Schritt 222 wird bestimmt, ob die Spannung zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 gleich oder größer ist als ein bestimmter Schwellenwert V_TH. Der bestimmte Schwellenwert V_TH ist ein Wert, der auf der Basis des Produkts R . I eingestellt wird, im besonderen ein Wert, der etwas kleiner ist als das Produkt R . I. Wenn bestimmt wird, daß V ≧ V_TH zutrifft, kann daher davon aus gegangen werden, daß eine Abweichung des Ventils 12 nicht eingetreten ist. In diesem Fall wird derselbe Prozeß wie im Schritt 196 in Fig. 15 ausgeführt, woraufhin der momentane Zyklus der Routine endet. Wenn der die Bedingung V ≧ V_TH dagegen nicht erfüllt ist, kann davon ausgegangen werden, daß das Ventil 12 abgewichen ist. In diesem Fall wird der selbe Prozeß wie im Schritt 198 in Fig. 15 ausgeführt, wor aufhin der momentane Zyklus der Routine endet.

Auf diese Weise ist das System dieser Ausführungsform in der Lage, auf der Basis der Spannung zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 eine Abweichung des Ventils 12 präzise zu erfassen. Daher ist das System dieser Ausführungsform in der Lage, eine dem Zu stand des Ventils 12 entsprechende korrekte Steuerung aus zuführen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 20 wird nun eine fünfte Aus führungsform der Erfindung beschrieben.

Das System gemäß dieser Ausführungsform kann durch den Systemaufbau der vierten Ausführungsform realisiert werden. Im System der fünften Ausführungsform führt die Steuervor richtung 44 anstelle der in Fig. 19 gezeigten Routine die in Fig. 20 gezeigte Routine aus.

Das System dieser Ausführungsform umfaßt einen Schalt kreis, wie er in Fig. 16 gezeigt ist. Der Schaltkreis weist somit einen ersten und vierten Transistor 202, 208 auf, um an die untere Spule 34 eine Spannung in Vorwärtsrichtung anzulegen, sowie einen zweiten und dritten Transistor 204, 206, um an die untere Spule 34 eine Spannung in Rückwärts richtung anzulegen.

Wenn das Ventil 12 normal arbeitet, erfolgt die Anfor derung einer Rückwärtsspannung nur dann, wenn der Erreger strom I zu vermindern ist. Wenn das Ventil 12 normal arbei tet, bleiben der zweite und der dritte Transistor 204, 206 daher während einer Erhöhung oder einer Haltephase des Be fehlsstroms I_op ständig ausgeschaltet. Wenn dagegen eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, können der zwei te und dritte Transistor 204, 206 selbst dann eingeschal tet werden, wenn der Befehlsstrom I_op erhöht oder gehalten wird, und zwar zu dem Zweck, die durch die untere Spule 34 erzeugte elektromotorische Gegenkraft zu beseitigen.

Wenn der Befehlsstrom I_op erhöht oder gehalten wird, werden der zweite und dritte Transistor 204, 206 also nur dann eingeschaltet, wenn eine Abweichung des Ventils 12 eintritt. Daher ist das System dieser Ausführungsform in der Lage, zu bestimmen, daß eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, wenn der zweite und dritte Transistor 204, 206 eingeschaltet werden, während der Befehlsstrom I_op er höht oder gehalten wird. Die Anwendung dieses Verfahrens zur Bestimmung, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetre ten ist, ist das kennzeichnende Merkmal des Systems dieser Ausführungsform.

Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um das vorstehend erwähnte kennzeichnende Merkmal zu erfüllen. Die Routine stellt eine Einrichtung zur Erfassung einer Abweichung dar. Die in Fig. 20 gezeigte Routine ist eine periodische Unter brechungsroutine, die in bestimmen Intervallen wiederholt wird. Die Schritte, die mit denjenigen der Fig. 15 oder 19 vergleichbar sind, sind in Fig. 20 mit vergleichbaren Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal erläutert. Wenn die in Fig. 20 gezeigte Routine beginnt, wird zunächst der Prozeß des Schritts 230 ausgeführt.

