DE102005010912A1

DE102005010912A1 - Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005010912A1
Application number: DE102005010912A
Authority: DE
Inventors: Makoto Toyota Ogiso
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2005-10-13
Also published as: US7066136B2; US20050199220A1; JP2005256664A

Abstract

Es sind ein Einlass-Elektromagnetantriebsventil und ein Auslass-Elektromagnetantriebsventil vorgesehen, die eine elektromagnetische Kraft nutzen, um ein Einlassventil beziehungsweise ein Auslassventil anzutreiben. Bei einem Schritt 102 wird ein Verhältnis zwischen der Anzahl von Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl von Verbrennungsstopps so festgelegt, dass ein gewünschter Soll-Abgabewert erhalten wird. Abgabesteuermuster, die jeweils aus einer Verbrennungsausführungszeitgebung, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl von Verbrennungsausführungszyklen ist, und einer Verbrennungsstoppzeitgebung bestehen, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps ist, werden bei Schritten 106, 114 festgelegt. Bei Schritten 108 bis 112 oder 118 bis 122 wird gemäß den Abgabesteuermustern festgelegt, ob eine Verbrennung auszuführen ist, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die in jedem Zylinder in der Reihenfolge auftritt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abgabesteuersysteme für Brennkraftmaschinen, und insbesondere auf ein Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine, das eine Abgabe durch Stoppen von Verbrennungen in den Zylindern steuert.

Zum Beispiel offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-2001-159326 einen Stand der Technik zum Stoppen der Verbrennungen in einem Teil der Zylinder bei einer Brennkraftmaschine, die einen Elektromagnetventilmechanismus zum Steuern einer Abgabe aktiviert, in dem die Schließzeitgebung von Einlassventilen gesteuert wird. Diese Technik hält die Verbrennungen im Inneren eines Teiles der Zylinder in einem Bereich, in dem eine Abgabe nicht auf einen Sollwert gesteuert werden kann, in dem die Schließzeitgebung von Einlassventilen gesteuert wird.

Einschließlich der vorstehend genannten Druckschrift sind dem Anmelder die folgenden Druckschriften als Stand der Technik zu der vorliegenden Erfindung bekannt.

[Patentdruckschrift 1]
Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-2001-159326

[Patentdruckschrift 1]
Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-2000-87783

[Patentdruckschrift 3]
Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-2000-8819

[Patentdruckschrift 4]
Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-H08-14074

Die herkömmlichen Abgabesteuertechniken, die das Stoppen bei Zylindern verwenden, wie zum Beispiel bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, beruhen auf dem Konzept, das die Anzahl der zu stoppenden Zylinder in Inkrementen von einem Zyklus der Brennkraftmaschine geändert wird, um einen Soll-Abgabewert zu erhalten. Bei diesen Techniken ist jedoch die Feinsteuerung der Abgabe nicht möglich, die das Stoppen bei Zylindern verwendet. Genauer gesagt kann die Abgabe ausschließlich entweder auf 25%, 50% oder 75% zum Beispiel bei einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine gesteuert werden, sofern die Abgabe als 100% angenommen wird, die dann erhalten wird, wenn alle Zylinder eine positive Arbeit erzeugen. Das bedeutet, dass die herkömmlichen Techniken Schwierigkeiten haben, die Feinsteuerung der Abgabe durchzuführen, die das Stoppen von Zylindern verwendet, und eine derartige Abgabesteuerung ist insbesondere bei einer kleineren Zylinderanzahl nicht geeignet.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Probleme, und es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, welches es ermöglicht, dass die Feinsteuerung der Abgabe implementiert wird, die das Stoppen von Zylindern verwendet, ohne dass die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine begrenzt ist.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gelöst, das einen variablen Ventilaktuator zum Ändern von Ventilöffnungscharakteristika eines Ventilkörpers aufweist. Eine Steuermusterfestlegungseinheit ist dazu vorgesehen, Abgabesteuermuster festzulegen, die jeweils aus einer Verbrennungsausführungszeitgebung, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen ist, und einer Verbrennungsstoppzeitgebung bestehen, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps ist. Eine Einrichtung zum Festlegen der Verbrennungsreihenfolge ist ebenfalls vorgesehen, die gemäß den durch die Steuermusterfestlegungseinrichtung festgelegten Abgabesteuermuster festlegt, ob eine Verbrennung auszuführen ist, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die den entsprechenden Zylinder in der Reihenfolge erreicht. Eine Soll-Abgabefestlegungseinrichtung ist des Weiteren zum Festlegen eines Verhältnisses zwischen der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps so vorgesehen, dass eine gewünschte Soll-Abgabe erhalten wird.

Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
1 zeigt eine Darstellung einer Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Darstellung der Abgabesteuertechnik, die zum Steuern einer Abgabe der Brennkraftmaschine verwendet wird, wie dies in der 1 gezeigt ist.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
4 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
5 zeigt ein Beispiel eines Kennfeldes, das sich auf das Identifizieren des Abgabesteuerbereiches bei der Routine bezieht, die in der 4 gezeigt ist.
6 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispieles der Ventilzeitgebung, die für einen gestoppten Zylinder verwendet wird, wenn dessen Verbrennung einmal gestoppt wird.
7 zeigt ein P-V-Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Zylinderinnendrücken P und V darstellt, die dann erhalten wird, wenn sich die Ventilzeitgebung so ändert, wie dies in der 6 gezeigt ist.
8 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispieles der Ventilzeitgebung, die für den gestoppten Zylinder verwendet wird, wenn dessen Verbrennung zweimal nacheinander gestoppt wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die gemeinsamen Bauteile in jeder Zeichnung werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine doppelte Beschreibung wird unterlassen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1 zeigt eine Darstellung zum Beschreiben einer Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
Die in der 1 gezeigte Konfiguration hat eine Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 hat einen Kolben 12 in einem Zylinder. Der Kolben 12 kann sich im Inneren des Zylinders hin- und her bewegen. Im Inneren des Zylinders der Brennkraftmaschine 10 ist eine Brennkammer 14 über dem Kolben 12 ausgebildet. Außerdem sind ein Lufteinlasskanal 16 und ein Auslasskanal 18 mit der Brennkammer 14 in Verbindung.
Ein Drosselventil 20 ist in dem Lufteinlasskanal 16 vorgesehen. Das Drosselventil 20 ist ein elektronisch gesteuertes Drosselventil, das einen Drosselwinkel TA unabhängig von einem Beschleunigungsvorrichtungsöffnungswinkel steuern kann. Ein Drosselsensor 22, der den Drosselwinkel TA erfasst, ist nahe dem Drosselventil 20 angeordnet. Ein Kraftstoffeinspritzventil 24 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Lufteinlassanschluss der Brennkraftmaschine 10 ist an der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 20 angeordnet. Eine Zündkerze 26 ist in der Brennkammer 14 eingebaut.
Die Brennkraftmaschine 10 hat ein Einlass-Elektromagnetantriebsventil 30 zum Antreiben eines Einlassventils 28 durch eine elektromagnetische Kraft, und ein Auslass-Elektromagnetantriebsventil 34 zum Antreiben eines Auslassventils 32 durch eine elektromagnetische Kraft. Das Einlass-Elektromagnetantriebsventil 30 und das Auslass-Elektromagnetantriebsventil 34 können die Arbeitswinkel des Einlassventils 28 beziehungsweise des Auslassventils 32 stark ändern.
Das in der 1 gezeigte System hat eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40. Zusätzlich zu dem Drosselsensor 22 und anderen Bauteilen sind ein Kurbelwinkelsensor 42 zum Erfassen einer Kraftmaschinendrehzahl und ein Beschleunigungsvorrichtungsöffnungswinkelsensor 44 zum Erfassen des Beschleunigungsvorrichtungsöffnungswinkels mit der ECU 40 verbunden. Das vorstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzventil 24, die Zündkerze 26, das Einlass-Elektromagnetantriebsventil 30 und das Auslass-Elektromagnetantriebsventil 34 werden durch die ECU 40 gesteuert.
