DE69031822T2

DE69031822T2 - Saugluftsteuerungssystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE69031822T2
Application number: DE69031822T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Aota; Toshikazu Ina; Tokio Kohama; Yurio Nomura; Hideki Obayashi
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: EP0422502A1; US5080065A; DE69031822D1; EP0422502B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Luft-Einlaß-Steuerungs- System für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die Einlaß-Steuerungs-Ventile zusätzlich zu den üblichen Einlaßventilen aufweist, wobei die Einlaß-Steuerungs- Ventile in Einlaß-Kanälen, die zu Motor-Zylindern führen, entsprechend angeordnet sind.
Bei den Brennkraftmaschinen neigen verbrannte Gase während des Beginns eines Ansaug-Hubs dazu, von Zylindern oder von Abgas-Kanälen zu den Einlaß-Kanälen zurückzuströmen, und zwar aufgrund von Ventil-Überschneidungen. Ein solcher Rückfluß von verbranntem Gas vermindert die Ladungs-Wirksamkeit des Motors. Es ist bekannt, zusätzliche Ventile in Einlaß-Kanälen vorzusehen, um einen solchen Rückfluß von verbranntem Gas zu verhindern.
Eines der Systeme, die dem Stand der Technik entsprechen, weist Zusatz-Einlaß-Steuerungs-Ventile, die zu Motor-Zylindern führen bzw. Stellglieder zum Betreiben der Zusatz-Einlaß- Steuerungs-Ventile auf. Die Zusatz-Einlaß-Steuerungs-Ventile werden in Reaktion auf die Motor-Betriebsbedingungen, wie z.B. Motor-Drehzahl und Motor-Last, gesteuert. Die Zeit-Steuerungen des Öffnens und Schließens der Zusatz-Einlaß-Steuerungs-Ventile weisen gleiche Verhältnisse wie die entsprechenden Betriebs- Zyklen der Motor-Zylinder auf. Daher kann dieses System des Standes der Technik nicht ausreichend einen Fall bewältigen, bei dem die Motor-Zylinder unterschiedlichen Luft-Einlaß-Bedingungen ausgesetzt sind, zum Beispiel, einen Fall, bei dem die Luft- Durchfluß-Mengen in die entsprechenden Zylinder von Zylinder zu Zylinder unterschiedlich sind.
Die japanische veröffentlichte, ungeprüfte Patentanmeldung 63-65138 offenbart ein selbsttätiges Schlupf- Steuerungs-System, das Zusatz-Einlaß-Steuerungs-Ventile umfaßt. Bei dieser bekannten Einrichtung werden während der Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs, wenn ein Rad oder mehrere Räder des Fahrzeuges dem Schlupf unterworfen sind, die Zusatz- Einlaß-Steuerungs-Ventile aktiviert, um die Luft-Durchfluß-Mengen in entsprechende Motor-Zylinder zu steuern, um die Motor-Leistung zu steuern und so den Schlupf zu unterdrücken.
Weiters bezieht sich das Dokument DE-A-3810750 auf eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Mehrzahl von Drosselklappen im Luft-Einlaß-Kanal-System. Das Luft-Einlaß- Kanal-System umfaßt einen ersten Einlaß-Leitungs-Abschnitt gemeinsam für alle Motor-Zylinder, in dem eine Haupt- Drosselklappe angeordnet ist. In einem zweiten Einlaß-Leitungs- Abschnitt spaltet sich die Einlaß-Leitung auf in eine Anzahl von mehreren einzelnen Einlaß-Leitungen, die der Anzahl von Zylindern entspricht, wobei in jeder einzelnen eine weitere Drosselklappe angeordnet ist. Auf der Basis der Motor-Betriebsbedingungen, die in dem vorhergehenden Betriebs-Zyklus des Motors ermittelt wurden oder auf der Basis eines ermittelten Schlupfes eines Rades wird die Menge des Luft/Kraftstoff-Gemisches, das aufgenommen werden muß, modifiziert, indem die Position der einzelnen Drosselklappe eingestellt wird. Darüber hinaus werden Kennzahlen, die die individuellen Werte jedes Zylinders darstellen, für jeden einzelnen Zylinder gespeichert und dazu verwendet, die einzelnen Drosselklappen unabhängig voneinander in verschiedene Positionen zu drehen und so den individuellen Betriebswerten jedes Zylinders Rechnung zu tragen.
Darüber hinaus offenbart das Dokument GB-A-21223483 einen aufgeladenen Kompressions-Zündungs-Motor, in dessen Luft-Einlaß- Leitung zwischen dem Einlaßventil und dem Turbo-Lader ein Dreh- Ventil angeordnet ist. Das Dreh-Ventil ist mechanisch an die Motor-Kurbelwelle gekoppelt und wird von der Motor-Kurbelwelle angetrieben. Darüber hinaus können die Zeit-Steuerungen des Öffnens und Schließens des Dreh-Ventils mit einer konstanten Öffnungs-Zeit verstellt werden im Hinblick auf die Zeit-Steuerung des Öffnens und Schließens des Einlaßventils, die von der Motor- Last abhängen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Luft- Einlaß-Steuerungs-Verfahren und eine Vorrichtung, die die Luft- Menge, die in die entsprechenden Zylinder einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung strömt, genau steuern kann, zu schaffen.
Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Verfahren, das in Anspruch 1 definiert ist, und ein Vorrichtung, die in Anspruch 8 definiert ist, erfüllt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Diagramm eines Luft-Einlaß-Steuerungs-Systems entsprechend einer ersten Ausführungsvariante ist;
Fig. 2 ein Schnitt eines Einlaß-Steuerungs-Ventils und eines dazugehörigen Stellgliedes, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, ist;
Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie A - A der Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie B - B der Fig. 2 ist;
Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Motor-Drehzahl und der Zeit-Steuerung des Öffnens des Einlaß- Steuerungs-Ventils entsprechend der ersten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Motor-Drehzahl, der Motor-Last und der Zeit-Steuerung des Schließens der Einlaß-Steuerungs-Ventile entsprechend der ersten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals und dem Grad der Öffnung der Drosselklappe entsprechend der ersten Ausführungsvariante und dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 8 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das Öffnungs- und Schließ-Profile der Einlaß-Steuerungs-Ventile und der Einlaßventile, die bei einer niedrigen Motor-Drehzahl auftreten, entsprechend der ersten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 9 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das Öffnungs- und Schließ-Profile der Einlaß-Steuerungs-Ventile und der Einlaßventile, die bei einer hohen Motor-Drehzahl auftreten, entsprechend der ersten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm ist, das ein Frequenz-Band von Geräuschen, die vom Motor erzeugt werden, entsprechend der ersten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 11 ein Diagramm ist, das ein Frequenz-Band von Geräuschen, die von einem Motor erzeugt werden, zeigt;
Fig. 12 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das die Öffnungsund Schließ-Profile von Einlaß-Steuerungs-Ventilen und Einlaßventilen vor und nach dem Auftreten eines Schlupfs entsprechend der zweiten Ausführungsvariante des Luft-Einlaß- Steuerungs-Systems zeigt;
Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Schlupf- und Einlaß- Steuerungs-Programmes ist, das in der zweiten Ausführungsvariante durchgeführt wird.