Im Schritt 230 wird bestimmt, ob der Befehlsstrom I_op erhöht oder gehalten wird. Wenn der Befehlsstrom I_op nicht erhöht oder gehalten wird, endet der momentane Zyklus der Routine ohne Ausführung eines Prozesses zur Erfassung einer Abweichung. Wenn im Schritt 230 dagegen bestimmt wird, daß der Befehlsstrom I_op erhöht oder gehalten wird, wird mit dem Schritt 232 fortgefahren.

Im Schritt 232 wird bestimmt, ob der zweite und dritte Transistor 204, 206 (d. h. die Rückwärtstransistoren) sich in einem Zustand außer Betrieb befinden. Wenn bestimmt wird, daß diese Rückwärtstransistoren außer Betrieb sind, kann davon ausgegangen werden, daß keine Abweichung des Ventil 12 eingetreten ist. In diesem Fall wird anschließend der Prozeß des Schritts 196 ausgeführt, woraufhin der mo mentane Zyklus der Routine endet. Wenn dagegen bestimmt wird, daß der zweite oder Transistor 204, 206 in Betrieb ist, kann davon ausgegangen werden, daß eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist. In diesem Fall wird anschlie ßend der Prozeß des Schritts 198 ausgeführt, woraufhin der momentane Zyklus der Routine endet.

Das System dieser Ausführungsform ist in der Lage, auf der Basis des Betriebszustands des zweiten und dritten Transistors 204, 206 eine Abweichung des Ventils 12 präzise zu erfassen, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Da her ist das System dieser Ausführungsform in der Lage, eine dem Zustand des Ventils 12 entsprechende korrekte Steuerung auszuführen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 21A bis 24 wird nun eine sechste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das System gemäß dieser Ausführungsform läßt sich durch eine Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Systemaufbaus reali sieren, d. h. durch das Vorsehen eines Schaltkreises, wie er Fig. 16 gezeigt ist, in der Antriebseinrichtung 46. In die sem System führt die Steuervorrichtung 44 die in Fig. 24 gezeigte Routine aus.

In der vierten Ausführungsform erfaßt die Steuervor richtung 44 eine Abweichung des Ventils 12 unter Ausnutzung der Tatsache, daß die Spannung zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 einen im Ver gleich zu dem normalen Wert kleinen Wert aufweist, wenn ei ne Abweichung des Ventils 12 eintritt. In der fünften Aus führungsform erfaßt die Steuervorrichtung 44 eine Abwei chung des Ventils 12 unter Ausnutzung der Tatsache, daß der zweite und dritte Transistor 204, 206 nur dann eingeschal tet werden, wenn eine Abweichung des Ventils 12 eintritt.

Das Phänomen, wonach die Spannung zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 bei ei ner Abweichung des Ventils 12 kleiner wird als normal, und das Phänomenon, wonach der zweite und dritte Transistor 204, 206 bei einer Abweichung des Ventils 12 eingeschaltet werden, werden auf die folgende Weise verursacht. Nach ei ner Abweichung des Ventils 12 ändert sich der magnetische Fluß Φ so, daß die obere Spule 30 oder die untere Spule 34 eine elektromotorische Gegenkraft erzeugen, die so gerich tet ist, daß sie einer Abnahme des magnetischen Flusses Φ entgegenwirkt. Die Verfahren gemäß der vierten und fünften Ausführungsform sind somit nicht in der Lage, eine Abwei chung des Ventils 12 zu erfassen, nachdem sich der Anker 22 im Anschluß an die Abweichung des Ventils 12 weit von der Hubendstellung entfernt hat und die Änderung des magneti schen Flusses Φ gegen einen kleinen Wert konvergiert ist.

