DE69228746T2

DE69228746T2 - Fahrzeugbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69228746T2
Application number: DE69228746T
Authority: DE
Inventors: Tetsuo 33-8 Shiba 5-Chome Minato-Ku Tokyo 108 Chamoto; Kazumasa 33-8 Shiba 5-Chome Minato-Ku Tokyo 108 Iida; Katsuhiko 33-8 Shiba 5-Chome Minato-Ku Tokyo 108 Miyamoto
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2012-12-26
Also published as: EP0573662A1; AU663749B2; DE69228746D1; KR930703532A; EP0573662A4; KR0132515B1; US5425335A; WO1993013306A1; AU3173193A; EP0573662B1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Fahrzeugbrennkraftmaschine und insbesondere auf eine Fahrzeugbrennkraftmaschine mit einem Mechanismus zum wahlweisen Abschalten eines Teils bestimmter Zylinder durch Unterbrechung ihres zugehörigen Einlaß- und Auslaßventilsystems gemäß Anspruch 1.

Beschreibung des Standes der Technik

Bekannt ist eine Brennkraftmaschine mit Ventilunterbrechungs- Mechanismen, um wahlweise die Luft- und Treibstoffzufuhr für einen Teil der Zylinder zu unterbrechen, um so die Maschinenleistung zu vermindern und eine wesentliche Treibstoffeinsparung zu erreichen. In Übereinstimmung mit verschiedenen Maschinenbetriebsdaten steuert eine Steuereinheit die Ventilunterbrechungs-Mechanismen, um so die Tätigkeit der Ein- und Auslaßventile bestimmter Zylinder zu unterbrechen und die Luft- und Treibstoffzufuhr zu diesen zu beenden, sobald die Maschine unter einer bestimmten Bedingung betrieben wird. Verläßt die Maschine eine dieser bestimmten Bedingungen, nimmt die Steuereinheit den Betrieb der unterbrochenen Ventile wieder auf, wodurch die Luft- und Treibstoffzufuhr zu den abgeschalteten Zylindern zugelassen wird.
Im Falle einer Vier-Zylinder-Maschine werden beispielsweise Zylinder, wie etwa No. 1 und ein weiterer Zylinder, der denselben Kolbenhub hat, während des Betriebs der Maschine unterbrochen, wodurch eine wesentliche Kraftstoffeinsparung erreicht wird. Die vorgenannte Betriebsart wird im folgenden "Teil- oder Zwei-Zylinder-Betriebsart" genannt.
Die Zylinder, die abgeschaltet werden sollen, werden in Übereinstimmung mit einem Kennfeld ermittelt, das verwendet wird, um die Voll- oder Teilzylinder-Betriebsart auszuwählen, und das auf der Basis der Maschinendrehzahl und der Belastungsdaten, wie etwa der volumetrischen Effizienz der Luft in den Zylindern, erstellt wird.
Allgemein gesagt müssen nicht nur herkömmliche Kraftfahrzeug- Brennkraftmaschinen, sondern auch die Maschine mit der Teilzylinder-Betriebsartfunktion ihre normale Verbrennungsleistung während des Leerlaufs beibehalten. Ist beispielsweise die Teilzylinder-Betriebsart ausgewählt, um die Treibstoffausnutzung während des Leerlaufs zu verbessern, kann 30- 40% Treibstoff gespart werden. Bei einer Vier-Zylinder- Maschine ist jedoch das Gegendrehmoment der Maschine beim Zwei-Zylinder-Betrieb, dargestellt mit einer Punktlinie in Fig. 18, geringer als das Gegendrehmoment (dargestellt mit einer Vollinie) der Maschine während des Vier-Zylinder-Betriebs. Demzufolge neigt die Maschine im Zwei-Zylinder- Betrieb unter einer instabilen Leerlaufdrehzahl zu leiden, wenn Störungen von außen einwirken.
Während des Teilzylinderbetriebs leidet die Maschine unter einer verminderten Trägheitseffizienz der Ansaugluft aufgrund der geringeren Zahl aktiver Zylinder für den Arbeitshub, und die volumetrische Effizienz wird zu gering, um wirkungsvoll eine ausreichend Leistung zu erzeugen.
Läuft die Maschine leer, wobei ein Teil der Zylinder abgeschaltet ist, leidet sie unter einer instabilen Leerlaufdreh zahl oder stirbt ab, wenn eine Klimaanlage oder eine Servolenkung betätigt wird.
US-A-4080947 beschreibt eine Maschine gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1, wobei die Umschaltbedingungen zwischen der Vollzylinder-Betriebsart und der Teilzylinder-Betriebsart in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl, des Ansaugdrucks und der Drosselklappenstellung definiert werden.
Die Erfindung gibt eine Maschine gemäß Anspruch 1 an, um die Probleme herkömmlicher Maschinen zu überwinden, die während des Umschaltens vom Leerlauf- in den Nicht-Leerlaufzustand und umgekehrt auftreten.
Des weiteren kann ein zusätzlicher Belastungssensor ein Klimaanlagen-Schalter, ein Servolenkungs-Schalter oder ein Drosselklappenöffnungs-Sensor sein, wobei diese zusätzlichen Sensoren eine zusätzliche Eingabe der Steuereinheit zuführen.
Bei der Maschine der Erfindung kann die Teilzylinder- Betriebsart abgebrochen werden, wenn eine Änderung der Drosselklappenöffnung, die mit dem Drosselklappenöffnungs-Sensor erkannt wird, über einem vorbestimmten Wert liegt.
Erfaßt die Steuereinheit den Leerlauf der Maschine, unterbricht sie die Teilzylinder-Betriebsart, wenn sie die Betätigung der Klimaanlage, der Servolenkung oder eine abnorme Maschinendrehzahl feststellt.
Die Steuereinheit unterbricht die Teilzylinder-Betriebsart für eine voreingestellte Zeitdauer nach Feststellung der Nicht-Betätigung von Klimaanlage oder Servolenkung.
Während der Betätigung der Klimaanlage in der Teilzylinder- Betriebsart kann die Maschinenleistung größer als die Maschinenleistung während der Nicht-Betätigung der Klimaanlage in der Teilzylinder-Betriebsart eingestellt werden.
Weiterhin kann während der Betätigung der Servolenkung in der Teilzylinder-Betriebsart die Maschinenleistung größer eingestellt werden als die Maschinenleistung während der Nicht- Betätigung der Servolenkung in der Teilzylinder-Betriebsart.
Die Steuereinheit kann die Teilzylinder-Betriebsart unterbrechen, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Die Steuereinheit kann den Teilzylinder-Betriebsbereich in Abhängigkeit der Betätigung oder Nicht-Betätigung der Klimaanlage verändern, wenn die Maschine nicht leerläuft.
Während der Betätigung der Klimaanlage kann die Steuereinheit die geringste Maschinendrehzahl größer einstellen als die geringste Maschinendrehzahl während der Nicht-Betätigung der Klimaanlage.
Zusätzlich kann die Steuereinheit ein drittes Kennfeld enthalten, in dem der Teilzylinder-Betriebsbereich derart eingestellt ist, daß die volumetrische Effizienz allmählich zwischen einem gewünschten Niedrigdrehzahlbereich und einem gewünschten Zwischendrehzahlbereich während der Betätigung der Klimaanlage erhöht wird.
Die Steuereinheit verhindert für eine voreingestellte Zeitdauer, daß von der Vollzylinder-Betriebsart zur Teilzylinder- Betriebsart umgeschaltet wird, selbst nachdem die Maschine für die Teilzylinder-Betriebsart betriebsbereit wird.
Die voreingestellte Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens wird verlängert, wenn die Maschinendrehzahl geringer wird.
Weiterhin verhindert die Steuereinheit für eine voreingestellte Zeitdauer, daß von Teilzylinder-Betriebsart zur Vollzylinder-Betriebsart umgeschaltet wird, selbst nachdem die Maschine für die Teilzylinder-Betriebsart betriebsbereit wird.
Die voreingestellte Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens kann verlängert werden, wenn die Maschinendrehzahl geringer wird.
Die Steuereinheit kann die Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens von der Teilzylinder-Betriebsart in die Vollzylinder-Betriebsart kürzer einstellen als die Zeitdauer zum Unterbrechen des Umschaltens von der Vollzylinder-Betriebsart in die Teilzylinder-Betriebsart.
Gemäß der Erfindung kann, wenn die Teilzylinder-Betriebsart während des Leerlaufs gewählt ist, die Teilzylinder-Betriebsart unterbrochen werden, wenn Störungen von außen auftreten, um die Maschinendrehzahl zu verringern.
Die Teilzylinder-Betriebsart kann zudem unterbrochen werden, wenn sie während der Aktivierung der Klimaanlage oder der Servolenkung gewählt ist, oder wenn die Maschinendrehzahl aus einem Grund abrupt verringert wird.
Kehrt die Maschine in ihre vorherige Betriebsart zurück, unmittelbar nachdem diese auf die Teil- oder Vollzylinder- Betriebsart eingestellt wurde, verhindert die Hydraulik-Steuereinheit den Umschaltvorgang derart, daß die Maschine in der laufenden Betriebsart verbleibt. Somit können die Ventilsysteme ihren momentanen Betriebsstatus aufrechterhalten.
Ist die Klimaanlage während des Betriebs der Maschine aktiv, wird die Voll- oder Teilzylinder-Betriebsart gewählt, basierend auf dem Kennfeld, das sich vom Kennfeld unterscheidet, das verwendet wird, um die Betriebsart während der Nicht- Betätigung der Klimaanlage zu wählen und in dem die Wahl der Voll- oder Teilzylinder-Betriebsart in Abhängigkeit der Volumeneffizienz ermittelt wird, die durch die Betätigung der Klimaanlage bestimmt ist.
Befindet sich die Maschine im Leerlauf mit geringer Geschwindigkeit, in dem ihr Betrieb instabil wird, wird die Vollzylinder-Betriebsart vorgezogen.