Fig. 14 ein Diagramm ist, das zeitabhängige Schwankungen der Geschwindigkeiten angetriebener Räder bei der zweiten Ausführungsvariante und beim Stand der Technik zeigt.
Fig. 15 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das Variationen verschiedener Faktoren, die bei der Verzögerung auftreten, entsprechend einer dritten Ausführungsvariante des Luft-Einlaß- Steuerungs-Systems und nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 16 ein Flußdiagramm eines A/F(Luft-Kraftstoff- Verhältnis)-Steuerungs-Programmes ist, das in der dritten Ausführungsvariante durchgeführt wird;
Fig. 17 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Motor-Drehzahl und dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Korrektur- Voreilwinkel entsprechend der dritten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 18 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Korrektur-Koeffizienten und dem Druck im Motor zeigt;
Fig. 19 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das die Bedingungen des Einlaß-Steuerungs-Ventils und des Einlaßventils während der Verzögerung entsprechend der dritten Ausführungsvariante zeigt;
Fig. 20 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das Variationen verschiedener Faktoren, die während der Beschleunigung auftreten, entsprechend der dritten Ausführungsvariante und dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 21 ein Zeit-Ablauf-Diagramm ist, das Variationen verschiedener Faktoren, die während der Beschleunigung auftreten, entsprechend einer vierten Ausführungsvariante des Luft-Einlaß- Steuerungs-Systems und nach dem Stand der Technik zeigt.
Mit Bezug auf die Fig. 1 hat eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung 1 vier Zylinder (Erennräume) 5, 6, 7 und 8. Der Motor 1 ist mit einem Einlaß-Abschnitt 1a ausgestattet, der einen Einlaß-Steuerungs-Abschnitt 3 umfaßt. Der Einlaß- Steuerungs-Abschnitt 3 wird von einer elektronischen Steuerungs- Einheit (ECU) 4 gesteuert.
Einlaßventile 9, 10, 11 und 12 sind in den Brennräumen 5, 6, 7 und 8 entsprechend vorgesehen. Auslaßventile 13, 14, 15 und 16 sind in den Brennräumen 5, 6, 7 und 8 entsprechend vorgesehen. Die Einlaßventile 9 - 12 und die Auslaßventile 13 16 werden von einer Ausstoß-Kraft des Motors 1 über bekannte Ventil-Antriebs- Mechanismen (nicht gezeigt) betrieben.
Eine Drosselklappe 40 ist in einem Einlaß-Kanal, der in dem Einlaß-Abschnitt 1a definiert ist, angeordnet. Die Drosselklappe 40 wird von einem Stellglied 41 angetrieben. Im besonderen wird der Grad der Öffnung der Drosselklappe 40 durch das Stellglied 41 eingestellt. Das Stellglied 41 wird von der ECU 4 gesteuert.
In dem Einlaß-Abschnitt la verzweigt sich der Einlaß- Kanal in die Einlaß-Öffnungen 17, 18, 19 und 20 an einem Punkt stromabwärts der Drosselklappe 40. Die Einlaß-Öffnungen 17, 18, 19 und 20 führen zu den Zylindern 5, 6, 7 und 8. Der Einlaß- Steuerungs-Abschnitt 3 umfaßt Einlaß-Steuerungs-Ventile 21, 22, 23 und 24, die in den Einlaß-Öffnungen 17, 18, 19 und 20 vorgesehen sind. Die Einlaß-Steuerungs-Ventile 21, 22, 23 und 24 werden von Stellgliedern 25, 26, 27 und 28 angetrieben. Die Stellglieder 25, 26, 27 und 28 werden von der ECU 4 gesteuert. Die Öffnungs- und Schließ-Zeiten der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 können unabhängig voneinander gesteuert werden.
Ein Kurbelwinkel-Sensor 29 sendet ein Impuls-Signal aus, wenn Kolben (nicht gezeigt) in den Zylindern 5 - 8 die oberen Totpunkte erreichen. Ein Drehzahl-Sensor 30 sendet ein Signal aus, das die Drehzahl des Motors 1 darstellt. Verbrennungs- Sensoren 31 senden Signale aus, die die Verbrennungs-Bedingungen in den Zylindern 5 - 8 entsprechend darstellen. Die Verbrennungs- Sensoren 31 können Druck-Sensoren in den Zylindern 5 - 8, Drehmoment-Sensoren oder Klopf-Sensoren sein. Fluß-Raten-Sensoren 32 senden Signale aus, die die Luft-Durchfluß-Mengen in die entsprechenden Zylinder 5 - 8 darstellen. Die Fluß-Raten-Sensoren 32 sind an den Stellen der Einlaß-Öffnungen 17 - 20 stromabwärts der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 vorgesehen. Die Fluß-Raten- Sensoren 32 können Druck-Sensoren in den Einlaß-Öffnungen 17 - 20 sein. Ein Last-Sensor 33 sendet ein Signal aus, das eine Last auf den Motor 1 darstellt. Der Last-Sensor 33 kann ein Drossel-Sensor sein, der die Position der Drosselklappe 40 ermittelt oder er kann ein Beschleunigungs-Sensor sein, der die Position eines Gaspedals (nicht gezeigt) ermittelt. Ein Geräusch-Sensor 34 sendet ein Signal aus, welches ein Geräusch darstellt, das vom Motor 1 erzeugt wird. Der Geräusch-Sensor 34 kann durch einen Vibrations-Sensor ersetzt werden, der die Vibration, die sich auf den Motor 1 bezieht, ermittelt. Ein Emissions-Sensor 35 sendet ein Signal aus, das die Bedingungen der Emission vom Motor 1 darstellt. In dem Fall, in dem der Motor 1 ein Fahrzeug antreibt, sind Fahrzeug-Rad-Geschwindigkeits-Sensoren 30A vorgesehen, die Signale aussenden, die die Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs darstellen.
Ein Kraftstoff-Einspritz-Abschnitt 36 umfaßt Kraftstoff- Einspritzdüsen, die dazu dienen, Kraftstoff in die Einlaß- Öffnungen 17, 18, 19 und 20 in Mengen einzuspritzen, die von der ECU 4 entsprechend gesteuert werden. Ein Zündungs-Abschnitt 37 umfaßt Zündkerzen, die mit den Zylindern 5 - 8 entsprechend verbunden sind. Die Zeit-Steuerung des Auftretens von Funken in den Zylindern 5 - 8 wird durch ein von der ECU 4 gespeistes Steuerungs-Signal zum Zündungs-Abschnitt 37 gesteuert. Ein Lader 38 dient dazu, Luft in einer größeren Menge in die Zylinder 5 - 8 einzuführen. Der Lader 38 umfaßt einen Kompressor oder ein Gebläse, das in dem Einlaß-Kanal stromaufwärts der Drosselklappe 40 vorgesehen ist. Der Lader 38 wird von der ECU 4 gesteuert. Eine Heiz-Vorrichtung 42 dient zum Erwärmen der Luft in dem Teil des Einlaß-Kanals, der stromaufwärts des Kompressions-Teils des Laders 38 liegt. Die Heiz-Vorrichtung 42 wird von der ECU 4 gesteuert. Ein Temperatur-Sensor 43 sendet ein Signal aus, das die Kühlflüssigkeits-Temperatur des Motors 1 darstellt.