Unmittelbar nach der Erfassung einer Abweichung des Ventils 12 gibt die Steuervorrichtung 44 den Gegenstrom I_R aus, um das Ventil 12 wieder in den Normalzustand zurückzu führen (siehe Schritt 122 und die Fig. 8A und 8B). Zum Zeitpunkt der Anforderung der Ausgabe des Gegenstroms I_R ist die Änderung des magnetischen Flusses Φ groß. Daher kann durch die Verfahren gemäß der vierten und fünften Aus führungsform zu diesem Zeitpunkt eine Abweichung des Ven tils 12 präzise erfaßt werden.

Ist das Ventil 12 jedoch trotz der Ausgabe des Gegen stroms I_R nicht in den Normalzustand zurückgekehrt, tritt die Situation ein, daß sich das Ventil 12 weit von der Hu bendstellung entfernt und die Änderung des magnetischen Flusses Φ gegen einen kleinen Wert konvergiert. Die Ände rung des magnetischen Flusses Φ konvergiert auch dann ge gen einen kleinen Wert, wenn das Ventil durch die Ausgabe des Gegenstroms I_R in den Normalzustand zurückkehrt. Daher kann durch das Verfahren gemäß der vierten und fünften Aus führungsformen nicht präzise erfaßt werden, ob das Ventil 12 durch die Ausgabe des Gegenstroms I_R in den Normalzu stand zurückgekehrt ist.

Das System der sechsten Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß es für den Fall, daß eine Abweichung des Ventils 12 auf der Ventilöffnungsseite oder auf der Ventil schließseite erfaßt wird, eine Steuerung ausführt, um das Ventil 12 in die Ventilschließendstellung oder Ventilöff nungsendstellung zu führen, und daß es auf der Basis der Spannung zwischen den beiden Enden der oberen Spule 30 oder der unteren Spule 34 bestimmt, ob das Ventil 12 normal ar beitet oder eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist.

Die Fig. 21A bis 21C zeigen Zeitdiagramme, die den Steuerungsbetrieb des Systems dieser Ausführungsform zei gen. Das Diagramm von Fig. 21A zeigt den Hub des Ventils 12 aus der Ventilöffnungsendstellung in die Ventilschließend stellung. Die Diagramme der Fig. 21B und 21C zeigen den der oberen Spule 30 zugeführten Befehlsstrom I_op und den der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstrom I_op.

Während der Haltephase, während der das Ventil 12 in der Ventilöffnungsendstellung gehalten wird, wird der der unteren Spule 34 zuzuführende Befehlsstrom I_op auf den Hal testrom I_H gesteuert, wie es in Fig. 21C gezeigt ist. Wäh rend dieser Phase wird zwischen dem unteren Elektromagneten 26 und dem Anker 22 eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um das Ventil 12 in der Ventilöffnungsendstellung zu hal ten. Um das Ventil 12 bei einer Ventilschließanforderung rasch aus der Ventilöffnungsendstellung in die Ventil schließendstellung zu bewegen, ist es erforderlich, die zwischen dem unteren Elektromagneten 26 und dem Anker 22 wirkende elektromagnetische Kraft rasch zu beseitigen.

Um die zwischen dem unteren Elektromagneten 26 und dem Anker 22 wirkende elektromagnetische Kraft rasch zu besei tigen, wäre es effektiv, bei einer Ventilschließanforderung an die untere Spule 34 eine Spannung in Rückwärtsrichtung anzulegen, um den Erregerstrom I durch die untere Spule 34 rasch zu unterbrechen. Daher steuert die Steuervorrichtung 44 im System dieser Ausführungsform den Befehlsstrom I_op für eine bestimmte Zeitdauer im Anschluß an die Ausgabe der Ventilschließanforderung auf einen negativen Strom oder Ge genstrom I_N, wie es in Fig. 21C gezeigt ist. Analog dazu steuert die Steuervorrichtung 44, wenn die Ventilöffnungs abfrage ausgegeben wird, nachdem das Ventil 12 in der Ven tilschließendstellung gehalten worden ist, den der oberen Spule 30 zuzuführenden Befehlsstrom I_op, für eine bestimmte Zeitdauer auf den Gegenstrom I_N. Dieser Steuerungsbetrieb der Ausführungsform bewirkt eine rasche Beseitigung des Restmagnetismus in Bezug auf den Anker 22 nach der Ausgabe einer Ventilöffnungs- oder Ventilschließanforderung, wo durch ein gutes Ansprechverhalten des Ventils 12 im Betrieb erzielt wird.