Wird weiterhin die Drosselklappe für eine Beschleunigung während der Teilzylinder-Betriebsart weiter geöffnet, wird die Maschine zur Vollzylinder-Betriebsart umgeschaltet, indem die Änderung der Drosselklappenöffnung auf der Basis eines Signals vom Drosselklappen-Positionssensor errechnet und der errechnete Wert mit dem vorbestimmten Referenzwert verglichen wird. Liegt der errechnete Wert über dem Referenzwert, wird das Ventilsystem derart betätigt, daß es die Vollzylinder- Betriebsart auswählt.
Wird ein Befehl für die Teilzylinder-Betriebsart empfangen, prüft die Steuereinheit, ob der Leerlaufschalter aktiv oder inaktiv ist, und bestimmt eine Maschinendrehzahl für die Betriebsart, die ausgewählt werden soll. Ist die momentane Maschinendrehzahl größer als der vorbestimmte Wert, beurteilt die Steuereinheit, daß keine Vibrationen erzeugt werden, und gestattet der Maschine, die Teilzylinder-Betriebsart einzunehmen, so daß eine Treibstoffeinsparung erreicht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Fahrzeugbrennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Querschnitt (entlang der Linie A-A aus Fig. 3) des Hauptteils eines Zylinderkopfes, wobei die Ventilsysteme in der Fahrzeugbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung angebracht sind.
Fig. 3 ist ein Querschnitt (entlang der Linie B-B von Fig. 12) des Mittelteils des Zylinderkopfes.
Fig. 4 ist eine Aufsicht eines Ventilsystems mit einem Ventilunterbrechungsmechanismus.
Fig. 5 ist ein Querschnitt des Ventilsystems entlang der Linie C-C von Fig. 4.
Fig. 6 ist ein Querschnitt des Ventilsystems entlang der Linie D-D von Fig. 4.
Fig. 7 ist eine Explosionszeichnung des Ventilsystems.
Fig. 8 ist ein Querschnitt des Umschaltmechanismus des Ventilsystems.
Fig. 9 zeigt den Weg für die Zuführung von Drucköl zum Ventilsystem.
Fig. 10(a) zeigt den Betrieb des Umschaltmechanismus, wenn er während des Niedrigdrehzahl-Betriebs der Maschine betätigt wird.
Fig. 10(b) ist eine Ansicht ähnlich Fig. 10(a), wenn der Umschaltmechanismus während des Hochdrehzahl-Betriebs der Maschine betätigt wird.
Fig. 10(c) ist eine Ansicht ähnlich Fig. 10(a), wenn der Umschaltmechanismus während des Teilzylinder-Betriebs der Maschine betätigt wird.
Fig. 11 ist ein Querschnitt des Ventilsystems ohne einen Ventilunterbrechungsmechanismus.
Fig. 12 ist eine Aufsicht des Zylinderkopfes.
Fig. 13 ist ein Kennfeld, das von einer ECU der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine von Fig. 1 verwendet wird.
Fig. 14 ist ein weiters Kennfeld, das von der ECU der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine von Fig. 1 verwendet wird.
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der ECU der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine von Fig. 1 zeigt.
Fig. 16 ist ein weiteres Flußdiagramm, das den Betrieb der ECU zeigt.
Fig. 17 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Gegendrehmoment, die nötig sind, um die Maschinendrehzahl bei einer Last aufrechtzuerhalten, die während der Voll- oder Teilzylinder-Betriebsart der Maschine auftritt.
Fig. 18 ist ein Kurvendiagramm zum Einstellen einer Zeitdauer, um zu verhindern, daß die Solenoidventile einen Umschaltvorgang ausführen.
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der ECU der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine von Fig. 1 zeigt.
Fig. 20 ist ein Kennfeld, das von der ECU verwendet wird, um die Betriebsart der Maschine in Übereinstimmung mit der Betätigung oder Nicht-Betätigung der Klimaanlage zu überprüfen.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der ECU darstellt.
Fig. 22 ist ein weiteres Flußdiagramm, das den Betrieb der ECU darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Steuereinheit gemäß der Erfindung bei einer Vier-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine mit einem Betriebsarten-Umschaltmechanismus (im folgenden "Maschine E" genannt) eingesetzt.
Bei der Maschine E enthält der Ansaugbereich 1 einen Ansaugkrümmer 6, einen Druckausgleichsbehälter 9, der mit dem Einlaßkrümmer 6 verbunden ist, ein Ansaugrohr 7, das integraler Bestandteil des Druckausgleichsbehälters 6 ist, und einen Luftfilter (nicht gezeigt). Im Ansaugrohr 7 befindet sich eine Drosselklappe 2, die darin drehbar ist. Die Drosselklappe 2 ist mit ihrer Achse mit einem Drosselhebel 3 verbunden, der sich außerhalb des Ansaugbereiches 1 befindet.
Der Drosselhebel 3 wird in Abhängigkeit der Betätigung des Gaspedals (nicht gezeigt) betätigt, wodurch die Drosselklappe 2 gegen den Uhrzeigersinn in die Horizontale gedreht wird, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Drosselklappe 2 wird mit einer Rückholfeder (nicht gezeigt) in die Verschlußposition gezwungen, wenn der Gaszug gelöst wird. Die Drosselklappe 2 hat einen Drosselklappen-Öffnungssensor 8 und einen Leerlaufschalter 27. Der Drosselklappen-Öffnungssensor 8 erzeugt Daten, die einen Öffnungswinkel der Drosselklappe 2 anzeigen. Der Leerlaufschalter 27 wird eingeschaltet, wenn die Drosselklappe 2 vollständig geschlossen ist.
Eine Ansaug-Abzweigleitung 101, die die Drosselklappe 2 umgeht, enthält ein Leerlaufdrehzahl- (ISC)-Steuerventil (ISC) 4 zum Steuern der Leerlaufdrehzahl der Maschine. Das ISC-Ventil 4 wird mit einer Feder 401 geschlossen gehalten und mit einem Schrittmotor 5 als Stellelement aktiviert. Ein erstes Leerlauf-Luftventil 16 stellt automatisch das Warmlaufen der leerlaufenden Maschine in Übereinstimmung einer Temperatur des Kühlwassers ein. Das ISC-Ventil 4 hat einen ISC- Positionssensor 28 zum Ausgeben von Daten betreffend einer Ventilposition.
Der Ansaugbereich 1 enthält zudem einen Ansauglufttemperatur- Sensor 14 zum Erzeugen von Daten betreffend der Ansauglufttemperatur Ta. Ein Zylinderblock (nicht gezeigt) enthält einen Wassertemperatur-Sensor 11 zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers als Maschinen-Warmlauftemperatur, und einen Klopfsensor 21 zur Ausgabe von Klopfdaten. Eine Zündspule (nicht gezeigt) ist mit einem Maschinendrehzahl-Sensor 12 verbunden, der die Maschinendrehzahl auf der Basis von Zündimpulsen erfaßt. Eine elektrische Schaltung (nicht gezeigt) enthält einen Batteriesensor 34 zum Erfassen der Batteriespannung VB. Der Druckausgleichsbehälter 9 enthält einen Ladedruck-Sensor 10 zum Ausgeben von Ansaugrohr-Daten Pb. Ein Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine E ist mit einem Kurbelwinkel-Sensor 33 versehen, um Kurbelwinkel-Daten auszugeben.
Das Kraftfahrzeug enthält einen Klimaanlagen-Schalter 29 zum Ein- und Ausschalten der Klimaanlage im Fahrgastraum, und einen Servolenkungs-Schalter 32, der sich in der Nähe einer Servolenkungs-Pumpe (nicht gezeigt) befindet.
Der Zylinderkopf 13 der Maschine E enthält Ein- und Auslaßleitungen, die mit den entsprechenden Zylindern in Verbindung stehen. Diese Leitungen werden mit Ein- und Auslaßventilen (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen. Die Ventilsysteme, die auf dem Zylinderkopf 13 angebracht sind, sind dazu einge richtet, gemäß der Niedrig- und Hochdrehzahl-Betriebsarten zu arbeiten und werden im Detail später beschrieben. Wenn es nötig ist, gestatten die Ventilsysteme den Teilzylinder- Betrieb der Maschine (der im folgenden "Zwei-Zylinder- Betrieb" genannt wird) durch Abschaltung der Ein- und Auslaßventile, die den Zylindern #1 und #4 zugeordnet sind. Die Zylinder #2 und #3 sind immer aktiv, wenn die Maschine in Betrieb ist. Die Ventilsysteme enthalten einen Umschaltmechanismus K1, der während des Niedrigdrehzahl-Betriebs der Maschine arbeitete (im folgenden "Niedrigdrehzahl-Umschaltmechanismus" genannt), und die Umschaltmechanismen K2a und K2b, die während des Hochdrehzahl-Betriebs der Maschine arbeiten (im folgenden "Hochdrehzahl-Umschaltmechanismen" genannt). Diese Umschaltmechanismen K1, K2a und K2b bringen Kipphebel mit Kipphebelachsen über Zapfen, die die durch einen Hydraulikzylinder betätigt werden, in Eingriff und lösen sie von diesen, wodurch es wahlweise den Hoch- und Niedrigdrehzahl- Nocken gestattet wird, mit den Kipphebeln in Berührung zu kommen und diese Berührung wieder zu beenden.
Der Niedrigdrehzahl-Umschaltmechanismus K1 erhält Drucköl von einem Hydraulikkreislauf 22 über ein erstes Solenoidventil 26. Die Hochdrehzahl-Umschaltmechanismen K2a und K2b erhalten Drucköl von einem Hydraulikkreislauf 20 über ein zweites Solenoidventil 31. Die Solenoidventile 26 und 31 sind Dreiwege-Ventile. Läuft die Maschine mit einer niedrigen Drehzahl unter Verwendung der Niedrigdrehzahl-Nocken, sind sowohl das erste und das zweite Solenoidventil 26 und 31 außer Betrieb. Läuft die Maschine hingegen mit einer hohen Drehzahl unter Verwendung der Hochdrehzahl-Nocken, sind die Solenoidventile 26 und 31 in Betrieb. In der Zwei-Zylinder-Betriebsart ist das erste Solenoidventil 26 in Betrieb, während das zweite Solenoidventil 31 außer Betrieb bleibt. Diese Solenoidventile werden mit einer Maschinen-Steuereinheit (ECU) 15 gesteuert, die später beschrieben wird.