Die ECU 4 umfaßt einen Mikrocomputer mit einer logischen Verarbeitungseinheit, die aus einer Kombination einer CPU 4A, eines ROM 48 und eines RAM 4C besteht. Die ECU 4 umfaßt auch einen Input/Output (I/O)-Abschnitt 4E. Die CPU 4A, das ROM 48, das RAM 4C und der I/O-Abschnitt 4E sind untereinander über einen Bus 4D verbunden. Die ECU 4 umfaßt eine Lern-Steuerungs- Vorrichtung 39, die mit dem I/O-Abschnitt 4E verbunden ist. Die Lern-Steuerungs-Vorrichtung 39 ermöglicht es der ECU 4, die Lern- Steuerung in Reaktion auf die Bedingungen des Motors 1 auszuführen. Der I/O-Abschnitt 4E erhält die Ausgangs-Signale von den Sensoren 29 - 35 und 43. Der I/O-Abschnitt 4E sendet Steuerungs-Signale an die Vorrichtungen 25 - 28, 36 - 38, 41 und 42 aus. Die ECU 4 verarbeitet die Ausgangs-Signale von den Sensoren 29- 35 und 43 und erzeugt das Steuerungs-Signal an die Vorrichtungen 25 - 28, 36 - 38, 41 und 42 auf der Basis der Ausgangs-Signale vom Sensor.
Die Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 haben eine ähnliche Struktur. Die Stellglieder 25 - 28 haben eine ähnliche Struktur. Daher werden nur ein Paar der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 und das Stellglied 25 detailliert beschrieben werden.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt das Einlaß- Steuerungs-Ventil 21 ein Ventil-Element 61, das in der Einlaß- Öffnung 17 vorgesehen ist, und einen Ventil-Schaft 51, der diametral in die Einlaß-Öffnung 17 hineinragt. Das Ventil-Element 61 hat die Form einer Scheibe, wobei der Durchmesser etwas größer oder ungefähr gleich ist wie der Durchmesser der Einlaß-Öffnung 17. Ein Teil des Schaftes 51 hat einen halbkreisförmigen Querschnitt, der in die Einlaß-Öffnung 17 hineinragt. Der Rest des Schaftes 51 hat einen Kreis-Querschnitt. Die Ventil-Scheibe 61 ist auf dem halbkreisförmigen Teil des Schaftes 51 mit Schrauben 57 und 59 befestigt. Der Schaft 51 ist mit Lagern 53 und 55 drehbar angebracht. Daher kann sich die Ventil-Scheibe 61 um die Achse des Schaftes 51 drehen.
Die Wandungen, die die Einlaß-Öffnung 17 festlegen, haben eine ringförmige Stufe 17a, die einen Ventil-Sitz für die Ventil- Scheibe 61 bildet. In einer geschlossenen Stellung der Ventil- Scheibe 61 kommt die Kante der Ventil-Scheibe 61 in Berührung mit dem Ventil-Sitz 17a und blockiert die Einlaß-Öffnung 17. In dieser geschlossenen Stellung bildet die Ventil-Scheibe 61 einen vorbestimmten Winkel θ, zum Beispiel einen Winkel von 67,5 Grad in bezug auf die Achse der Einlaß-Öffnung 17. Diese Konstruktion wird durch die entsprechende Wahl der Stellung der Stufe 17a und des Durchmessers der Ventil-Scheibe 61 ausgeführt. Wenn sich die Ventil-Scheibe von der geschlossenen Stellung wegbewegt, erhöht sich der Grad der Öffnung durch die Ventil-Scheibe 61. Wenn sich die Ventil-Scheibe 61 zu einer Stellung hin bewegt, in der die Ventil-Scheibe 61 parallel zu der Achse der Einlaß-Öffnung 17 liegt, wird der Grad der Öffnung durch die Ventil-Scheibe 61 maximiert. Diese Stellung stimmt mit einer vollkommen geöffneten Stellung der Ventil-Scheibe 61 überein.
Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt, hat das Stellglied 25 ein Gehäuse 63. Das Stellglied 25 umfaßt einen Schrittmotor vom PM-Typ. Das Gehäuse 63 nimmt einen Schaft 65, einen Permanentmagneten 67 und Wicklungen 71, 72, 73 und 74 auf. Der Schaft 65 ist mit dem Schaft 51 verbunden. Der Schaft 65 kann mit dem Schaft 51 ein Ganzes bilden. Der Permanentmagnet 67 hat die Form eines Zylinders, der auf dem Schaft 65 befestigt ist und sich konzentrisch um den Schaft 65 erstreckt. Die Wicklungen 71 - 74 sind in einer 4-poligen 2-Phasen-Konfiguration angeordnet, die den Permanentmagneten 67 umschließt. Die Wicklungen 71 - 74 umfassen 4 Email-Leiter, die in einer monofilaren Art und Weise um die Kerne 71a, 72a, 73a und 74a gewunden sind. Die Kerne 71a - 74a sind mit Schrauben 77 an dem Gehäuse 63 befestigt.
Die Wicklungen 71 und 72 stehen einander diametral gegenüber und haben eine erste gemeinsame Phase. Die Wicklungen 71 und 72 können eine stabile offene Stellung der Vehtil-Scheibe 61 festlegen. Die Wicklungen 73 und 74 stehen einander diametral gegenüber und haben eine zweite gemeinsame Phase. Die Wicklungen 73 und 74 können eine stabile geschlossene Stellung der Ventil- Scheibe 61 festlegen. Ein Paar von Wicklungen 71 und 72 und ein Paar von Wicklungen 73 und 74 sind winkelförmig in einem Winkel von 90 Grad gegeneinander verschoben. Die Ventil-Scheibe 61 kann sich in einem dem vorbestimmten Winkel 8 entsprechenden Winkel- Bereich drehen. Der vorbestimmte Winkel 8 wird so ausgewählt, daß er kleiner ist als der Verschiebungs-Winkel zwischen den Wicklungs-Paaren, das heißt, ein Winkel von 90 Grad.
Wenn die ECU 4 die Wicklungen 71 und 72 mit Energie versorgt, dann erzeugen die Wicklungen 71 und 72 Magnet-Flüsse, die den Permanentmagneten 67 drehen. Wenn sich der Permanentmagnet 67 dreht, drehen sich die Schäfte 51 und 65, und auch die Ventil-Scheibe 61 dreht sich aus ihrer geschlossenen Stellung. Dann stoppt der Permanentmagnet 67 in einer stabilen Stellung, die von den Wicklungen 71 und 72 bestimmt wurde. Diese Stellung entspricht der vollständig offenen Stellung der Ventil- Scheibe 61.