Als nächstes wird eine Abgabesteuertechnik für die Brennkraftmaschine 10, die bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verwendet wird, nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
Die 2 zeigt eine Darstellung, die die Abgabesteuertechnik beschreibt, welche zum Steuern einer Abgabe der Brennkraftmaschine 10 verwendet wird, wie dies in der 1 gezeigt ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, dass die Brennkraftmaschine 10 eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine ist. Gemäß dieser Annahme tritt im Inneren der Brennkraftmaschine 10 eine Verbrennungszeitgebung zweimal pro Umdrehung der Kraftmaschine auf. Die Folge der Bezugszeichen „1342...", die in der 2 gezeigt ist, gibt die Reihenfolge an, in der die vorstehend genannte Verbrennungszeitgebung in dem entsprechenden Zylinder auftritt (die Reihenfolge ist äquivalent zu der Folge der Verbrennung bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine). Im Zusammenhang mit der Verbrennungszeitgebung, die in dem entsprechenden Zylinder in dieser Reihenfolge auftritt, gibt das Symbol „o" in der 2 an, dass die Verbrennung ausgeführt wird, und ein Symbol „x" gibt an, dass die Verbrennung nicht ausgeführt wird, das heißt, dass die Kraftstoffeinspritzung und -Zündung gestoppt werden.
Das System gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel steuert die Abgabe der Brennkraftmaschine 10, um einen Soll-Abgabewert zu erzielen. Eine derartige Abgabesteuerung wird dadurch implementiert, dass unabhängig von der Anzahl der Zylinder in der Brennkraftmaschine 10 ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungspausen hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung geändert wird, die in dem entsprechenden Zylinder in der vorstehend genannten Verbrennungsreihenfolge auftritt. Anders gesagt führt dieses System den Prozess zum Ausführen einer Verbrennungsanzahl „m" nacheinander und dann das Stoppen der Verbrennung mit einer Anzahl „n" nacheinander wiederholt durch, und es ändert die vorstehend genannten Werte „m" und „n" beliebig, wodurch das System eine Abgabesteuerung auf der Grundlage eines Durchschnittswertes der Momente durchführt, die durch alle Zylinder während der Verbrennungszeitgebungsintervalle mit den „m + n"-fachen Verbrennungen erzeugt werden. Nachfolgend werden die Musterserien, die gemäß der 2 zum Bestimmen des Soll-Abgabewertes festgelegt werden, wobei diese Muster jeweils aus Symbolen „o" und „x" bestehen, als „Abgabesteuermuster" bezeichnet.
Spezifische Beispiele der Soll-Abgabewerte werden nachfolgend beschrieben, die in der 2 aufgelistet sind. Zunächst wird für eine Sollabgabe von 100%, das heißt wenn alle Zylinder zum Erzeugen des maximalen Momentes erforderlich sind, eine Verbrennung für alle Verbrennungszeitgebungen ausgeführt, die auftreten können.
Als nächstes wird eine Soll-Abgabe von 50% ein Verbrennungsausführungszyklus mit einem Verbrennungsstopp abgewechselt. In diesem Fall wird eine Verbrennung jeweils für zwei Auftreten einer Verbrennungszeitgebung einmal ausgeführt, und die Abgabe der Brennkraftmaschine 10 kann auf 50% der Abgabe eingestellt werden, die dann erhalten wird, wenn alle Zylinder Betrieben werden.