Treibstoffeinspritzdüsen 17 sind mit dem Zylinderkopf 13 (Fig. 1) so verbunden, daß sie Treibstoff in die entsprechenden Zylinder einspritzen. Insbesondere erhalten die Einspritzdüsen 17 den Treibstoff aus einem Treibstoffvorrat 19, dessen Druck mit einer Treibstoffdruck-Einstelleinrichtung 18 eingestellt wird. Die Treibstoffeinspritzung wird mit der ECU 15 gesteuert.
Der Zylinderkopf 13 enthält zudem Zündkerzen 23 für die entsprechenden Zylinder. Die Zündkerzen 23 für die Zylinder #2 und #3 sind zusammen an den Zünder 24 einer Zündschaltung angeschlossen. Die Zündkerzen 23 für die Zylinder #1 und #4 sind zusammen an den Zünder 25 angeschlossen. Die Zünder 24 und 25 werden mit der ECU 15 gesteuert.
Der Betrieb des Ventilsystems wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 12 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 und 12 hat der Zylinderkopf entlang seiner Länge eine Einlaßnockenwelle 42 und eine Auslaßnockenwelle 43. Die Nockenwellen 42 und 43 sind gegenüberliegend auf dem Zylinderkopf 13 angeordnet und haben jeweils als integrale Bestandteile Niedrigdrehzahl-Nocken 44 mit kleiner Anhebung und Hochdrehzahl-Nocken 45 mit großer Anhebung. Die Niedrig- und Hochdrehzahlnocken 44 und 45 sind für die entsprechenden Zylinder vorgesehen. Die Nockenwellen 42 und 43 sind sandwichartig zwischen einem oberen Teil eines Nockenwellen-Gehäuses 46 und mehreren Nockenkappen 47 ange ordnet und sind auf dem Zylinderkopf 13 mit Schrauben 48 und 49 derart angebracht, daß sie um den Zylinderkopf 13 drehbar sind.
Der Zylinderkopf 13 enthält darüber hinaus Einlaß-Kipphebelachsen 51 und Auslaß-Kipphebelachsen 52. Diese Kipphebelachsen 51 und 52 sind zu den Nockenwellen 42 und 43 parallel angeordnet. Jede Einlaß-Kipphebelachse 51 und jede Auslaß- Kipphebelachse 52 ist für jeden Zylinder vorgesehen. Die Kipphebelachsen 51 und 52 sind sandwichartig zwischen den Unterseiten der Nockenwellen-Gehäuse 46 und mehreren Kipphebel-Achskappen 53 angeordnet und an der Unterseite des Zylinderkopfes 13 mit Hilfe von Schrauben 49 und 54 so angebracht, daß die Kipphebelachsen 51 und 52 auf dem Zylinderkopf 13 drehbar sind. Eine Zylinderkopf-Abdeckung 55 deckt die Oberseite des Zylinderkopfes 13 ab.
Jede der Kipphebelachsen 51 und 52 ist mit Ventilsystemen ausgestattet, um eine Zeitgabe für den Maschinen-Hochdrehzahl-Betrieb oder den Maschinen-Niedrigdrehzahl-Betrieb auszuwählen, und mit Ventilsystemen zum Auswählen der Zeitgaben für den Hoch- oder Maschinen-Niedrigdrehzahl-Betrieb und zum Abschalten der betreffenden Zylinder während des Niedriglast- Betriebs der Maschine. Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, sind die Ventilsysteme 61 den Zylindern (gezeigt im oberen und unteren Teil von Fig. 12) zugeordnet und können diese Zylinder, wenn nötig, abschalten, während die Ventilsysteme 62 für die verbleibenden Zylinder (gezeigt in der Mitte von Fig. 12) arbeiten und nicht die vorgenannte Abschaltfunktion haben.
Das Ventilsystem 61 wird als erstes beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 enthält die Auslaß-Kipphebelachse 52 einen T-förmigen Hebel 63, der sich im wesentlichen senkrecht von der Mitte derselben erstreckt. Der T-förmige Hebel 63 dient als Auslaß-Kipphebelarm 52a. Die Einlaß-Kipphebelachse 51 enthält einen weiteren T-förmigen Hebel 63, der jenem der Auslaß-Kipphebelachse 52 gleicht. Insbesondere enthält die Auslaß-Kipphebelachse 52 darüber hinaus Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 und 65 als Unter-Kipphebelarme, die sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des T-förmigen Hebels 63 befinden. Der Auslaß-Kipphebelarm 52a ist mit der Kipphebelachse 52 an seiner Basis integral verbunden und hat Justierschrauben 66, die mit Justiermuttern 67 an den Kippenden desselben befestigt sind. Die Justierschrauben 67 stehen an ihren anderen Enden mit den Köpfen von Auslaßventilen 80 (Beschreibung erfolgt später) in Berührung.
Der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 ist schwenkbar um die Kipphebelachse 52 an der Basis derselben gelagert und hat ein Kugellager 68, das drehbar am anderen Ende desselben gelagert ist. Das Kugellager 68 ist so ausgebildet, daß es mit der Niedrigdrehzahl-Nocke 44 in Berührung kommt. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 ist in einer Weise schwenkbar um die Kipphebelachse 52 gelagert, die der des Niedrigdrehzahl-Kipphebelarmes 64 gleicht, und hat ein Kugellager 69, das an seinem Kippende drehbar gelagert ist. Das Kugellager 69 kommt mit der Hochdrehzahl-Nocke 45 in Berührung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 hat jeder Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 einen Vorsprung 70 als integralen Bestandteil an der gegenüberliegenden Seite des Kugellagers 68. In ähnlicher Weise hat jeder Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 einen Vorsprung 71 als integralen Bestandteil an der gegenüberliegenden Seite des Kugellagers 69. Eine Feder 72 wirkt auf den Vorsprung 70 ein, während eine Feder 73 auf den Vorsprung 71 einwirkt. Jede der Federn 72 und 73 enthält einen Zylinder 74, der an der Nockenkappe 47 befestigt ist, einen Stößel 75 und eine Druckfeder 76. Die Stößel 75 drücken ihre zugehörigen Vorsprünge 70 und 71, wodurch die Bewegung im Uhrzeigersinn der Kipphebelarme 64 und 65, die auf der linken Seite in Fig. 6 gezeigt ist, und die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn der Kipphebelarme 64 und 65 verursacht wird, die auf der rechten Seite in Fig. 6 gezeigt ist.
Normalerweise zwingt die Feder 72 den Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 mit der Niedrigdrehzahl-Nocke 44 der Nockenwelle 43 über das Kugellager 68 in Berührung, während die Feder 73 den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 in Berührung mit der Hochdrehzahl-Nocke 45 der Nockenwelle 43 über das Kugellager 69 zwingt. Die Drehung der Nockenwelle 43 erlaubt die Betätigung der Nocken 44 und 45, die die Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 bzw. 65 kippen.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ermöglichen es die Umschaltmechanismen K1 und K2a, daß die Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 und 65 integral mit der Kipphebelachse 52 geschwenkt werden. Die Kipphebelachse 52 hat eine diametrale Ausnehmung 91, die an einer Stelle ausgebildet ist, die dem Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 zugeordnet ist. Ein Kippstift 92 ist in die Ausnehmung 91 eingepaßt, um darin bewegbar zu sein. Der Kippstift 92 in eine Richtung durch eine Druckfeder 94 gedrückt, die auf einer Federplatte 93 gehalten wird. Der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 hat eine Aussparung 95 an einer Position, die dem oberen Ende der Ausnehmung 91 der Kipphebelachse 52 zugeordnet ist. Der Kippstift 92 wird durch die Druckfeder 94 so gedrückt, daß er in die Aussparung 95 paßt. Die Kipphebelachse 52 hat zudem eine Druckölleitung 22a, die axial entlang ihrer Länge ausgebildet ist. Der Kippstift 92 steht mit der Druckölleitung 22a in Verbindung und hat einen Öllaufgang 97, die an der Aussparung 95 endet, mit der der Kippstift 92 in Eingriff steht.
Darüber hinaus hat die Kipphebelachse 52 eine diametrale Ausnehmung 98, die an einer Position ausgebildet ist, die dem Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 zugeordnet ist. Ein Kippstift 99 ist bewegbar in die Ausnehmung 98 eingepaßt und wird in eine Richtung mit Hilfe einer Druckfeder 100 gedrückt. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 hat eine Aussparung 101 an einer Position, die dem oberen Ende der Ausnehmung 98 der Kipphebelachse 52 zugeordnet ist. Der Kippstift 99 löst sich selbst aus dem Eingriff mit der Aussparung 101 mit Hilfe der Druckfeder 100. Die Kipphebelachse 52 hat eine Druckölleitung 30a, die axial ausgebildet ist, wodurch ein Öllaufgang 103 geschaffen wird, der sich zu einer gegenüberliegenden Seite der Aussparung 101 erstreckt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10(a) steht der Niedrigdrehzahl- Kipphebelarm 64 gewöhnlich mit der Kipphebelachse 52 in Eingriff, da der Kippstift 92 durch die Druckfeder 94 so in der Aussparung 95 gehalten wird, daß der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 mit dem T-förmigen Hebel 63 über die Kipphebelachse 52 geschwenkt werden kann. Da jedoch andererseits der Kippstift 99, der mit der Druckfeder 100 gedrückt wird, den Eingriff mit der Aussparung 101 selbst löst, wird der Eingriff des Hochdrehzahl-Kipphebelarmes 65 mit der Kipphebelachse 52 gelöst, wodurch dieser nicht mit der Kipphebelachse 52 geschwenkt wird. Obwohl die Hoch- und Niedrigdrehzahl-Nocken 44 und 45 die Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 und 65 kippen, kippt somit nur die Antriebskraft, die über den Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 übertragen wird, den T-förmigen Hebel 63.