Wenn die ECU 4 die Wicklungen 73 und 74 mit Energie versorgt, erzeugen die Wicklungen 73 und 74 Magnet-Flüsse, die den Permanentmagneten 67 drehen. Wenn sich der Permanentmagnet 67 dreht, drehen sich die Schäfte 51 und 65, und auch die Ventil- Scheibe 61 dreht sich aus ihrer vollständig offenen Stellung. Dann stoppt die Ventil-Scheibe 61 in ihrer geschlossenen Stellung, wenn die Ventil-Scheibe 61 auf den Ventil-Sitz 17a trifft.
Wie in der Fig. 2 gezeigt wird, ist ein Drehzahl-Sensor 79 mit einem Ende des Schaftes 51 verbunden. Der Drehzahl-Sensor 79 dient dazu, die Drehzahl der Ventil-Scheibe 61 festzustellen. Der Drehzahl-Sensor 79 umfaßt einen Permanentmagneten, der an dem Schaft 51 befestigt ist, sowie Wicklungen, die den Permanentmagneten umschließen Wenn sich der Schaft 51 und die Ventil-Scheibe 61 drehen, dann erzeugen die Wicklungen ein elektrisches Signal, das die Rotation der Ventil-Scheibe 61 darstellt. Das elektrische Signal wird von dem Drehzahl-Sensor 79 an die ECU 4 ausgegeben und wird bei verschiedenen Arten der Einlaß-Steuerung durch die ECU angewendet.
Die ECU 4 berechnet Luft-Durchfluß-Mengen in die Zylinder 5 - 8 auf der Basis der von den Fluß-Raten-Sensoren 32 ausgegebenen Signale bzw. Instruktions-Signale für die Zeit- Steuerung des Öffnens und Schließens der Einlaß-Steuerungs- Ventile 22 - 24, die an die Stellglieder 25 - 28 ausgegeben werden. Die ECU 4 steuert die Kraftstoff-Einspritzdüsen des Kraftstoff-Einspritz-Abschnitts 36 in Reaktion auf die berechneten Luft-Durchfluß-Mengen, so daß die Mengen des Kraftstoffs, die über die Kraftstoff-Einspritzdüsen eingespritzt werden, entsprechend den berechneten Luft-Durchfluß-Mengen verändert werden können.
Die ECU 4 bestimmt gewünschte Öffnungs-Zeit-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 auf der Basis des vom Motor-Drehzahl-Sensor 30 ausgesandten Signals. Wie in der Fig. 5 gezeigt, erhöhen sich die gewünschten Öffnungs-Zeit-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24, die als Kurbel- Voreilwinkel in Beziehung zu den oberen Totpunkten dargestellt sind, wenn die Motor-Drehzahl ansteigt.
Die ECU 4 steuert auch die Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 wie folgt. Im allgemeinen wird die Einlaß-Durchfluß-Menge durch das Produkt aus der Luftdichte und der Einlaß-Zeit bestimmt. Die Luftdichte wird mit der Drosselklappe 40 eingestellt. Um einen Pumpverlust, der durch die Einrichtung der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 entsteht, zu reduzieren, werden die Einlaß-Zeiten für die Zylinder 5 - 8 von den Einlaß-Steuerungs-Ventilen 21 - 24 entsprechend der Motor-Last eingestellt. Im besonderen, wie in der Fig. 6 gezeigt, werden Basis-Komponenten der gewünschten Schließ-Zeitpunkt- Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24, die als Kurbel-Voreilwinkel in Beziehung zu den oberen Totpunkten dargestellt werden, als eine Funktion der Motor-Last und der Motor-Drehzahl variiert (abgeändert). Wie in der Fig. 7 gezeigt, hat das Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals, das heißt, die Motor-Last, eine vorbestimmte Beziehung zu dem Grad der Öffnung der Drosselklappe 40.
Die Fig. 8 zeigt Öffnungs- und Schließ-Profile der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 und Öffnungs- und Schließ- Profile der Einlaßventile 9 - 12, die bei einer niedrigen Motor- Drehzahl auftreten. In diesem Fall beginnen sich die Einlaß- Steuerungs-Ventile 21 - 24 an den oberen Totpunkten zu öffnen und bewegen sich zu ihren geschlossenen Stellungen, bevor die entsprechenden Einlaßventile 9 - 12 vollständig geschlossen sind.
Die Fig. 9 zeigt Öffnungs- und Schließ-Profile der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 sowie Öffnungs- und Schließ- Profile der Einlaßventile 9 - 12, die bei einer hohen Motor- Drehzahl auftreten. In diesem Fall beginnen sich die Einlaß- Steuerungs-Ventile 21 - 24 zu öffnen, bevor die entsprechenden Einlaßventile 9 - 12 geöffnet werden, und sie bewegen sich zu ihren geschlossenen Stellungen, nachdem die entsprechenden Einlaßventile 9 - 12 vollständig geschlossen sind. Bei einer derartig hohen Motor-Drehzahl können die Einlaß-Steuerungs- Ventile 21 - 24 kontinuierlich vollständig offen gehalten werden.
Die gewünschten Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß- Steuerungs-Ventile 21 - 24 haben verschiedene Korrektur- Komponenten zusätzlich zu den Basis-Komponenten. Wie später erläutert werden wird, werden die Korrektur-Komponenten auf der Basis verschiedener Parameter, wie Betriebsbedingungen des Motors 1 und Betriebsbedingungen der Zylinder 5 - 8, bestimmt. Da die Korrektur-Komponenten von Zylinder zu Zylinder variiert werden können, können alle Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß- Steuerungs-Ventile 21 - 24 für die Zylinder 5 - 8 entsprechend optimiert werden, sogar dann, wenn die Zylinder 5 - 8 verschiedenen Bedingungen unterworfen sind. Die optimalen Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 -24 resultieren in optimalen Luft-Durchfluß-Mengen in die Zylinder 5 - 8.