Als Nächstes wird für eine Soll-Abgabe von 67% der Prozess zum Durchführen einer zweimaligen aufeinander folgenden Verbrennung und dann zum Stoppen der einmaligen Verbrennung wiederholt durchgeführt. In diesem Fall wird die Verbrennung jeweils für drei Auftreten einer Verbrennungszeitgebung tatsächlich zweimal ausgeführt, und die Abgabe der Brennkraftmaschine 10 kann auf 67% der Abgabe eingestellt werden, die dann erhalten wird, wenn alle Zylinder betrieben werden. Auch wenn die Beispiele von 33%, 80% und 83% ebenfalls in der 2 gezeigt sind, wird die detaillierte Beschreibung von diesen Beispielen weggelassen, da das Konzept, das dafür übernommen wird, gleich wie bei 67% ist. Die in der 2 aufgelisteten Soll-Abgabewerte sind Beispiele, und ein gewünschter Soll-Abgabewert kann dadurch erreicht werden, dass die Anzahl der Symbole „o" und „x" auf irgendeinen anderen Wert als die aufgelisteten Werte festgelegt wird.
Die herkömmlichen Brennkraftmaschinen, die die Abgabe durch Stoppen der Zylinder steuern, sind dergestalt, dass die Brennkraftmaschine die Abgabe durch Stoppen der Verbrennungen in spezifischen Zylindern bei einem Zyklus der Kraftmaschine einstellt. (Hierbei bedeutet ein Zyklus zum Beispiel für eine Vierzylinder-Kraftmaschine eine Zyklusserie, die durch die Zündreihenfolge ausgebildet wird, die aus 1, 3, 4, 2 besteht. Unter dem herkömmlichen Konzept der Brennkraftmaschinen, die auf das Stoppen der Zylinder basieren, wurde die Abgabe ausschließlich auf den Prozentsatz einstellbar, der durch Dividieren von 100 durch die Anzahl der Zylinder erhalten wird, die die Brennkraftmaschine aufweist. Für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine hat das Ändern der Anzahl der zu stoppenden Zylinder zum Beispiel auf 1, 2 oder auf maximal 3 eine Abgabe ermöglicht, die ausschließlich auf 75%, 50% beziehungsweise 25% einstellbar ist, und zwar von der Abgabe, die durch Betreiben von allen Zylindern erhalten wird. Die Abgabesteuertechnik des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles ermöglicht jedoch eine Abgabesteuerung für einen gewünschten Sollabgabewert. Das heißt, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps unabhängig von der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine 10 geändert wird, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die in jeden Zylinder in dieser Reihenfolge auftritt.
Als nächstes wird ein bevorzugtes Beispiel eines Betriebsverfahrens nachfolgend beschrieben, das die vorstehend beschriebene Abgabesteuertechnik für die Brennkraftmaschine 10 verwendet. Dieses Betriebsverfahren wird folgender Maßen implementiert: Die Ventilzeitgebung wird für eine ideale Luftmenge festgelegt, die in die Zylinder einzuziehen ist, um so den bestmöglichen Verbrennungszustand zu erhalten, und eine Abgabesteuerung ausschließlich auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps wird unter Verwendung der Abgabesteuertechnik des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles durchgeführt, ohne das eine Drosselwinkeleinstellung oder eine Ventilzeitgebungssteuerung einbezogen wird.
Bei einem derartigen Betriebsverfahren, bei dem die Aufmerksamkeit ausschließlich auf die Zylinder gerichtet ist, bei denen die Verbrennung ausgeführt wird, erzeugt jeder von diesen Zylinder fortlaufend ein Moment von 100. Wenn die Aufmerksamkeit auf alle Zylinder gerichtet wird, die in der Brennkraftmaschine 10 vorhanden sind, dann ermöglicht das Ändern des Verhältnisses zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps eine Steuerung für eine Abgabe, die mit dem Verhältnis übereinstimmt. Die Verwendung von diesem Verfahren ermöglicht die Steuerung der Abgabe der Brennkraftmaschine 10 in einen breiten Bereich und in einer genauen Art und Weise, während gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad der einzelnen Zylinder aufrecht erhalten wird.
Die 3 zeigt ein Flussdiagramm der Abgabesteuerroutine, die die in der 1 gezeigte ECU 40 ausführt, um die vorstehend genannten Funktionen zu implementieren. Bei der 3 wird angenommen, dass diese Routine bei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10 bei dem entsprechenden Auftreten der geforderten Zeitgebung ausgeführt wird, bevor die Kraftstoffeinspritzung auftritt, das heißt bei jedem Auftreten der geforderten Zeitgebung, bevor ein Auslasshub gestartet wird. Nachfolgend wird die besondere geforderte Zeitgebung als die „EIN/AUS-Bestimmungszeitgebung" bezeichnet, um zu bestimmen, ob die Kraftstoffeinspritzung/Zündung in einem Ausführungs-oder Stoppzustand ist.