Die Fig. 22A und 22B zeigen Zeitdiagramme betreffend den Betrieb während der Ventilschließanforderung, wenn das Ventil 12 vor der Ventilschließanforderung korrekt in der Ventilöffnungsendstellung gehalten worden ist. Die Fig. 23A und 23B zeigen Zeitdiagramme betreffend den Betrieb während der Ventilschließanforderung, wenn vor der Ventil schließanforderung eine Abweichung des Ventils 12 eingetre ten ist. Die Fig. 22A und 23A zeigen den Betrieb der Vorwärtstransistoren, d. h. des ersten und vierten Transi stors 202, 208, die in Fig. 16 gezeigt sind. Die Fig. 22B und 23B zeigen den der unteren Spule 34 zugeführten Be fehlsstrom I_op (durchgezogene Linie) und den Erregerstrom I (gestrichelte Linie) durch die untere Spule 34.

Wenn das Ventil 12 korrekt in der Ventilöffnungsend stellung gehalten wird, d. h. wenn sich der Anker 22 in en gem Kontakt mit dem unteren Elektromagneten 26 befindet, stellt sich während der Haltephase ein hoher magnetischer Fluß Φ durch den unteren Elektromagneten 26 ein. In diesem Fall erzeugt der untere Elektromagnet 26 eine hohe elektro motorische Gegenkraft, nachdem der der unteren Spule 34 zu geführte Befehlsstrom I_op auf den Gegenstrom I_N eingestellt worden ist. Wenn das Ventil 12 vor der Ventilschließanfor derung korrekt in der Ventilöffnungsendstellung gehalten worden ist, weist der durch die untere Spule 34 fließende Erregerstrom I nach der Einstellung des der unteren Spule 34 zugeführten Befehlsstroms I_op auf den Gegenstrom I_N da her eine leicht abnehmende Tendenz auf, wie es in Fig. 22B gezeigt ist.

Die Phase, während der der Befehlsstrom I_op auf dem Ge genstrom I_N gehalten wird, ist derart eingestellt, daß der Erregerstrom I, wenn er die vorstehend erwähnte abnehmende Tendenz aufweist, zu einem kleinen Strom in negativer Rich tung oder Rückwärtsrichtung wird. Wenn das Ventil 12 vor der Ausgabe einer Ventilschließanforderung korrekt in der Ventilöffnungsendstellung gehalten wird, wird der Be fehlsstrom I_op während der Zeit, in der der durch die unte re Spule 34 fließende Erregerstrom I ein kleiner Strom in negativer Richtung oder Rückwärtsrichtung wird, daher vom Gegenstrom I_N auf "0" geschaltet.

Der Antriebsschaltkreis 200, der in Fig. 16 gezeigt ist, steuert den ersten bis vierten Transistor 202-208 so, daß der Erregerstrom I gleich dem Befehlsstrom I_op wird. Nachdem der Befehlsstrom I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" ge schaltet wird, werden der erste und vierte Transistor 202, 208 zum Anlegen der Vorwärtsspannung an die untere Spule 34 eingeschaltet, sofern I < I_op = 0 zutrifft, d. h. bis der negative Erregerstrom abbricht.

Wenn das Ventil 12 vor einer Ventilschließanforderung korrekt in der Ventilöffnungsendstellung gehalten wird, bricht der negative Erregerstrom rasch ab, nachdem der Be fehlsstrom I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" geschaltet wird. Unter dieser Bedingung wird die Phase, während der erste und vierte Transistor 202, 208 angesteuert werden, nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op sehr kurz, wie es in Fig. 22A gezeigt ist.