Im besonderen wird die gewünschte Schließ-Zeitpunkt- Steuerung jedes der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24, die als ein Voreil-Winkel TC in Beziehung zu den oberen Totpunkten dargestellt ist, mit Bezug auf die folgende Gleichung berechnet:
TC = TCBSE + TTC + FTC + TRTC + BTC + NTC + NETC + TDC (1)
in der TCBSE einen Voreil-Winkel entsprechend einer Basis- Komponente der gewünschten Schließ-Zeitpunkt-Steuerung des entsprechenden Einlaß-Steuerungs-Ventils, das in der Fig. 6 gezeigt wird, bezeichnet; TTC bezeichnet einen Korrektur- Voreilwinkel in Beziehung zum Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das während einesübergangs-Zeitraums bewirkt wird; FTC bezeichnet einen Korrektur-Voreilwinkel in Beziehung zu der Gemisch- Verbrennungs-Temperatur; TRTC bezeichnet einen Voreil-Winkel in Beziehung zur Beschleunigungs-Schlupf (Traktions)-Steuerung, die in dem Fall eingesetzt wird, in dem der Motor 1-ein Fahrzeug antreibt; BTC bezeichnet einen Voreil-Winkel in Beziehung zur Luft-Einlaß-Steuerung für den Bremsvorgang, der während der - Verzögerung durchgeführt wird; NTC bezeichnet einen Korrektur- Voreilwinkel in Beziehung zum Auftreten des Klopfens; NETC bezeichnet einen Korrektur-Voreilwinkel zur Steuerung des Ausgleichs der Luft-Durchfluß-Mengen in die Zylinder 5 - 8; und TDC bezeichnet einen Korrektur-Voreilwinkel zum Kompensieren einer Alterungs-Verschiebung des entsprechenden Stellgliedes.
Die ECU 4 steuert die Stellglieder 25 - 28 derart, daß die tatsächlichen Öffnungs-Zeit-Steuerungen der Einlaß- Steuerungs-Ventile 21 - 24 mit den gewünschten Öffnungs-Zeit- Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 übereinstimmen und daß die tatsächlichen Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 mit den gewünschten Schließ- Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 übereinstimmen. Wie aus der Gleichung (1) klar geworden ist, werden die Schließ-Zeitpunkt-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs- Ventile 21 - 24 variiert als Funktionen der Faktoren NETC, die derart konstruiert sind, daß sie die Luft-Durchfluß-Mengen in die Zylinder 5 - 8 ausgleichen. Die Werte der Faktoren NETC werden entsprechend den Luft-Durchfluß-Mengen in die Zylinder 5 - 8 festgesetzt, die von den Fluß-Raten-Sensoren 32 bestimmt werden. Die Betätigung der Faktoren NETC verhindert Probleme wie die Reduktion der Drehmoment-Leistung vom Motor 1, Vibrationen und Einlaß-Geräusche, die entstehen können, wenn die Luft-Durchfluß- Mengen in die Zylinder 5 - 8 unterschiedlich sind.
Wie in der Fig. 10 gezeigt wird, kann die Steuerung des Ausgleichs der Luft-Durchfluß-Mengen den Pegel der 1/4-Bruchteil- Einlaß-Geräusch-Komponenten, die an die Einlaß-Geräusch- Komponenten erster Ordnung, zweiter Ordnung und dritter Ordnung angrenzen, reduzieren.
Fig. 11 soll den Vorteil der Geräusch-Reduktion, die in Fig. 10 gezeigt wird, klar machen. Fig. 11 zeigt die Pegel der Einlaß-Geräusch-Komponenten, die in Fällen auftreten, bei denen eine solche Steuerung des Ausgleichs der Luft-Durchfluß-Mengen nicht stattfindet und die Luft-Durchfluß-Mengen sich voneinander unterscheiden. Wie in der Fig. 11 gezeigt wird, haben die 1/4- Bruchteil-Einlaß-Geräusch-Komponenten, die an die Einlaß- Geräusch-Komponenten erster Ordnung, zweiter Ordnung und dritter Ordnung angrenzen, signifikante Pegel.
Eine zweite Ausführungsvariante dieser Erfindung ist ähnlich der Ausführungsvariante der Fig. 1 - 10 mit Ausnahme einer Konstruktion, auf die später eingegangen werden wird. Die zweite Ausführungsvariante wird in Fällen angewendet, in denen der Motor 1 ein Fahrzeug antreibt. Die zweite Ausführungsvariante führt die Traktions-Steuerung des Fahrzeugs durch, indem sie die Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 regelt.
Das Fahrzeug ist mit Rädern ausgestattet, die von dem Motor 1 angetrieben werden. Die Drehzahl von mindestens einem der angetriebenen Räder wird von einem Drehzahl-Sensor 30A überwacht. Dieser Drehzahl-Sensor informiert eine ECU 4 über die überwachte Drehzahl des angetriebenen Rades. Ein Geschwindigkeits-Sensor (nicht gezeigt) überwacht die Geschwindigkeit der Fahrzeug- Karosserie. Dieser Geschwindigkeits-Sensor informiert die ECU 4 über die überwachte Fahrzeug-Geschwindigkeit. Ein Gier-Raten- Sensor (nicht gezeigt) überwacht die Gier-Rate der Fahrzeug- Karosserie. Der Gier-Raten-Sensor informiert die ECU 4 über die überwachte Gier-Rate der Fahrzeug-Karosserie. Die Gier-Rate kann von der ECU aus der Differenz zwischen den Drehzahlen der rechten und der linken Fahrzeug-Räder, die von den Drehzahl-Sensoren 30A geliefert werden, berechnet werden.
Die Fig. 12 zeigt Öffnungs- und Schließ-Profile der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 sowie Öffnungs- und Schließ- Profile der Einlaßventile 9 - 12. In Fällen, in denen ein Schlupf der Fahrzeug-Räder zu einem Zeitpunkt A der Fig. 12 auftritt, schließt die ECU 4 das Einlaß-Steuerungs-Ventil 21 für einen #1- Zylinder (ein Zylinder 5) in einem frühen Stadium, indem sie ein Schlupf- und Einlaß-Steuerungs-Programm ausführt und indem sie einen Korrekturfaktor TRTC der Gleichung (1) berechnet.
Die Fig. 13 ist ein Flußdiagramm des Schlupf- und Einlaß- Steuerungs-Programmes. Wie in der Fig. 13 gezeigt wird, berechnet ein erster Schritt 100 des Programms das Schlupf-Verhältnis 5 mit Bezug auf die Gleichung "S = (VR - VC) / VR", wobei VC die Fahrzeug-Geschwindigkeit bezeichnet und VR die gefahrene Rad- Geschwindigkeit bezeichnet. Ein Schritt 110, der auf Schritt 100 folgt, vergleicht die gemessene Gier-Rate und eine gewünschte Gier-Rate. Ein Schritt 120, der auf Schritt 110 folgt, berechnet das Soll-Schlupf-Verhältnis SM mit Bezug auf die Gleichung "SM = SMB - ΔSM", wobei SMB ein Soll-Schlupf-Verhältnis für die Geradeaus-Bewegung des Fahrzeugs bezeichnet, und ASM einen Wert bezeichnet, der von der gemessenen Gier-Rate bestimmt wird. Ein Schritt 130, der auf Schritt 120 folgt, vergleicht die Schlupf- Verhältnisse S und SM, die von den Schritten 100 und 120 geliefert werden. Wenn das Schlupf-Verhältnis S größer ist als das Schlupf-Verhältnis SM, dann schreitet das Programm zu einem Schritt 140 fort. Wenn das Schlupf-Verhältnis S kleiner ist als das Schlupf-Verhältnis SM, dann kehrt das Programm zu dem ersten Schritt 100 zurück.