Das Drucköl wird den Druckölleitungen 22a und 30a der Kipphebelachse 52 zugeführt. Dann fließt das Drucköl zur Aussparung 95 des Niedrigdrehzahl-Kipphebelarmes 92 durch den Öllaufgang 97, wodurch der Kippstift 92 aus der Aussparung 95 gegen die Druckfeder 94 gelöst wird. Der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 wird aus der Kipphebelachse 52 gelöst und schwenkt nicht mit der Kipphebelachse 52. Andererseits fließt das Drucköl zur gegenüberliegenden Seite der Aussparung 101 des Hochdrehzahl-Kipphebelarmes 65, wodurch der Kippstift 99 in die Aussparung 101 gegen die Druckfeder 94 eingreift. Danach kommt der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 mit der Kipphebelachse 52 in Eingriff und schwenkt zusammen mit der Kipphebelachse 52. Somit kippen die Niedrig- und Hochdrehzahlnocken 44 und 45 die Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 bzw. 65. Dann wird nur die Antriebskraft, die über den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 übertragen wird, an den T-förmigen Hebel 63 über die Kipphebelachse 52 weitergeleitet, wodurch der T-förmige Hebel 63 gekippt wird.
Wird das Drucköl nur der Druckölleitung 22a der Kipphebelachse 52 zugeführt, fließt es zur Aussparung 95 des Niedrigdrehzahl-Kipphebelarmes 64, wie es in Fig. 10(c) gezeigt ist, wodurch der Kippstift 92 aus der Aussparung 95 gelöst wird. Somit wird der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 aus der Kipphebelachse 52 gelöst und nicht mit der Kipphebelachse 52 geschwenkt. Wie beim Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65, wird der Kippstift 99 aus der Aussparung 101 mit der Druckfeder 100 gelöst, wodurch der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 aus der Kipphebelachse 52 gelöst wird. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 schwenkt nicht mit dem Kipphebelarm 52. Somit kippen die Hoch- und Niedrigdrehzahl-Nocken 44 und 45 die Niedrig- und Hochdrehzahl-Kipphebelarme 64 und 65, und es wird keine Antriebskraft auf die Kipphebelachse 52 übertragen, wodurch die Betätigung des T-förmigen Hebels 63 verhindert und zugelassen wird, daß die zugehörigen Zylinder inaktiv bleiben.
Bei jedem Ventilsystem 62 ohne dem Zylinder-Unterbrechungsmechanismus enthält die Auslaß-Kipphebelachse 52 einen T-förmigen Hebel (L) 104, der sich im wesentlichen vertikal von der Mitte derselben erstreckt. Der T-förmige Hebel (L) 104 fungiert als Arm 52a. Die Auslaß-Kipphebelachse 52 hat zudem einen Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 der an ihr drehbar gelagert ist. Der T-förmige Hebel (L) 104 hat an seinem einen Ende ein Kugellager 106, das mit der Niedrigdrehzahl-Nocke 44 in Kontakt steht, und zudem Justierschrauben 107, die mit Justiermuttern 108 befestigt sind. Die unteren Enden der Justierschrauben 107 berühren die Köpfe der Auslaßventile 80.
Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 ist drehbar an der Basis der Kipphebelachse 52 gelagert und hat an seinem anderen Ende ein Kugellager 109. Die Hochdrehzahl-Nocke 45 ist so ausgebildet, daß sie mit dem Kugellager 109 in Berührung kommt. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 hat einen Vorsprung 110 als integralen Bestandteil an der gegenüberliegenden Seite des Kugellagers 109. Eine Feder 111 wirkt auf den Vorsprung 110 derart ein, daß sie den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 in eine Richtung zwingt. Weiterhin ist der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 so beschaffen, daß er durch den Umschaltmechanismus K2b integral mit der Kipphebelachse 52 geschwenkt wird. Mit anderen Worten hat die Kipphebelachse 52 eine Ausnehmung 113 an einer Stelle, die dem Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 zugeordnet ist. Ein Kippstift 114 ist beweglich in die Ausnehmung 113 eingepaßt und wird von einer Druckfeder 115 gedrückt. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 hat ebenfalls eine Aussparung 116, aus der der Kippstift 114 durch die Kraft der Druckfeder 115 gelöst wird. Die Kipphebelachse 52 hat eine Druckölleitung 30b, die axial in ihr ausgebildet ist, und die mit der Ausnehmung 113 in Verbindung steht. Die Kipphebelachse 52 hat einen Öllaufgang 118, der an der gegenüberliegenden Seite der Aussparung 116 des Kipphebelarmes 105 ausgebildet ist.
Beim Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 wird der Kippstift 114 in der Regel durch die Kraft der Druckfeder 115 aus der Aussparung 116 gelöst, so daß der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 von der Kipphebelachse 52 gelöst wird und nicht mit der Kipphebelachse 52 schwenkt. Somit kippen die Niedrig- und Hochdrehzahl-Nocken 44 und 45 den T-förmigen Hebel (L) 104 und den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105, und die Antriebskraft der Niedrigdrehzahl-Nocke 44 wird auf die Auslaßventile 80 übertragen, um diese zu betätigen. Wenn Drucköl der Druckölleitung 30b der Kipphebelachse 52 zugeführt wird, fließt es im Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 zur gegenüberliegenden Seite der Aussparung 116, wodurch der Kippstift 114 in die Aussparung 116 eingreift. Dann steht der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 mit der Kipphebelachse 52 in Eingriff und wird mit der Kipphebelachse 52 geschwenkt. Auf diese Weise kippt die Hochdrehzahl-Nocke 45 den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105, dessen Antriebskraft zu den Auslaßventilen 80 über den T-förmigen Hebel (L) 104 übertragen wird, so daß die Auslaßventile 80 betätigt werden.
Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich in erster Linie auf den Betrieb der Ventilsysteme 61 und 62, die den Auslaßventilen zugeordnet sind. Die Ventilsysteme der Einlaßventile gleichen jenen, die oben erwähnt wurden. Bei den Ventilsystemen für die Einlaßventile befinden sich die Nocken 44 und 45 auf dem Umfang der Nockenwellen 42 und 43 entsprechend der Betriebszeiten der Einlaßventile.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 sind die Ein- und Auslaßventile 97 und 80 beweglich am Zylinderkopf 13 angebracht und verschließen die Einlaßanschlüsse 83 und die Auslaßanschlüsse 84 mit Hilfe der Ventilfedern 81 und 82. Die Betätigung des T- förmigen Hebels 63 (Hebel (L) 104) drückt die oberen Abschnitte der Ein- und Auslaßventile 79 und 80 derart, daß die Ein- und Auslaßanschlüsse 83 und 84 geöffnet und geschlossen werden, die mit den Verbrennungskammern 85 verbunden und nicht verbunden sind.
Wie es in Fig. 1 bis 3, 9 und 12 dargestellt wird, befindet sich eine Hydraulik-Steuereinheit 86 auf der Rückseite (im oberen Bereich von Fig. 12) des Zylinderkopfes 13, so daß sie die Umschaltmechanismen K1, K2a und K2b der Ventilsysteme 61 und 62 betätigt. Die Hydraulik-Steuereinheit 86 enthält eine Ölpumpe 87, einen Akkumulator 88 und die zweiten sowie ersten Solenoidventile 31 und 26.
Die Ölpumpe 87 und der Akkumulator 88 befinden sich zwischen den Einlaß- und Auslaß-Nockenwellen 42 und 44. Die Ölpumpe 87 ist geradewegs über dem Akkumulator 88 angeordnet, wobei die Achse derselben parallel zu jener des Akkumulators 88 ausgerichtet ist. Ein Zylinder 121 der Ölpumpe 87 wird durch die Kraft einer Druckfeder 122 auf einem oberen Seitenabschnitt des hintersten Nockenkappen-Gehäuses 46 und auf einem oberen Seitenabschnitt der Nockenkappe 47 des Zylinderkopfes 13 gehalten und ist mit Hilfe einer Schraube 124 durch die Abdeckung 123 so fixiert, daß der Zylinder 121 horizontal beweglich ist. Ein Druckkolben 126 wirkt über eine Druckfeder 125 auf den Zylinder 121. Der Druckkolben 126 wird mit Hilfe einer Ölpumpen-Nocke 127 betätigt, die integral mit dem einen Ende der Einlaß-Nockenwelle 42 verbunden ist.
Ein Zylinder 128 des Akkumulators 88 wird durch die Kraft einer Druckfeder 129 auf einem unteren Seitenabschnitt des Nockenkappen-Gehäuses 46 und einem unteren Seitenabschnitt der Nockenkappen 47 gehalten und ist mit Hilfe einer Schraube 124 durch die Abdeckung 123 so fixiert, daß der Zylinder 128 horizontal beweglich ist. Die Zylinder 121 und 128 haben denselben Durchmesser und können aus denselben Bestandteilen aufgebaut sein. Sowohl die zweiten, wie auch die ersten Solenoidventile 31 und 26 sind auf dem Zylinderkopf 11 befestigt.