Wenn während der Haltephase, während der das Ventil 12 in der Ventilöffnungsendstellung gehalten werden muß, dage gen eine Abweichung des Ventils 12 eintritt, d. h. wenn der untere Elektromagnet 26 und der Anker 22 während dieser Phase sich nicht in engem Kontakt befindet, wird der durch den unteren Elektromagneten 26 erzeugte magnetische Fluß Φ während der Haltephase klein. Der untere Elektromagnet 26 erzeugt daher eine kleine elektromotorische Gegenkraft, nachdem der der unteren Spule 34 zugeführte Befehlsstrom I_op auf den Gegenstrom I_N geschaltet worden ist. Nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op weist der durch die un tere Spule 34 fließende Erregerstrom I daher eine deutlich abnehmende Tendenz auf, wie es in Fig. 23B gezeigt ist.

Wenn der Erregerstrom I nach dem Schalten des Be fehlsstroms I_op auf den Gegenstrom I_N eine deutlich abneh mende Tendenz aufweist, wie es vorstehend erwähnt worden ist, wird der Erregerstrom I, bevor der Befehlsstrom I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" geschaltet wird, in negativer Richtung oder Rückwärtsrichtung groß, wie es in Fig. 23B gezeigt ist. Daher werden nach dem Schalten des Be fehlsstroms I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" der erste und vierte Transistor 202, 208 für eine lange Zeit angesteuert, wie es in Fig. 23A gezeigt ist.

Im System dieser Ausführungsform variiert die Länge der Zeitdauer der Ansteuerung des ersten und vierten Transi stors 202, 208 nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" stark in Abhängigkeit davon, ob das Ventil 12 vor der Ausgabe der Ventilschließanforderung kor rekt in der Ventilöffnungsendstellung gehalten wird. Wäh rend des Betriebs nach einer Ventilöffnungsabfrage ergibt sich die Änderung in der Länge der Transistoransteuerungs phase auch im vergleichbaren Schaltkreis für die obere Spu le 30. Daher kann das System dieser Ausführungsform auf der Basis des Betriebszustands des ersten und vierten Transi stors 202, 208 für die obere Spule 30 und die untere Spule 34 präzise bestimmen, ob eine Abweichung des Ventils 12 vor der Ventilöffnungs- oder Ventilschließanforderung eingetre ten ist.

Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wird präzi se bestimmt, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, nachdem der magnetische Fluß Φ im Anschluß an die Phase, während der die Abweichung wahrscheinlich eintritt, gegen einen ausreichend kleinen Wert konvergiert ist. Daher ermöglicht das Verfahren eine präzise Bestimmung, ob das Ventil 12 während des Ventilöffnungs- oder Ventilschließzy klus im Anschluß an die Ausgabe des Gegenstroms I_R im An sprechen auf eine Abweichung des Ventils 12 wieder in den Normalzustand zurückgekehrt ist.

Fig. 24 zeigt ein Flußdiagramm der Steuerungsroutine, die die Steuervorrichtung 44 ausführt, um die vorstehend erwähnte Funktion zu realisieren. Die Steuerungsroutine stellt eine Einrichtung zum Bestimmen des Haltezustands dar. Die Steuervorrichtung 44 führt diese Routine sowohl für die obere Spule 30 als auch die untere Spule 34 aus. Diese Routine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die ausgeführt wird, wenn ein Zyklus der Routine endet. Zu Beginn der Routine wird zunächst der Prozeß des Schritts 240 ausgeführt.

Im Schritt 240 bestimmt die Steuervorrichtung 44, ob der Befehlsstrom I_op zur Spule des Steuerungsobjekts (entweder die obere Spule 30 oder die untere Spule 34) vom Gegenstrom I_N auf "0" geschaltet wird. Wenn bestimmt wird, daß das Schalten nicht erfolgt ist, endet der momentane Zy klus der Routine unmittelbar ohne Ausführung eines weiteren Prozesses. Wenn im Schritt 240 dagegen bestimmt wird, daß das Schalten des Befehlsstroms I_op stattgefunden hat, wird mit dem Schritt 242 fortgefahren.