Schritt 140 berechnet eine Soll-Geschwindigkeit VM mit Bezug auf die Gleichung "VM = J C VC + VO", wobei J einen Koeffizienten, der ungefähr im Bereich von 1,1 bis 2,0 liegt und der vom Schlupf-Verhältnis 5 abhängt, bezeichnet; VC bezeichnet die Fahrzeug-Geschwindigkeit; und VO bezeichnet einen Sicherheits-Geschwindigkeits-Wert oder einen Korrektur-Wert, der von dem Lern-Verfahren bestimmt wird. Ein Schritt 150, der auf Schritt 140 folgt, berechnet die Differenz AV zwischen der Soll- Geschwindigkeit VM und der Antriebs-Rad-Geschwindigkeit VR mit Bezug auf die Gleichung "AV = VM - VR". Ein Schritt 160, der auf Schritt 150 folgt, berechnet einen Voreilwinkel TRTC, der in der Gleichung (1) verwendet wird. Im besonderen wird der Voreilwinkel TRTC berechnet, indem Bezug auf die Gleichung "TRTC = TRTCB + TRTCO" genommen wird, wobei TRTCB einen Wert bezeichnet, der sich erhöht, wenn die Differenz AV größer wird, und TRTCO einen Korrektur-Wert bezeichnet, der durch den Lern-Vorgang bestimmt und periodisch während der Schlupf-Steuerung auf den neuesten Stand gebracht wird. Ein Schritt 170, der auf Schritt 160 folgt, bestimmt, welcher der #l - #4-Zylinder (die Zylinder 5 - 8) als nächster Luft ansaugen wird. Ein Schritt 180, der auf Schritt 170 folgt, setzt den Voreilwinkel TRTC fest, der in Schritt 160 in der Gleichung (1) geliefert wird, bestimmt die gewünschte Schließ-Zeit-Steuerung TC des Einlaß-Steuerungs-Ventils des Zylinders, die in Schritt 170 ermittelt wurde und steuert das Stellglied, das in Beziehung mit dem Einlaß-Steuerungs-Ventil steht, in Reaktion auf die gewünschte Schließ-Zeit-Steuerung TC. Der Arbeitsvorgang in Schritt 180 erzeugt eine Vorverstellung in der Zeit-Steuerung des Schließens des Einlaß-Steuerungs-Ventils des Zylinders, der in Schritt 170 ermittelt wurde. Die Vorverstellung in der Ventil-Schließ-Zeit-Steuerung reduziert die Luft-Durchfluß-Menge in den Zylinder, wobei sie die Ausstoß-Kraft vom Motor 1 verringert und dabei den Schlupf der Fahrzeug-Räder unterdrückt. Nach Schritt 180 kehrt das Programm zum ersten Schritt 100 zurück.
Das Programm entsprechend der Fig. 13 wird periodisch wiederholt, so daß die Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 regelmäßig der zuvor erwähnten Steuerung der Ventil-Schließ-Zeit- Steuerung unterworfen sind. Die Zeit-Steuerungen des Schließens der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24 werden unabhängig voneinander gesteuert. Wie in der Fig. 14 gezeigt, ermöglicht es diese Steuerung der Einlaß-Steuerungs-Ventile 21 - 24, daß sich die gefahrene Rad-Geschwindigkeit rasch in einem Soll- Geschwindigkeits-Bereich bewegen kann.
Eine dritte Ausführungsvariante dieser Erfindung ist ähnlich der Ausführungsvariante der Fig. 1 - 10 mit Ausnahme einer Konstruktion, auf die später eingegangen werden wird. Die dritte Ausführungsvariante führt die A/F-Verhältnis-(Luft- Kraftstoff-Verhältnis)-Steuerung für einen Motor 1 durch.
Die Beziehung zwischen einer Drosselklappe und einem Gaspedal in der dritten Ausführungsvariante isß ähnlich jener in der ersten Ausführungsvariante Im besonderen verändert sich in der dritten Ausführungsvariante, wie in der Fig. 7 gezeigt wird, der Grad der Öffnung einer Drosselklappe 40 mit dem Ausmaß des Niederdrückens eines Gaspedals in einem Umfang, der vom Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals abhängt. Bei einem Bereich von niedrigen Werten des Ausmaßes des Niederdrückens des Gaspedals erhöht sich der Grad der Öffnung der Drosselklappe 40 mit dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals in großen Raten. In einem Bereich von mittleren Werten des Ausmaßes des Niederdrückens des Gaspedals, erhöht sich der Grad der Öffnung der Drosselklappe 40 mit dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals in mittleren Raten. In einem Bereich von großen Werten des Ausmaßes des Niederdrückens des Gaspedals erhöht sich der Grad der Öffnung der Drosselklappe 40 mit dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals in kleinen Raten.
In der dritten Ausführungsvariante, wenn das Gaspedal teilweise ausgelassen oder zurückgeführt wird, um den Motor 1 zu verzögern, nimmt der Grad der Öffnung der Drosselklappe 40 entsprechend der Beziehung von Fig. 7 bis zu einem Wert von etwa 60% ab und bleibt zeitweise auf diesem Wert stehen, so daß verhindert wird, daß sich die Drosselklappe 40 abrupt schließt, wie in der Fig. 15 gezeigt wird. Der Wert von etwa 60% ist viel größer als jener, der aus dem Stand der Technik bekannt ist. Nachdem das A/F-Verhältnis stabil geworden ist, beginnt sich die Drosselklappe 40 wieder zu seiner vollständig geschlossenen Stellung (siehe Fig. 15) hin zu bewegen. Daher ist es während der Verzögerung des Motors 1 möglich, eine plötzliche Reduktion des Einlaß-Luftstroms zu verhindern, welche eine übermäßig fette Mischung verursachen würde. Auf diese Weise kann während der Verzögerung des Motors 1 das A/F-Verhältnis in einem guten Bereich gehalten werden. Dies wird auch durch die folgende A/F- Verhältnis-Steuerung gewährleistet.
Fig. 16 ist ein Flußdiagramm eines A/F-Verhältnis- Steuerungs-Programmes, das von einer ECU 4 durchgeführt wird. Wie in der Fig. 16 gezeigt wird, vergleicht ein erster Schritt 610 des Programmes einen ermittelten Drucks ΔPN im Motor 1 mit einem vorbestimmten Druck ΔPL, um festzustellen, ob es erforderlich ist, den Motor zu beschleunigen oder nicht. Wenn der Druck ΔPN höher ist als der Druck ΔPL, das heißt, wenn der Motor 1 beschleunigt werden muß, schreitet das Programm zu einem Schritt 630 fort. Andernfalls schreitet das Programm zu einem Schritt 720 fort.
Schritt 630 liest die Werte einer Einlaß-Steuerungs- Ventil-Öffnungs-Zeit-Steuerung TOBSE, einer Einlaß-Steuerungs- Ventil-Schließ-Zeit-Steuerung TCBSE und den Grad TS der Öffnung der Drosselklappe 40. Ein Schritt 640, der auf Schritt 630 folgt, bestimmt einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Korrektur- Voreilwinkel TTCBSE auf der Basis der Drehzahl des Motors 1 mit Bezug auf eine Tabelle wie in der Fig. 17 gezeigt. Nach dem Schritt 640 schreitet das Programm zu einem Schritt 650 forü.