Wie in Fig. 1 bis 3 und 9 gezeigt, ist das zweite Solenoidventil 31 direkt mit der Hauptölpumpe 120 der Maschine über die Ölleitung 130 und mit der Druckölleitung 30a über den Hydraulikkreislauf 30 verbunden. Das erste Solenoidventil 26 ist mit dem Akkumulator 88, der Ölpumpe 87 und der Hauptölpumpe 120 über den Öllaufgang 131 und mit der Druckölleitung 22a über den Hydraulikkreislauf 22 verbunden. Die Solenoidventile 26 und 31 werden in Abhängigkeit von Steuersignalen von der ECU 15 betätigt.
Der Umschaltmechanismus K2b des Ventilsystems 62 wird mit der Hydraulik-Steuereinheit 86 ähnlich dem Umschaltmechanismus K2b des Ventilsystems 61 betätigt. Das zweite Solenoidventil 31 ist mit der Druckölleitung 30b der Kipphebelachse 52 über den Hydraulikkreislauf 30 gekoppelt. Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält der Zylinderkopf 13 hohle Kerzenrohre 135 für die entsprechenden Zylinder. Die Zündkerzen 23 stecken in entsprechenden Kerzenrohren 135, die bis zu den Brennkammern 85 reichen.
Im folgenden wird der Betrieb der Vier-Zylinder-Maschine beschrieben. Die ECU stellt einen Betriebsstatus der Maschine auf der Basis von Daten fest, die sie von unterschiedlichen Sensoren erhält. Befindet sich die Maschine in der Niedrigdrehzahl-Betriebsart, wählt die ECU 15 das Nockenprofil, das für diese Betriebsart geeignet ist. In diesem Fall gibt die ECU 15 ein Steuersignal an die Solenoidventile 26 und 31 aus, um diese zu schließen. Es wird kein Drucköl des Druckölleitungen 22a, 30 und 30b zugeführt. Beim Ventilsystem 61 nach Fig. 10(a) steht der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 mit der Kipphebelachse 52 über den Kippstift 92 in Eingriff, so daß der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 von der Kipphebelachse 52 gelöst ist. Wenn sich die Nockenwellen 42 und 43 drehen, kippt die Niedrigdrehzahl-Nocke 44 den Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64. Die Antriebskraft wird von dem Niedrigdrehzahl- Kipphebelarm 64 zum T-förmigen Hebel 63 über die Kipphebelachse 52 übertragen. Daraufhin betätigen zwei Justierschrauben 66 am Kippende des T-förmigen Hebels 63 die Einlaß- und Auslaßventile 79 und 80. Andererseits wird beim Ventilsystem 62 der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 von der Kipphebelachse 52 gelöst, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Drehen sich die Nockenwellen 42 und 43, kippt die Niedrigdrehzahl-Nocke 44 den T-förmigen Hebel (L) 104. Zwei Stellschrauben 107 am Kippende des Hebels (L) 104 betätigen die Einlaß- und Auslaßven tile 79 und 80 mit einer Zeitgabe für den Niedrigdrehzahl- Maschinenbetrieb, wodurch der Niedrigdrehzahl-Betrieb der Maschine zugelassen wird.
Wird die Hochdrehzahl-Betriebsart der Maschine erfaßt, gibt die ECU 15 ein weiteres Steuersignal an die Solenoidventile 26 und 31 aus, um diese zu öffnen. Daraufhin wird Drucköl den Druckölleitungen 22a, 30a und 30b zugeführt. Während des Hochdrehzahl-Betriebs der Maschine wird beim Ventilsystem 61 der Kippstift 92 aus der Aussparung 95 des Niedrigdrehzahl- Kipphebels 64 durch das Drucköl gelöst, so daß der Niedrigdrehzahl-Kipphebelarm 64 von der Kipphebelachse 52 gelöst wird, wie es in Fig. 10(b) gezeigt ist. Dann steht der Kippstift 99 mit der Aussparung 101 derart in Eingriff, daß der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65 mit der Kipphebelachse 52 in Eingriff steht. Die Hochdrehzahl-Nocke 45 kippt den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 65, wodurch der T-förmige Hebel 63 so gekippt wird, daß er die Einlaß- und Auslaßventile 79 und 80 betätigt. Andererseits wird beim Ventilsystem 62 der Kippstift 114 mit der Aussparung 116 durch das Drucköl in Eingriff gebracht, so daß der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105 mit der Kipphebelachse 52 in Eingriff steht. Daraufhin kippt die Hochdrehzahl-Nocke 45 den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 105, der die Einlaß- und Auslaßventile 79 und 80 betätigt. Die Einlaß- und Auslaßventile 79 und 80 werden mit der Zeitgabe für den Hochdrehzahl-Betrieb der Maschine betätigt.
Die ECU 15 steuert die Ventilsysteme für die Vier- oder Zwei- Zylinder-Betriebsart der Maschine in Übereinstimmung des Kennfeldes, das in Fig. 13 oder Fig. 14 gezeigt ist.
Ist der Leerlaufschalter 27 aktiv, wird das Kennfeld von Fig. 13 verwendet, um entweder die Vier- oder die Zwei-Zylinder- Betriebsart im gesamten Maschinenbetriebs-Bereich einzustellen, und auf der Basis der Volumeneffizienz (Ev) und der Maschinendrehzahl (Ne) dargestellt. In Fig. 13 steht der schraffierte Bereich für den Zwei-Zylinder-Betriebsbereich der Maschine.
Im Kennfeld ist die Grenze zwischen den Vier- und Zwei-Zylinder-Betriebsbereichen eingestellt, unter der Voraussetzung, daß man eine Leistung in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl und einer Last erhält, die aus der Volumeneffizienz errechnet wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 13 ist die Volumeneffizienz in einem Niedrigdrehzahl-Bereich momentan erhöht, so daß die Maschinendrehzahl vorübergehend ansteigt, um ihre abrupte Verminderung zum Zeitpunkt der Zwei-Zylinder- Betriebsart zu verhindern, wenn von der Vier-Zylinder- Betriebsart zur Zwei-Zylinder-Betriebsart umgeschaltet wird.
Die ECU 15 führt folgende Vorgänge aus, wenn die Zwei-Zylinder-Betriebsart gewählt ist, während die Maschine nach ihrer Aktivierung leerläuft, jedoch nicht während die Maschine durch Lösen der Drosselklappe abgebremst wird.
Die ECU 15 wählt die Zwei-Zylinder-Betriebsart nicht aus, wenn äußere Störungen vorliegen, wie etwa EIN-/AUS-Signale für die Schalter der Klimaanlage und den Servolenkungs-Mechanismus, die die Lasten verändern, die auf die Maschine einwirken, d. h. die die Leerlaufdrehzahl der Maschine verringern, und wenn die Maschinendrehzahl aus irgend einem Grund abnorm abgebremst wird. Mit anderen Worten führt die ECU 15 diese Vorgänge in Übereinstimmung mit logischen ODERn der Faktoren durch, die oben erwähnt wurden.
Wie es in Fig. 17 gezeigt ist, ist das Gegendrehmoment in der Zwei-Zylinder-Betriebsart schwach, verglichen mit jenem in der Vier-Zylinder-Betriebsart. Wenn die Maschinenbelastung variiert, kehrt die Maschine darüber hinaus relativ langsam in ihren Normalzustand in der Zwei-Zylinder-Betriebsart zurück und leidet unter einer instabilen Leerlaufdrehzahl oder unter Absterben.
Ist der Leerlaufschalter 27 inaktiv, steuert die ECU 15 die Ventilsysteme derart, daß die Zwei- oder Vier-Zylinder- Betriebsart gemäß des Kennfeldes von Fig. 14 gewählt wird.
Das Kennfeld von Fig. 14 ist eine Modifikation des Kennfeldes von Fig. 13 und wird zur Überprüfung der Zwei- oder Vier- Zylinder-Betriebsart der Maschine verwendet, wenn die Maschine im vorbestimmten Drehzahlbereich läuft, wobei der Leerlaufschalter 27 ausgeschaltet ist.
Bei den Kennfeldern von Fig. 13 und 14 sind die Bedingungen für die Wahl der Zwei-Zylinder-Betriebsart in Übereinstimmung mit dem aktiven oder inaktiven Zustand des Leerlaufschalters 27 variabel. Um die Zwei-Zylinder-Betriebsart auszuwählen, sind insbesondere minimale Maschinendrehzahlen, bei denen das Kraftfahrzeug starken Vibrationen ausgesetzt ist, gemäß der aktiven oder inaktiven Zustände des Leerlaufschalters 27 vorbestimmt. Ist die Zwei-Zylinder-Betriebsart erforderlich, wird das Kennfeld von Fig. 13 oder Fig. 14 wahlweise verwendet, nachdem die momentane Maschinendrehzahl mit den vorangegangenen Minimaldrehzahlen verglichen wurde, und in Abhängig keit des aktiven oder inaktiven Zustands des Leerlaufschalters.
Beim Kennfeld von Fig. 13 ist die minimale Maschinendrehzahl für die Wahl der Zwei-Zylinder-Betriebsart 600 U/min (wenn der Leerlaufschalter 27 aktiv ist). Beim Kennfeld von Fig. 14 ist die minimale Maschinendrehzahl 1.600 U/min (wenn der Leerlaufschalter 27 inaktiv ist).
Der Betrieb der ECU 15 wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 15 erläutert.
Sind eine Maschinendrehzahl (Ne) und die Volumeneffizienz (Ev), d. h. ein Ansaugdruck eingegeben, prüft die ECU 15, ob der Befehl entweder für die Zwei- oder die Vier-Zylinder- Betriebsart in Übereinstimmung mit dem Kennfeld aus Fig. 13 oder 14 ausgegeben werden soll. Anschließend wird ein Steuersignal an die Hydraulik-Steuereinheit 86 gemäß der Zwei- oder Vier-Zylinder-Betriebsart ausgegeben. Somit ist es nicht erforderlich, die Kapazität des Speichers der ECU zu erhöhen.
Wenn die Zwei-Zylinder-Betriebsart ausgewählt ist, prüft die ECU 15, ob die Bedingungen für die Zwei-Zylinder-Betriebsart erfüllt sind und ob der Leerlaufschalter 27 betätigt ist oder nicht. Mit anderen Worten wird die Minimal-Maschinendrehzahl auf 600 U/min eingestellt, wenn der Leerlaufschalter aktiv ist. Andernfalls wird die Minimal-Maschinendrehzahl auf 1.600 U/min eingestellt. Anschließend beginnt die Steuerung der Treibstoffeinspritzung.