Im Schritt 242 wird ein Betriebszähler CON inkremen tiert. Der Betriebszähler CON ist ein Zähler zum Zählen der Zeitdauer, während der die Vorwärtstransistoren, d. h. der erste und vierte Transistor 202, 208, eingeschaltet sind.

Anschließend wird im Schritt 244 bestimmt, ob die vor stehend erwähnten Vorwärtstransistoren vom Ein-Zustand aus geschaltet worden sind. Wenn bestimmt wird, daß diese Zu standsschaltung nicht erfolgt ist, wird zum Schritt 242 zu rückgegangen. Wenn im Schritt 244 dagegen bestimmt wird, daß die Zustandsschaltung der Transistoren erfolgt ist, wird mit dem Schritt 246 fortgefahren.

Im Schritt 246 wird bestimmt, ob der Zählwert des Be triebszählers CON gleich oder größer ist als ein bestimmter Schwellenwert CFAIL. Wenn bestimmt wird, daß CON ≧ CFAIL nicht zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß das Ven til 12 normal arbeitet. In diesem Fall endet der momentane Zyklus der Routine ohne Ausführung eines weiteren Prozes ses. Wenn im Schritt 246 dagegen bestimmt wird, daß CON ≧ CFAIL zutrifft, kann davon ausgegangen werden, daß eine Ab weichung des Ventils 12 eingetreten ist. In diesem Fall wird mit dem Schritt 248 fortgefahren.

Im Schritt 248 bestätigt die Steuervorrichtung 44, daß der auf dem Gegenstrom I_R basierende Rückstellbetrieb nicht erfolgreich war und führt Steuerungsbetriebe durch, um mit der Abweichung des Ventils 12 fertig zu werden, d. h. einen Steuerungsbetrieb zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine, einen Steuerungsbetrieb zur Unterbrechung der Stromzuführung zum elektromagnetischen Ventil 10, und dergleichen. Nach dem Schritt 248 endet der momentane Zyklus der Routine.

Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme ist es mög lich, wenn die Zurückführung in den Normalzustand trotz des Rückstellsteuerungsbetriebs nicht erfolgreich war, unmit telbar die Abweichung des Ventils 12 zu erfassen und den Betrieb der Brennkraftmaschine an zuhalten, wenn eine derartige Abweichung erfaßt wird, ohne dabei einen Sensor und dergleichen zum direkten Überwachen des Betriebszustands des Ventils 12 zu benötigen. Daher er möglicht das System dieser Ausführungsform unter geringen Kosten die Realisierung der Funktion, daß der Fall vermie den wird, in dem die Brennkraftmaschine mit innerer Ver brennung weiterhin in Betrieb ist, obwohl eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist.

Obwohl die vorstehende Ausführungsform in Abhängigkeit von der Länge der Zeitdauer, während der die Vorwärtstran sistoren eingeschaltet sind, bestimmt, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, ist dieses Verfahren nicht auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen einer Ab weichung des Ventils 12 beschränkt. In der vorstehenden Ausführungsform variiert die Betriebszeit (die Einschalt zeit) in Abhängigkeit davon, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist, da die Änderungstendenz des Erreger stroms I, die sich nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op vom Haltestrom I_H auf den Gegenstrom I_N ergibt, in Abhän gigkeit davon variiert, ob eine Abweichung des Ventils 12 eingetreten ist.