Schritt 650 bestimmt einen Korrektur-Koeffizienten Kl auf der Basis des Druckes ΔPN mit Bezug auf eine vorbestimmte funktionelle Beziehung, die in der Fig. 18 gezeigt wird. Ein Schritt 660, der auf Schritt 650 folgt, berechnet einen Beschleunigungs-Korrektur-Voreilwinkel TTC mit Bezug auf die Gleichung sich "TTC = K1 TTCBSE". Ein Schritt 670, der auf Schritt 660 folgt, bestimmt, welcher der #1 - #4 Zylinder (Zylinder 5 - 8) als nächster Luft ansaugen wird. Ein Schritt 680, der auf Schritt 670 folgt, setzt den Korrektur-Voreilwinkel TTC, der von Schritt 660 in Gleichung (1) geliefert wird, fest, bestimmt die gewünschte Schließ-Zeit-Steuerung TC des Einlaß- Steuerungs-Ventils des Zylinders, die in Schritt 670 ermittelt wurde und steuert das Stellglied, das in Beziehung zu dem Einlaß- Steuerungs-Ventil steht, in Reaktion auf die gewünschte Schließ- Zeit-Steuerung TC. Während der Beschleunigung des Motors 1 erzeugt der Schritt 680 eine Vorverstellung in der Schließ-Zeit- Steuerung des Einlaß-Steuerungs-Ventils. Wie in der Fig. 20 gezeigt wird, verhindert diese Vorverstellung in der Ventil- Schließ-Zeit-Steuerung eine abrupte Erhöhung der Einlaß-Luft- Durchfluß-Menge, die eine übermäßig magere Mischung verursachen würde. In der Fig. 20 bezeichnen in bezug auf den Drossel- Öffnungs-Grad, die Luft-Durchfluß-Menge und das A/F-Verhältnis die durchgehenden Linien die Kennzahlen der dritten Ausführungsvariante, während die durchbrochenen Linien die entsprechenden Kennzahlen der Anordnungen nach dem Stand der Technik bezeichnen.
Zurückkehrend zu der Fig. 16 ermittelt ein Schritt 690, der auf Schritt 630 folgt, den gegenwärtigen Druck ΔPN. Ein Schritt 700, der auf Schritt 690 folgt, vergleicht den Druck ΔPN mit dem vorbestimmten Druck ΔPL. Wenn der Druck ΔPN höher ist als der Druck ΔPL, das heißt, wenn der Motor 1 immer noch beschleunigt werden muß, kehrt das Programm zu Schritt 650 zurück. Andernfalls ist das Programm beendet.
Schritt 720 liest die Werte einer Eingangs-Steuerungs- Ventil-Öffnungs-Zeit-Steuerung TOBSE, einer Einlaß-Steuerungs- Ventil-Schließ-Zeit-Steuerung TCBSE und den Grad TS der Öffnüng der Drosselklappe 40. Ein Schritt 730, der auf Schritt 720 folgt, bestimmt einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Korrektur- Voreilwinkel TTCBSE auf der Basis der Drehzahl des Motors 1 mit Bezug auf die Tabelle, die in der Fig. 17 gezeigt wird. Nach Schritt 730 schreitet das Programm zu einem Schritt 740 fort.
Schritt 740 bestimmt einen Korrektur-Koeffizienten K2 auf der Basis des Drucks ΔPN unter Bezugnahme auf eine vorbestimmte funktionelle Beziehung, wie sie in der Fig. 18 gezeigüwird. Ein Schritt 750, der auf Schritt 740 folgt, berechnet einen Verzögerungs-Korrektur-Voreilwinkel TTC unter Bezugnahme auf die Gleichung "TTC - 6 TTCBSE". Ein Schritt 760, der auf Schritt 750 folgt, bestimmt, welcher der #1 - #4 Zylinder (die Zylinder 5 - 8) als nächster Luft ansaugen wird. Ein Schritt 770, der auf Schritt 760 folgt, setzt den Korrektur-Voreilwinkel TTC fest, der von Schritt 750 in Gleichung (1) geliefert wird, und bestimmt die gewünschte Schließ-Zeit-Steuerung TC des Einlaß-Steuerungs- Ventils des Zylinders, die in Schritt 760 ermittelt wird, und steuert das Stellglied, das in Beziehung zu dem Einlaß- Steuerungs-Ventil steht, in Reaktion auf die gewünschte Schließ- Zeit-Steuerung TC. Wie in der Fig. 19 gezeigt wird, erzeugt Schritt 770 während der Verzögerung des Motors 1 eine Vorverstellung in der Schließ-Zeit-Steuerung des Einlaß- Steuerungs-Ventils. Wie in der Fig. 15 gezeigt wird, verhindert diese Vorverstellung in der Ventil-Schließ-Zeit-Steuerung einen abrupten Anstieg der Einlaß-Luft-Durchfluß-Menge, die eine übermäßig fette Mischung verursachen würde. In der Fig. 15 bezeichnen mit Bezug auf den Drossel-Öffnungs-Grad, die Luft- Durchfluß-Menge und das A/F-Verhältnis die durchgehenden Linien die Kennzahlen der dritten Ausführungsvariante, während die durchbrochenen Linien die entsprechenden Kennzahlen der Anordnungen des Standes der Technik bezeichnen.
Zurückkehrend zu der Fig. 16 ermittelt ein Schritt 780, der auf Schritt 770 folgt, den gegenwärtigen Druck ΔPN. Ein Schritt 790, der auf Schritt 780 folgt, vergleicht den ermittelten Druck ΔPN und den vorbestimmten Druck ΔPL. Wenn der Druck ΔPN höher ist als der Druck ΔPL, wird das Programm beendet. Andernfalls kehrt das Programm zu Schritt 740 zurück.