In der Routine gemäß der 3 wird zunächst ein gegenwärtiger Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 gelesen (Schritt 100). Als nächstes wird eine Sollabgabe aus dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 berechnet (Schritt 102).
Danach wird bei einem Schritt 104 bestimmt, ob die Sollabgabe, die bei dem vorstehend genannten Prozess bei dem Schritt 102 berechnet wurde, gleich der Sollabgabe ist, die während des vorherigen Prozesszyklus der ECU 40 erhalten wurde.
Falls infolgedessen bestimmt wird, dass die gegenwärtige Sollabgabe nicht gleich der vorherigen Abgabe ist, dann werden bei einem Schritt 106 neue Abgabesteuermuster gelesen. Derartige Abgabesteuermuster, wie sie in der 2 gezeigt sind, das heißt Abgabesteuermuster, die jeweils aus der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und Verbrennungsstoff bestehen, die mit einer Sollabgabe verknüpft sind, sind innerhalb der ECU 40 im Voraus gespeichert. Bei diesem Schritt werden die Abgabesteuermuster auf jene aktualisiert, die mit der Sollabgabe verknüpft sind, wie bei dem vorstehend genannten Schritt 102 berechnet wurde.
Als nächstes wird bei einem Schritt 108 bestimmt, ob die gegenwärtige Sollabgabe größer als die vorherige Soll-Abgabe sein muss.
Falls infolgedessen bestimmt wird, dass die gegenwärtige Sollabgabe größer als die vorherige Abgabe sein muss, dann werden die Kraftstoffeinspritzung und -Zündung bei dem Schritt 110 in einem Zylinder bewirkt, der mit dem gegenwärtigen Prozesszyklus der ECU 40 verknüpft ist. Genauer gesagt wird bei diesem Schritt eine Ausführung von diesen Mustern nach einer Ausführung der Verbrennung gestartet, wenn die Abgabe gemäß der Abgabesteuermuster gesteuert wird, die während des gegenwärtigen Prozesszyklus aktualisiert wurden, da eine Abgabe erforderlich ist, die größer ist als die vorherige Abgabe ist. Falls zum Beispiel die Soll-Abgabe von 67% auf 75% geändert werden muss, dann wird genauer gesagt die Ausführungsreihenfolge der neuen Abgabesteuermuster so festgelegt, dass ein Symbolmuster „oooxooox..." und nicht „xoooxoo..." erhalten wird. Wenn die Sollabgabe zur Hochlastseite geschaltet wird, dann kann eine Ist-Abgabe noch sanfter durch eine derartige Festlegung geändert werden.
Falls bei dem vorstehend genannten Schritt 108 umgekehrt bestimmt wird, dass eine Anforderung für eine Abgabe, die größer als die vorherige Abgabe ist, nicht eingerichtet ist, dann werden bei einem Schritt 112 die Kraftstoffeinspritzung und – zündung für einen Zylinder gestoppt, der mit dem gegenwärtigen Prozesszyklus verknüpft ist. Genauer gesagt wird bei diesem Schritt, wenn die Abgabe gemäß den Abgabesteuermuster gesteuert wird, die während des gegenwärtigen Prozesszyklus aktualisiert wurden, die Ausführung von diesen Mustern nach einem Stopp der Verbrennung gestartet, da eine Abgabe erforderlich ist, die kleiner als die vorherige Abgabe ist. Falls die Soll-Abgabe zum Beispiel von 50% auf 33% geändert werden soll, dann wird genauer gesagt die Ausführungsreihenfolge der neuen Abgabesteuermuster so festgelegt, dass ein Symbolmuster „xxoxxo...", und nicht „oxxoxx..." erhalten wird. Wenn die Sollabgabe zu der Niedriglastseite geschaltet wird, dann kann durch eine derartige Festlegung ein noch natürlicheres Verzögerungsgefühl erzeugt werden.