Daher wäre es auch möglich, auf der Basis sowohl der Ände rungsrate des Erregerstroms I, die sich nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op vom Haltestrom I_H auf den Gegenstrom I_N einstellt, als auch des Erregerstroms I, der sich nach dem Schalten des Befehlsstroms I_op vom Gegenstrom I_N auf "0" einstellt, und dergleichen, zu bestimmen, ob eine Ab weichung des Ventils 12 eingetreten ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Ventils (12) einer Brennkraftmaschine, wo bei die Vorrichtung zum Antrieb des Ventils (12) eine durch einen Elektromagneten (24, 26) erzeugte elektromagnetische Kraft und eine durch ein elastisches Bauteil (18, 38) er zeugte Spannkraft kombiniert, mit
einer Anziehungsstromversorgungseinrichtung (44, 46) zur Versorgung des Elektromagneten (24, 26) mit einem An ziehungsstrom (I), um das Ventil (12) zum Elektromagneten (24, 26) hin anzuziehen, und mit
einer Abweichungserfassungseinrichtung (104, 194, 222, 232) zur Erfassung einer Abweichung (ΔL) des Ventils (12) von einer bestimmten Öffnungs- oder Schließstellung, gekennzeichnet durch:
eine Anziehungsstromerhöhungseinrichtung (130) zur Er höhung des im nächsten Ventilanziehungszyklus zu verwenden den Anziehungsstroms (I), wenn eine Abweichung (ΔL) erfaßt wird, und
eine Anziehungsstromverminderungseinrichtung (128) zur Verminderung des im nächsten Ventilanziehungszyklus zu ver wendenden Anziehungsstroms (I), wenn keine Abweichung (ΔL) erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine Gegenstromversorgungseinrichtung (122) zur Ver sorgung des Elektromagneten (24, 26) mit einem Gegenstrom (I_R), der größer ist als der Anziehungsstrom (I), nach der Erfassung einer Abweichung (ΔL).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Vorwärtsschaltkreis (200, 202, 208), der an den Elek tromagneten (24, 26) eine Spannung in Vorwärtsrichtung an legt,
einen Rückwärtsschaltkreis (200, 204, 206), der an den Elektromagneten (24, 26) eine Spannung in Rückwärtsrichtung anlegt, und
eine Schaltkreissteuereinrichtung (44, 200) zum selek tiven Ansteuern des Vorwärtsschaltkreises (200, 202, 208) und des Rückwärtsschaltkreises (200, 204, 206) so, daß ein durch den Elektromagneten (24, 26) fließender Erregerstrom (I) im wesentlichen einem bestimmten Befehlsstrom (I_OP) gleich wird,
wobei die Abweichungserfassungseinrichtung (222) eine Abweichung (ΔL) erfaßt, wenn die Spannung (V) zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagneten (24, 26) zu einem Zeitpunkt, an dem der Erregerstrom (I) zu halten oder zu erhöhen ist, kleiner ist als eine bestimmte Schwellenspan nung (V_TH).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Vorwärtsschaltkreis (200, 202, 208), der an den Elek tromagneten (24, 26) eine Spannung in Vorwärtsrichtung an legt,
einen Rückwärtsschaltkreis (200, 204, 206), der an den Elektromagneten (24, 26) eine Spannung in Rückwärtsrichtung anlegt, und
eine Schaltkreissteuereinrichtung (44, 200) zum selek tiven Ansteuern des Vorwärtsschaltkreises (200, 202, 208) und des Rückwärtsschaltkreises (200, 204, 206) so, daß ein durch den Elektromagneten (24, 26) fließender Erregerstrom (I) im Wesentlichen einem bestimmten Befehlsstrom (I_OP) gleich wird,
wobei die Abweichungserfassungseinrichtung (232) eine Abweichung (ΔL) erfaßt, wenn der Rückwärtsschaltkreis (200, 204, 206) zu einem Zeitpunkt, an dem der Erregerstrom (I) zu halten oder zu erhöhen ist, betätigt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungserfassungseinrichtung (194) eine Abwei chung (ΔL) erfaßt, wenn die Dichte (B) des durch den Elek tromagneten (24, 26) erzeugten magnetischen Flusses (Φ) zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil (12) am Elektromagneten (24, 26) zu halten ist, kleiner ist als ein bestimmter Wert (B_TH).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Rückwärtsschaltkreis (200, 204, 206), der an den Elektromagneten (24, 26) eine Spannung in Rückwärtsrichtung anlegt,
eine Entmagnetisierungsspannungsanlegeeinrichtung zum Ansteuern des Rückwärtsschaltkreises für eine bestimmte Zeitdauer zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil (12) vom Elektromagneten (24, 26) zu trennen ist, und
eine Haltezustandsbestimmungseinrichtung (246) zum Be stimmen, ob das Ventil (12) am Elektromagneten (24, 26) ge halten worden ist, auf der Basis des Zustands des durch den Elektromagneten (24, 26) fließenden Erregerstroms (I) nach der Ansteuerung des Rückwärtsschaltkreises (200, 204, 206).