Die laufende Maschinendrehzahl wird eingegeben und mit der Minimal-Maschinendrehzahl verglichen. Ist die momentane Maschinendrehzahl größer als die Minimal-Maschinendrehzahl, führt die ECU 15 den Steuervorgang gemäß des Flußdiagramms A oder B (Beschreibung erfolgt später) in Abhängigkeit des EIN- oder AUS-Zustands des Leerlaufschalters 27 aus. Daraufhin gestattet die ECU der Maschine, den Zwei-Zylinder-Betrieb mit Bezug auf das Kennfeld von Fig. 13 oder Fig. 14 auszuführen. Ist die momentane Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Referenz-Maschinendrehzahl, führt die ECU 15 andererseits den Steuervorgang gemäß des Flußdiagramms C aus, so daß von der Zwei-Zylinder-Betriebsart zur Vier-Zylinder- Betriebsart umgeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird ein Steuersignal an die Hydraulik-Steuereinheit 26 ausgegeben.
So weit es bis hier beschrieben wurde, ist es möglich, entweder die Vier- oder Zwei-Zylinder-Betriebsart in Übereinstimmung mit den vorgenannten Kennfeldern und in Abhängigkeit des EIN- oder AUS-Zustandes des Leerlaufschalters 27 zu wählen. Wenn die Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart zur Vier- Zylinder-Betriebsart umgeschaltet werden soll, um das Kraftfahrzeug zu beschleunigen, können beispielsweise die inaktiven Zylinder unverzüglich durch Ignorieren einer Verzögerung in Gang gesetzt werden, das verursacht wird, um den Ansaugdruck zu erfassen, was ein schnelles Reagieren der Maschine auf eine Beschleunigung verbessern kann.
Fig. 16 zeigt das Flußdiagramm A für die ECU, um die Zwei- Zylinder-Betriebsart zu unterbrechen, wenn entweder die Klimaanlage oder die Servolenkung während des Leerlaufs betätigt wird.
Als erstes prüft die ECU 15, ob der Klimaanlagen-Schalter 29 aktiv ist. Ist der Klimaanlagen-Schalter 29 inaktiv, prüft die ECU 15, ob der Servolenkungs-Schalter 32 betätigt wurde, oder nicht.
Sind sowohl der Klimaanlagen-Schalter 29 und der Servolenkungs-Schalter 32 aktiv, betätigt die ECU 15 einen Zeitgeber, um eine Zeitdauer einzustellen, um die Zwei-Zylinder- Betriebsart zu unterbrechen, nachdem die Schalter 29 und 32 abgeschaltet sind, und stellt ein Kennzeichen für die Unterbrechung der Zwei-Zylinder-Betriebsart ein.
Die vorgenannte Unterbrechungsdauer wird so eingestellt, daß es möglich ist, die Maschine zur Zwei-Zylinder-Betriebsart nach stabilem Leerlauf umzuschalten.
Ist weder der Klimaanlagen-Schalter 29 noch der Servolenkungs-Schalter 32 eingeschaltet, löscht die ECU 15 andererseits das Unterbrechungs-Kennzeichen und gestattet die Wahl der Zwei-Zylinder-Betriebsart, nachdem das Verstreichen der oben erwähnten Unterbrechungsdauer bestätigt wurde.
Unter dieser Bedingung prüft die ECU 15, ob die momentane Maschinendrehzahl (Ne) unter der Minimal-Maschinendrehzahl ist oder nicht, die für einen stabilen und zuverlässigen Betrieb der Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart notwendig ist. Ist die Maschinendrehzahl geringer als die Minimaldrehzahl, stellt die ECU das Unterbrechungs-Kennzeichen so ein, daß das Umschalten zur Zwei-Zylinder-Betriebsart verhindert wird.
Das vorgenannte Überprüfen und Vergleichen wird ausgeführt, um eine Möglichkeit eines instabilen Betriebs oder ein Absterben der Maschine zu beurteilen, wenn die Zwei-Zylinder- Betriebsart gewählt ist. Im Anschluß dieser Prüfvorgänge prüft die ECU 15, ob das Unterbrechungs-Kennzeichen eingestellt wurde. Wurde das Kennzeichen eingestellt, schreitet die ECU 15 zu den Vorgängen fort, wie es im Flußdiagramm C (Beschreibung erfolgt später) gezeigt ist. Dann gibt die ECU 15 einen Befehl für die Vier-Zylinder-Betriebsart an die Hydraulik-Steuereinheit 86 aus. Andernfalls gibt die ECU 15 einen Befehl für die Zwei-Zylinder-Betriebsart an die Hydraulik-Steuereinheit 86 aus.
Ist die Zwei- oder Vier-Zylinder-Betriebsart gemäß des Kennfeldes einmal ausgewählt, unterläßt die ECU 15 die Betätigung entweder des Solenoidventils 26 oder 31 der Hydraulik-Steuereinheit 86 für eine bestimmte Zeitdauer, bevor sie zur nächsten Betriebsart fortschreitet.
Die Zeitdauer für die Unterbrechung der Solenoidventil-Betätigung wird zu folgendem Zweck eingestellt. Es wird vorausgesetzt, daß das erste Solenoidventil 26 betätigt ist, um die gewählte Betriebsart einzuleiten, und der Kippstift 92 der Kipphebelachse 52 mit der Aussparung 95 des Niedrigdrehzahl- Kipphebelarmes 64 in Eingriff steht, oder daraus gelöst ist. Ist es erforderlich, den Kippstift 92 mit der Aussparung 95 für eine andere Betriebsart in Eingriff zu bringen oder daraus zu lösen, wird die zweit-erwähnte Betriebsart unterbrochen, wodurch ein unzureichendes oder geringes Eingreifen oder Lösen des Kippstiftes 92 verhindert wird, das aus einer Verzögerten Reaktion resultiert, verursacht durch Hysterese oder Kollision zwischen den betreffenden Elementen in den Ventilsystemen. Die vorgenannten Maßnahmen werden in ähnlicher Weise beim zweiten Solenoidventil 31 angewendet.
Die Unterbrechungsdauer wird durch das Kennfeld aus Fig. 18 eingestellt. Das Kennfeld wird auf der Basis der Maschinendrehzahl aufgetragen, die den Hydraulikdruck auf die Ventile 26 und 31 beeinflußt. Je geringer die Maschinendrehzahl und der Hydraulikdruck ist, desto länger ist die Unterbrechungsdauer. Wenn die Maschinendrehzahl niedrig ist, brauchen mit anderen Worten die Solenoidventile 26 und 31 lange, um ihre Tätigkeit zu vollenden. Andererseits wird die Unterbrechungsdauer kürzer, wenn die Maschinendrehzahl größer wird und der Hydraulikdruck erhöht wird.
In Fig. 18 steht die Vollinie für die Unterbrechungsdauer, wenn ein Druck so ausgeübt wird, daß der Kippstift 92 gegen die Kraft der Druckfeder 100 (dieser Zustand wird "EIN" genannt) bewegt wird, während die Strichlinie die Unterbrechungsdauer darstellt, wenn der Druck vermindert wird, um so den Kippstift 92 mit der Druckfeder 100 zu bewegen ("AUS" genannt). Die Ventilbetrieb-Unterbrechungsdauer ist während des EIN-Zustandes der Solenoidventile länger, wie es mit der Vollinie gezeigt ist, während die Unterbrechungsdauer während des AUS-Zustandes der Solenoidventile kürzer ist.
Die ECU 15 unterbricht den Betrieb der Solenoidventile in Übereinstimmung mit dem Flußdiagramm C in Fig. 19.
Dann überprüft die ECU 15, ob die Anforderungen für die Änderung der Betriebsart erfüllt sind, oder nicht. Sind die Anforderungen erfüllt, prüft die ECU 15, ob die vorbestimmte Zeitdauer nach der Betriebsartenwahl vergangen ist oder nicht, d. h. der Zeitraum für die Unterbrechungsdauer des Solenoidventil-Betriebs, der in Übereinstimmung mit dem Kennfeld von Fig. 18 eingestellt ist.
Ist diese Unterbrechungsdauer "0", ermittelt die ECU 15 die Betriebsposition des Solenoidventils 26 oder 31, um die Betriebsart zu wechseln. Andernfalls setzt die ECU 15 den Unterbrechungsdauer-Zeitgeber rück, wodurch sie für einen folgenden Befehl betriebsbereit wird.
Im vorgenannten Fall prüft die ECU 15 die Richtung, um den Druck auf die Solenoidventile 26 oder 31 auszuüben. Anschließend wird die Unterbrechungsdauer gemäß der Druckrichtung eingestellt.
Die ECU 15 benutzt zudem ein Kennfeld, das in Fig. 20 gezeigt ist, um so die Betätigung des Klimaanlagenschalters 29 während der Zwei-Zylinder-Betriebsart der Maschine zu prüfen.
Das Kennfeld von Fig. 20 (im folgenden "Klimaanlagen-Prüfkennfeld" genannt) wird so verwendet, daß die Maschine einen großen Betriebsbereich haben kann, um die Zwei-Zylinder- Betriebsart auszuwählen, auch wenn die sogenannte Leerlaufdrehzahl-Steuerung durchgeführt wird, um so die Menge der Ansaugluft in Abhängigkeit einer Last zu vergrößern, die durch die Betätigung des Klimaanlagen-Schalter 29 erhöht wird.
In Fig. 20 kennzeichnet der Buchstabe A die Grenze zwischen der Zwei-Zylinder-Betriebsart und der Vier-Zylinder-Betriebsart während der Nicht-Betätigung der Klimaanlage. Der Buchstabe B kennzeichnet die Grenze zwischen den zwei Betriebsarten während der Betätigung der Klimaanlage. Die Grenze B ist so festgelegt, daß sich der Maschinen-Betriebsbreich, in dem die Zwei-Zylinder-Betriebsart ausgewählt werden kann, erweitert, unabhängig von der Erhöhung der Volumeneffizienz, die aus der Betätigung der Klimaanlage resultiert. Alternativ dazu kann das Kennfeld aus Fig. 13 auch in diesem Fall verwendet werden, um die Grenze zwischen der Vier- und der Zwei- Zylinder-Betriebsart zu bestimmen, wenn die Klimaanlage inaktiv ist.
Das Klimaanlagen-Kennfeld von Fig. 20 zeigt, daß die Zwei- Zylinder-Betriebsart in einem Betriebsbereich wählbar ist, in dem die Volumeneffizienz erhöht wird und die Leerlaufdrehzahl erhöht wird und mit Hilfe der Leerlauf-Steuerung (ISC) stabil wird. Dieser Betriebsbereich ist größer als der Betriebsbereich, der mit der Grenze A in Fig. 20 gezeigt ist, bei dem die Leerlaufdrehzahl aufgrund der Nicht-Betätigung der Klimaanlage konstant ist.