Eine vierte Ausführungsvariante dieser Erfindung ist ähnlich der Ausführungsvariante der Fig. 15 - 20 mit der Ausnahme, daß der Grad der Öffnung der Drosselklappe linear oder proportional zu dem Ausmaß des Niederdrückens eines Gaspedals ist, ebenso wie nach dem Stand der Technik (siehe Fig. 7). Die Fig. 21 zeigt Betriebs-Kennzahlen der vierten Ausführungsvariante, die während der Beschleunigung eines Motors auftreten. In der Fig. 21 bezeichnen mit Bezug auf eine Luft- Durchfluß-Menge und ein A/F-Verhältnis die durchgehenden Linien die Kennzahlen der vierten Ausführungsvariante, während die durchbrochenen Linien die entsprechenden Kennzahlen der Anordnungen nach dem Stand der Technik bezeichnen.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Luft-Einlasses einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung für ein Fahrzeug, umfassend die Schritte des gegenseitig unabhängigen Öffnens und Schließens einer Mehrzahl von Einlaß-Steuerungs-Ventilen (21, 22, 23, 24), die getrennt von einer Mehrzahl von Einlaßventilen (9, 10, 11, 12) angeordnet und stromaufwärts von diesen angebracht sind, die an den Einlässen einer Mehrzahl von entsprechenden Zylindern (5, 6, 7, 8) vorgesehen sind und die so ausgebildet sind, daß sie eine Mehrzahl von Einlaß-Kanälen (17, 18, 19, 20), die zu der Mehrzahl von entsprechenden Zylindern führen, blockieren oder freigeben, wobei sie ein Antriebs-Mittel (25, 26, 27, 28) unter der Steuerung eines Steuerungs-Mittels (4) verwenden, und

der Erfassung eines vorbestimmten Zustands des Motors, bei dem die Drehzahl des Motors verändert werden muß,

gekennzeichnet durch die Schritte der

Steuerung des Betriebes der Einlaß-Steuerungs-Ventile derart, daß die Einlaß-Steuerungs-Ventile bei niedrigen Drehzahlen so gesteuert werden, daß sie sich schließen, bevor sich die entsprechenden Einlaßventile schließen; daß diese Einlaß-Steuerungs-Ventile bei hohen Motor-Drehzahlen so gesteuert werden, daß sie sich zu öffnen beginnen, bevor die entsprechenden Einlaßventile geöffnet werden, und daß sie sich zu ihren geschlossenen Stellungen hin bewegen, nachdem die entsprechenden Einlaßventile vollständig geschlossen sind; und daß diese Einlaß- Steuerungs-Ventile bei sehr hohen Motor-Drehzahlen so eingestellt werden, daß sie kontinuierlich vollständig offen gehalten werden, der Bestimmung durch ein Zylinder-Bestimmungs-Mittel (4, 170) jenes Zylinders, der als nächster Luft ansaugen wird, nachdem der vorbestimmte Zustand des Motors ermittelt worden ist, und

der Veränderung einer Zeit vom Öffnen bis zum Schließen der unabhängig voneinander geöffneten und geschlossenen Einlaß- Steuerungs-Ventile, die zu dem bestimmten Zylinder führen, bei der Erfassung des vorbestimmten Zustandes derart, daß eine Menge von Luft, die in den bestimmten Zylinder während jedes Einlaß- Hubs angesaugt wird, entsprechend der erforderlichen Geschwindigkeits-Veränderung des Motors verändert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt der Steuerung der Einlaß-Steuerungs-Ventile durch die Antriebs-Mittel in Richtungen, in die Schließ-Zeit-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile vorgestellt werden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet&sub1; daß der vorbestimmte Zustand, der in dem Erfassungs-Schritt erfaßt wird, eine Luft-Durchfluß-Veränderung durch die Einlaß-Kanäle ist, die durch die Anderung eines Grades der Öffnung eines Ventil-Elementes eines Druck-Steuerungs-Ventils (40) erzeugt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand, der in dem Erfassungs-Schritt erfaßt wurde, eine Anderung des Luftdrucks in den Einlaß-Kanälen ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand, der in dem Erfassungs-Schritt erfaßt wurde, eine Anderung der Luft-Durchfluß-Mengen durch die Einlaß- Kanäle ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand, der in dem Erfassungs-Schritt erfaßt wurde, ein Schlupf eines angetriebenen Rades ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Schritte der Berechnung einer Differenz zwischen der Soll- Geschwindigkeit und einer Geschwindigkeit des angetriebenen Rades und der Änderung der Öffnungs- und Schließ-Zeit-Steuerungen der Einlaß-Steuerungs-Ventile, die von dem Zylinder-Bestimmungs- Mittel bestimmt werden, wobei die Antriebs-Mittel unter Steuerung der Steuerungs-Mittel angewendet werden mit Bezug auf die berechnete Differenz, wenn der Schlupf eines Rades erfaßt wird.

8. Luft-Einlaß-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, umfassend

Mittel zum gegenseitig unabhängigen Öffnen und Schließen einer Mehrzahl von Einlaß-Steuerungs-Ventilen (21, 22, 23, 24), die getrennt von einer Mehrzahl von Einlaßventilen (9, 10, 11, 12) und stromaufwärts von diesen angeordnet sind, die bei den Einlässen einer Mehrzahl entsprechender Zylinder (5, 6, 7, 8) vorgesehen sind und die so ausgebildet sind, daß sie eine Mehrzahl von Einlaß-Kanälen (17, 18, 19, 20), die zu der Mehrzahl von entsprechenden Zylindern führen mit Hilfe eines Antriebs- Mittels (25, 26, 27, 28) unter Steuerung durch ein Steuerungs- Mittel (4), blockieren oder freigeben, und

Mittel (4) zur Bestimmung eines vorbestimmten Zustandes des Motors, bei welchem es erforderlich ist, die Drehzahl des Motors zu verändern,

gekennzeichnet durch

Mittel (4) zur Steuerung des Betriebes der Einlaß- Steuerungs-Ventile derart, daß die Einlaß-Steuerungs-Ventile bei niedrigen Motor-Drehzahlen so gesteuert werden, daß sie sich schließen, bevor sich das entsprechende Einlaßventil schließt; daß diese Einlaß-Steuerungs-Ventile bei hohen Motor-Drehzahlen so gesteuert werden, daß sie sich zu öffnen beginnen, bevor die entsprechenden Einlaßventile geöffnet werden und sich zu ihren geschlossenen Stellungen hin bewegen, nachdem die entsprechenden Einlaßventile vollständig geschlossen sind; und daß diese Einlaß- Steuerungs-Ventile bei einer sehr hohen Motor-Drehzahl so eingestellt werden, daß sie kontinuierlich vollständig offen gehalten werden,

Mittel (4, 170; 4, 670, 680) zur Bestimmung des Zylinders, der als nächster Luft ansaugen wird, nachdem der vorbestimmte Zustand des Motors erfaßt worden ist, und

Mittel (4) zur Veränderung einer Zeit zwischen dem Öffnen und Schließen der unabhängig voneinander geöffneten und geschlossenen Einlaß-Steuerungs-Ventile, die zu dem bestimmten Zylinder führen, bei der Erfassung des bestimmten Zustands, um eine Luft-Menge, die in den bestimmten Zylinder während jedes Einlaß-Hubs angesaugt wird, entsprechend den erforderlichen Drehzahl-Anderungen des Motors zu verändern.

9. Luft-Einlaß-Steuerungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiters umfaßt: ein Druck- Steuerungs-Ventil (40) zur Einstellung des Drucks der Luft, die über die Einlaß-Steuerungs-Ventile entsprechend einem Öffnungs- Grad eines Ventil-Elementes in die Zylinder strömt.

10. Luft-Einlaß-Steuerungs-vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck-Steuerungs-Ventil eine Drosselklappe ist, die stromaufwärts der Einlaß-Steuerungs- Ventile angebracht ist.