7. Verfahren zur Steuerung des Öffnens und Schließens ei nes Ventils (12) einer Brennkraftmaschine mit innerer Ver brennung durch Kombination einer durch einen Elektromagne ten (24, 26) erzeugten elektromagnetischen Kraft und eine durch ein elastisches Bauteil (18, 38) erzeugten Spann kraft, wobei
der Elektromagnet (24, 26) mit einem An ziehungsstrom (I) versorgt wird, wenn das Ventil (12) zum Elektromagneten (24, 26) hin anzuziehen ist, und erfaßt wird, ob eine Abweichung (ΔL) des Ventils (12) von einer bestimmten Öffnungs- oder Schließstellung vorliegt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erhöhen des im nächsten Öffnungs-/Schließzyklus des Ventils (12) zu verwendenden Anziehungsstroms (I), wenn eine Abwei chung (ΔL) erfaßt wird, und
Vermindern des im nächsten Öffnungs-/Schließzyklus des Ventils (12) zu verwendenden Anziehungsstroms (I), wenn keine Abweichung (ΔL) erfaßt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt: Versorgen des Elektromagneten (24, 26) mit einem Ge genstrom (I_R), der größer ist als der Anziehungsstrom (I), nach der Erfassung einer Abweichung (ΔL).

9. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt:
selektives Anlegen einer Vorwärtsspannung und einer Rückwärtsspannung an den Elektromagneten (24, 26) so, daß ein durch den Elektromagneten (24, 26) fließender Erreger strom (I) im wesentlichen einem bestimmten Befehlsstrom (I_OP) gleich wird,
wobei eine Abweichung (ΔL) erfaßt wird, wenn die Span nung (V) zwischen den beiden Anschlüssen des Elektromagne ten (24, 26) zu einem Zeitpunkt, an dem der Erregerstrom (I) zu halten oder zu erhöhen ist, kleiner ist als eine be stimmte Schwellenspannung (V_TH).

10. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt:
selektives Anlegen einer Vorwärtsspannung und einer Rückwärtsspannung an den Elektromagneten (24, 26) so, daß ein durch den Elektromagneten (24, 26) fließender Erreger strom (I) im wesentlichen einem bestimmten Befehlsstrom (I_OP) gleich wird,
wobei eine Abweichung (ΔL) erfaßt wird, wenn die Rück wärtsspannung zu einem Zeitpunkt, an dem der Erregerstrom (I) zu halten oder zu erhöhen ist, an den Elektromagneten (24, 26) angelegt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung (ΔL) erfaßt wird, wenn die Dichte (B) des durch den Elektromagneten (24, 26) erzeugten magnetischen Flusses (Φ) zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil (12) am Elektromagneten (24, 26) zu halten ist, kleiner ist als ein bestimmter Wert (B_TH).

12. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Schritte:
Anlegen einer Rückwärtsspannung an den Elektromagneten (24, 26) für eine bestimmte Zeitdauer zu einem Zeitpunkt, an dem das Ventil (12) vom Elektromagneten (24, 26) zu trennen ist, und
Bestimmen, ob das Ventil (12) am Elektromagneten (24, 26) gehalten worden ist, auf der Basis des Zustands des durch den Elektromagneten (24, 26) fließenden Erregerstroms (I) nach dem Anlegen der Rückwärtsspannung an den Elektro magneten (24, 26).