In Fig. 20 kennzeichnen die Buchstaben C und D die Laufleistungskurven der Maschine. In diesem Fall stellt die Ordinate die Maschinenleistung und die Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Insbesondere steht die Kurve C für die Laufleistung der Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart während der Betätigung der Klimaanlage (in Übereinstimmung mit dem Klimaanlagen-Prüfkennfeld). Die Kurve D stellt die Laufleistung der Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart während der Nicht-Betätigung der Klimaanlage (in Übereinstimmung mit dem Kennfeld aus Fig. 13 oder 14) dar. Wie es mit der Kurve C dargestellt ist, hat die Maschine in der Zwei-Zylinder- Betriebsart in Übereinstimmung mit dem Klimaanlagen-Kennfeld von Fig. 20 eine größere Leistung und fährt mit einer effektiveren Treibstoffeinsparung fort, als die Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart gemäß des Kennfeldes von Fig. 13 oder 14.
Gemäß des Kennfeldes von Fig. 20 unterbricht die ECU 15 die Wahl der Zwei-Zylinder-Betriebsart, wenn die Leerlaufdrehzahl der Maschine aufgrund der Last instabil ist, die durch die Betätigung des Klimaanlagen-Schalters 29 erhöht wird, oder wenn sie gering genug ist, daß die Maschine abstirbt. In diesem Fall bevorzugt die ECU 15 die Vier-Zylinder-Betriebsart.
Ist der Leerlaufschalter ausgeschaltet ändert die ECU 15 den Betriebsbereich der Maschine zum Auswählen der Zwei-Zylinder- Betriebsart gemäß des Flußdiagramms B aus Fig. 21 in Abhängigkeit der Betätigung oder Nicht-Betätigung des Klimaanlagen-Schalters.
Als erstes prüft die ECU 15, ob der Klimaanlagen-Schalter 29 aktiv ist, oder nicht. Ist der Schalter inaktiv, verwendet die ECU 15 das Kennfeld von Fig. 13. Andernfalls verwendet die ECU 15 das Kennfeld von Fig. 20. Unter Bezugnahme auf das gewählte Kennfeld vergleicht die ECU 15 die vorliegende Volumeneffizienz und die Referenz-Volumeneffizienz und erkennt, daß sich die Maschine in der Zwei- oder Vier-Zylinder- Betriebsart befindet. Daraufhin gibt die ECU 15 unterschiedliche Signale für die laufende Betriebsart an die Hydraulik- Steuereinrichtung 86 aus.
Bei Empfang eines Drosselklappen-Öffnungssignals vom Drosselklappen-Öffnungssensor 8 prüft die ECU 15, ob die Maschine in Übereinstimmung mit einer errechneten Änderung der Drosselklappenöffnung beschleunigt. Beschleunigt die Maschine in der Zwei-Zylinder-Betriebsart, um Treibstoff zu sparen, betätigt die ECU 15 die Hydraulik-Steuereinheit 86, um so die Maschine in die Vier-Zylinder-Betriebsart umzuschalten, unabhängig von der Volumeneffizienz, die durch den Ansaugdruck repräsentiert wird.
Unter der vorgenannten Bedingung führt die ECU 15 ihren Steuerbetrieb gemäß der Routine aus, die mit dem Flußdiagramm D in Fig. 22 dargestellt ist.
Bei Empfang eines Signals vom Drosselklappen-Öffnungssensor 8 prüft die ECU 15, ob die Volumeneffizienz und die Maschinendrehzahl innerhalb des Bereiches liegen, der sich für die Zwei-Zylinder-Betriebsart mit Bezug auf das Kennfeld von Fig. 13 eignet. Korrespondieren diese Parameter mit dem Zwei-Zylinder-Betriebsbereich, prüft die ECU 15, ob ein Beschleunigungs-Kennzeichen gelöscht wurde. Dieses Beschleunigungs- Kennzeichen wird normalerweise eingestellt, wenn die Änderung der Drosselklappenöffnung über einem vorbestimmten Wert für eine voreingestellte Zeitdauer ist. Andernfalls gibt die ECU 15 ein Signal für die Betätigung der Hydraulik-Steuereinheit 86 aus, um so die Zwei-Zylinder-Betriebsart zu wählen.
Wenn die Zwei-Zylinder-Betriebsart gewählt ist, prüft die ECU 15, ob die voreingestellte Zeitdauer, d. h. 50 ms bei dieser Ausführungsform, verstrichen ist. Mit der Bestätigung des Verstreichens von 50 ms errechnet die ECU 15 die Änderung (Δ TH) gemäß einer Differenz zwischen der momentanen Drosselklappenöffnung (THN) und der vorhergehenden Drosselklappenöffnung (THL) und vergleicht die Änderung (ΔTH) mit dem voreingestellten Wert (A), um so zu prüfen, ob die Änderung (ΔTH) über oder unter (A) ist, das für die Beschleunigung steht.
Für den Fall, daß die Änderung (ΔTH) über (A) ist, d. h. die Maschine beschleunigt, stellt die ECU 15 das Beschleunigungs- Kennzeichen ein und gibt das Signal zum Aktivieren der Hydraulik-Steuerungseinheit 86 aus, wodurch von der Zwei-Zylinder-Betriebsart zur Vier-Zylinder-Betriebsart umgeschaltet wird.
Wenn das Beschleunigungs-Kennzeichen eingestellt wurde, prüft die ECU 15 andererseits, ob die voreingestellte Zeitperiode, d. h. 100 ms in dieser Ausführungsform, verstrichen ist. Mit Bestätigung des Verstreichens von 100 ms errechnet die ECU 15 die Änderung (ΔNe) der Maschinendrehzahl auf der Basis der Differenz zwischen der momentanen Maschinendrehzahl (Nen) und der vorhergehenden Maschinendrehzahl (NeL). daraufhin ermittelt die ECU 15, ob die Änderung (ΔNe) über oder unter dem voreingestellten Wert (B) ist. Ist die Änderung (ΔNe) über (B), bestätigt die ECU 15 die Beschleunigung der Maschine und löscht das Beschleunigungs-Kennzeichen.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Zwei-Zylinder-Betriebsart zu unterbrechen, wenn eine äußere Störung auftritt, die die Maschinendrehzahl verringern kann, selbst wenn die vorhergehende Betriebsart vorzuziehen ist, um Treibstoff während des Leerlaufs zu sparen.
Somit ist es zudem möglich, einen instabilen Maschinenbetrieb oder ein Absterben zu vermeiden, was durch eine Last verursacht wird, die in der Zwei-Zylinder-Betriebsart erhöht wird.
Wenn weiterhin die Zwei- oder Vier-Zylinder-Betriebsart gewählt wird, bleiben die Solenoidventile, die der gewählten Betriebsart zugeordnet sind, für die voreingestellte Zeitdauer aktiv. Während dieser voreingestellten Zeitdauer wird das Umschalten von der Vier- zur Zwei-Zylinder-Betriebsart oder umgekehrt unterbrochen. Selbst wenn die Solenoidventile häufig in Betrieb sind, um die Betriebsart der Maschine zu ändern, kann somit die Hydraulik-Steuereinheit davor bewahrt werden, unsachgemäß zu laufen, oder es können Bestandteile der Solenoidventile, wie etwa Schieberventile, vor Beschädigungen geschützt werden.
Die Zeitdauer für die Unterbrechung des Betriebs der Solenoidventile variiert mit dem Druck und der Richtung des Öls, das den Solenoidventilen zugeführt wird, und mit der Richtung zur Ausübung des Öldrucks. Daher können die Solenoidventile zuverlässig in ihren Betriebspositionen beibehalten werden.
Bei der Erfindung wird die Vier- oder Zwei-Zylinder-Betriebsart gemäß unterschiedlicher Kennfelder in Abhängigkeit der Betätigung und Nicht-Betätigung der Klimaanlage gewählt. Ist die Klimaanlage aktiv, kann die Maschine somit mit der Zwei- Zylinder-Betriebsart fortfahren, selbst wenn die Volumeneffizienz relativ hoch ist. Es ist möglich, Treibstoff zu sparen, unabhängig vom Status der Klimaanlage.
Wenn die Klimaanlage während des Leerlaufs aktiv ist, wird die Maschine in die Vier-Zylinder-Betriebsart eingestellt, unabhängig von der Änderung der Volumeneffizienz, wodurch sie gegen einen instabilen Betrieb und ein Absterben geschützt ist. Somit kann eine Treibstoffeinsparung erreicht werden, ohne den Betrieb der Maschine und der Klimaanlage nachteilig zu beeinflussen.
Um entweder die Vier- oder die Zwei-Zylinder-Betriebsart zu wählen, wird die Beschleunigung der Maschine auf der Basis der Änderung der Drosselklappenöffnung überprüft. Somit kann die Maschine schnell eine Leistung erzeugen, die für die Beschleunigung nötig ist, ohne durch eine verzögerte Änderung des Ansaugdrucks beeinflußt zu werden, der aus einem verzögerten Ansaugen von Luft oder einer verzögerten Betätigung des Stellgliedes in der Hydraulik-Steuereinheit resultiert.
Zusätzlich wird von der Zwei-Zylinder-Betriebsart in die Vier-Zylinder-Betriebsart auf der Basis der Änderung der Drosselklappenöffnung umgeschaltet. Somit kann die Leistung der Maschine vom Fahrer je nach Wunsch gesteuert werden. In diesem Fall wird die Zündabfolge der vier Zylinder eingestellt, um der Treibstoffeinspritzung in diese zu entsprechen. Somit ist es möglich, abnorme Vibrationen zum Zeitpunkt der Umschaltens zur Vier-Zylinder-Betriebsart und einen instabilen Maschinenbetrieb zu unterdrücken, der aus einem verzögerten Verbrennungshub resultiert.
Ist, soweit es beschrieben wurde, beim Auswählen entweder die Vier- oder die Zwei-Zylinder-Betriebsart gewählt, wird die Maschinendrehzahl, die sich mit dem EIN- oder AUS-Zustand des Leerlaufschalters ändert, mit der vorbestimmten Referenzdrehzahl verglichen, bei der die Maschine unter Vibrationen leidet. Nur wenn die Maschine mit der Drehzahl läuft, bei der sie frei von Vibrationen ist, kann die Zwei-Zylinder- Betriebsart aufrechterhalten werden, um so eine Treibstoffeinsparung zu erreichen. Somit kann die Maschine die Zwei- Zylinder-Betriebsart einnehmen, selbst wenn sie mit einer geringen Drehzahl läuft.