Falls bei dem vorstehend genannten Schritt 104 bei der Routine gemäß der 3 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Sollabgabe gleich der vorherigen Abgabe ist, dann wird außerdem ein Festlegungszustand des vorherigen Prozesszyklus bei dem Schritt 114 gelesen. Genauer gesagt wird bestätigt, für welche Anzahl „o" oder „x" des jeweiligen Sollabgabesteuermusters ein Zylinder festgelegt wird, der mit der vorherigen Verbrennungszeitgebung verknüpft ist.
Als nächstes wird bei einem Schritt 116 bestimmt, ob eine Kraftstoffeinspritzung und -zündung in einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand sind. Bei diesem Schritt wird bestimmt, ob eine Kraftstoffeinspritzung und -zündung für einen Zylinder auszuführen oder zu stoppen sind, der mit dem gegenwärtigen Prozesszyklus verknüpft ist, und zwar gemäß dem Festlegungszustand des vorherigen Prozesszyklus.
Falls das Bestimmungsergebnis bei dem vorstehend genannten Schritt 116 angibt, dass sowohl die Kraftstoffeinspritzung als auch die Kraftstoffzündung in einem EIN-Zustand sind (Schritt 118), dann werden die Kraftstoffeinspritzung und -zündung bei dem gegenwärtigen Prozesszyklus ausgeführt (Schritt 120). Falls das Bestimmungsergebnis im Gegensatz dazu angibt, dass die Kraftstoffeinspritzung und -zündung in einem AUS-Zustand sind, dann werden beide bei dem gegenwärtigen Prozesszyklus gestoppt (Schritt 122).
Als nächstes wird der gegenwärtige Festlegungszustand bei einem Schritt 124 gespeichert. Genauer gesagt wird eine Position des gegenwärtigen Prozesszyklusses in den Abgabesteuermustern gespeichert, die zu dieser Zeit verwendet wurden, und dann wird auf ihnen während des nächsten Prozesszyklusses Bezug genommen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Routine gemäß der 3 kann die Abgabe der Brennkraftmaschine 10 für einen gewünschten Soll-Abgabewert dadurch gesteuert werden, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps auf ein gewünschtes Verhältnis geändert wird.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel bestimmt wird, dass sich der Soll-Abgabewert von dem Abgabewert des vorherigen Prozesszyklusses unterscheidet, falls eine Abgabe erforderlich ist, die größer als die vorherige Abgabe ist, dann wird die Verwendung der aktualisierten Abgabesteuermuster nach den EIN-Zuständen (die als „o" markiert sind) der Kraftstoffeinspritzung und -zündung verwendet. Falls im Gegensatz dazu eine Abgabe erforderlich ist, die kleiner als die vorherige Abgabe ist, dann wird die Verwendung von Abgabesteuermustern nach den Aus-Zuständen (die als „x" markiert sind) der Kraftstoffeinspritzung und -zündung gestartet. Wenn jedoch die Soll-Abgabe geändert wird und die aktualisierten Abgabesteuermuster ausgeführt werden, dann ist die Startposition des Prozesszyklusses bei diesen Abgabesteuermustern nicht auf den vorstehend beschriebenen Prozesszyklus beschränkt, und er kann angemessen geändert werden, wodurch das wirken von Faktoren ausgeführt wird, wie zum Beispiel der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und ?? der anderen Zylinder.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden zusätzlich die Sollabgaben, die als die spezifischen Beispiele in der 2 gezeigt sind, unter Verwendung der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen (der Anzahl der Symbole „o") und der Anzahl der Verbrennungsstopps (der Anzahl der Symbole „x") bei den jeweiligen minimalen Kombinationen verwirklicht (zum Beispiel „oxox..." für eine Sollabgabe von 50%). Die Abgabesteuertechnik der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Verbrennungsbeispiele beschränkt. Sofern ein Soll-Verhältnis verwirklicht ist, können nämlich vielfache der minimalen Anzahl der Symbole „o" und „x" zum erreichen des Verhältnisses miteinander kombiniert werden (zum Beispiel „ooxxooxx..." für eine Sollabgabe von 50%).