Vorteile und industrielle Einsetzbarkeit

Die Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine nach vorliegender Erfindung ist bei Kraftfahrzeugen mit OHC-Ventilsystemen einsetzbar, und insbesondere bei Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, deren Betriebsbedingungen, wie etwa die Maschinendrehzahl, durchgehend veränderbar sind.

Claims

1. Fahrzeugbrennkraftmaschine (E), mit einem Teil-Zylinderbetrieb, um einige der Zylinder außer Betrieb zu setzen, enthaltend: einen Maschinendrehzahlsensor (12) zum Erfassen einer Maschinendrehzahl; einen Drucksensor (16) zum Erfassen des Unterdrucks eines Einlaßrohres und Erzeugen eines Signals, das kennzeichnend für einen erfaßten Ladedruck ist; und eine Steuereinheit (ECU) zum wahlweisen Betreiben der Brennkraftmaschine (E) in einer Teil- oder Vollzylinder- Betriebsart in Abhängigkeit von der erfaßten Motordrehzahl (Ne) und dem Ladedruck, wobei diese Steuereinheit (ECU) die Umschaltbedingungen zwischen der Teil- und der Vollzylinder- Betriebsart auf der Basis der Maschinendrehzahldaten (Ne), der Ladedruckdaten und der Ausgabe eines Leerlaufschalters definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (ECU) eines von mehreren Kennfeldern in Abhängigkeit der Ausgabe des Leerlaufschalters auswählt, wobei in diesen Kennfeldern die Umschaltbedingungen zwischen der Teil- und Vollzylinder-Betriebsart basierend auf den Maschinendrehzahldaten und den Ladedruckdaten individuell vorberechnet sind und die Steuereinheit ein erstes Kennfeld enthält, in dem der Teilzylinder-Betriebsbereich derart eingestellt ist, daß die volumetrische Effizienz allmählich zwischen der niedrigsten Nicht-Leerlaufdrehzahl und einer gewünschten Zwischendrehzahl während des Nicht-Leerlaufbetriebs erhöht wird, und ein zweites Kennfeld, in dem der Teilzylinderbetriebsbereich derart eingestellt ist, daß die volumetrische Effizienz zwischen der geringsten Leerlaufdrehzahl und einer gewünschten niedrigen Drehzahl verringert und dann zwischen der gewünschten niedri gen Drehzahl und der gewünschten Zwischendrehzahl erhöht wird.

2. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Belastungssensor mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei dieser Sensor ein Klimaanlagen-Schalter ist.

3. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlicher Belastungssensor mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei dieser Sensor ein Servolenkungs-Schalter ist.

Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Belastungssensor mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei dieser Sensor ein Drosselklappenöffnungs-Sensor ist.

5. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, wobei die Teilzylinder-Betriebsart beendet wird, wenn eine Änderung der Drosselklappenöffnung, die mit dem Drosselklappenöffnungs- Sensor erfaßt wird, über einem vorbestimmten Wert liegt.

6. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinheit die Teilzylinder-Betriebsart beendet, wenn sie den Leerlauf und den Betrieb der Klimaanlage oder der Servolenkung oder eine abnorme Maschinendrehzahl erfaßt.

7. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit die Teilzylinder-Betriebsart für eine vorbe stimmte Zeitdauer verhindert, nachdem ein Nichtbetrieb der Klimaanlage und der Servolenkung erfaßt wurde.

3. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, wobei während des Betriebs der Klimaanlage während der Teilzylinder- Betriebsart die Maschinenleistung größer eingestellt wird, als die Maschinenleistung während des Nichtbetriebs der Klimaanlage in der Teilzylinder-Betriebsart.

9. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 7, wobei während der Betätigung der Servolenkung in der Teilzylinder-Betriebsart die Maschinenleistung größer eingestellt wird als die Maschinenleistung während der Nicht-Betätigung der Servolenkung in der Teilzylinder-Betriebsart.

10. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Teilzylinder-Betriebsart verhindert, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vorbestimmten Wert liegt.

11. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit den Umfang der Teilzylinder-Betriebsart in Abhängigkeit der Betätigung oder Nicht-Betätigung der Klimaanlage variiert, wenn die Maschine nicht leerläuft.

12. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 11, wobei während der Betätigung der Klimaanlage die Steuereinheit die niedrigste Maschinendrehzahl höher einstellt als die geringste Maschinendrehzahl während der Nicht-Betätigung der Klimaanlage.

13. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit ein drittes Kennfeld enthält, in dem der Teilzylinder-Betriebsbereich derart eingestellt ist, daß die volumetrische Effizienz zwischen einem gewünschten Niedrigdrehzahlbereich und einem gewünschten Zwischendrehzahlbereich während des Betriebs der Klimaanlage schrittweise erhöht wird.

14. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit für eine voreingestellte Zeitperiode verhindert, daß von der Vollzylinder-Betriebsart in die Teilzylinder-Betriebsart umgeschaltet wird, auch wenn die Maschine zur die Teilzylinder-Betriebsart betriebsbereit wird.

15. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 14, wobei die voreingestellte Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens verlängert wird, wenn die Maschinendrehzahl geringer wird.

16. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit für eine voreingestellte Zeitdauer verhindert, daß von der Teilzylinder-Betriebsart zur Vollzylinder- Betriebsart umgeschaltet wird, auch wenn die Maschine für die Vollzylinder-Betriebsart betriebsbereit wird.

17. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 16, wobei die voreingestellte Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens verlängert wird, wenn die Maschinendrehzahl geringer wird.

18. Fahrzeugbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens von der Teilzylinder-Betriebsart in die Vollzylinder-Be triebsart einstellt, die kürzer ist als die Zeitdauer zum Verhindern des Umschaltens von der Vollzylinder-Betriebsart in die Teilzylinder-Betriebsart.