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwirklicht die ECU 40 die „Steuermusterfestlegungseinheit", die „Einheit zum Festlegen der Verbrennungsreihenfolge" und die „Sollabgabefestlegungseinheit", die bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erwähnt sind, indem der vorstehend beschriebene Prozess der Schritte 106 oder 114, er vorstehend beschriebene Prozess der Schritte 116 bis 120 oder 108 bis 112 und der vorstehend beschriebene Prozess des Schrittes 102 entsprechend durchgeführt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwirklicht die ECU 40 außerdem die „Verbrennungsausführungseinheit" und die „Verbrennungsstoppeinheit", die bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erwähnt sind, indem der vorstehend beschriebene Prozess der Schritte 108 und 110 und der vorstehend beschriebene Prozess der Schritte 108 und 112 entsprechend durchgeführt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein System des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles wird gemäß der Systemkonfiguration des ersten Ausführungsbeispiels verwirklicht.
Bei einer Brennkraftmaschine 10 wird die Anzahl der Verbrennungshübe pro Zeiteinheit mit einer Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl erhöht. Wenn die Verbrennung dementsprechend gestoppt wird, dann wird ein Verbrennungsstoppintervall kürzer, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl erhöht. In einem hohen Kraftmaschinendrehzahlbereich wird daher das Fahrverhalten durch eine Erhöhung der Anzahl der Verbrennungsstopps nicht bedeutend beeinträchtigt. Aus diesem Grund wird bei dem System des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ein Bereich, in dem die Abgabesteuerung ausschließlich durch das Stoppen der Zylinder durchgeführt wird, gemäß dem besonderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geändert.
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm der Abgabesteuerroutine, das die in der 1 gezeigte ECU 40 ausführt, um die vorstehend beschriebene Funktion des zweiten Ausführungsbeispieles zu verwirklichen. In der 4 werden die selben Bezugszeichen denjenigen Schritten zugewiesen, die gleich den Schritten gemäß der 3 bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind und eine Beschreibung von diesen Schritten wird weggelassen oder vereinfacht.
Die in der 4 gezeigte Routine ist gleich der Routine gemäß der 3, außer, dass Schritte 126 und 128 hinzugefügt sind.
In der Routine gemäß der 4 wird nach der Beendigung des Schrittes 100, bei dem ein gegenwärtiger Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 gelesen wird, der Schritt 126 durchgeführt, um aus dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 zu bestimmen, ob deren Abgabe unter Verwendung des Stopps des Zylinders zu steuern ist.
Die 5 zeigt ein Beispiel eines Kennfeldes, das innerhalb der ECU 40 gespeichert ist, um den Abgabesteuerbereich zu identifizieren. Die in der 5 gezeigte Abbildung beinhaltet einen Bereich, in dem die Abgabe ausschließlich durch das Stoppen von Zylindern gesteuert wird, wobei ein Drosselventil 20 in einen vollständig geöffneten Zustand festgelegt ist, und sie beinhaltet einen Bereich, in dem eine Lufteinlassrate durch eine Drosselwinkeleinstellung gesteuert wird, um die Abgabe zu steuern. In diesem Kennfeld wird jener Bereich, in dem die Abgabe ausschließlich durch das Stoppen von Zylindern gesteuert wird, so festgelegt, dass ein Niedriglastbereich bei höherer Kraftmaschinendrehzahl abgedeckt wird. Zusätzlich wird in diesem Kennfeld irgendein Niedriglastkraftmaschinendrehzahlbereich außer jenem Bereich, in dem die Abgabe durch das Stoppen der Zylinder gesteuert wird, so festgelegt, dass er zu jenem Bereich wird, in dem die Abgabe durch die Drosselwinkeleinstellung gesteuert wird. Gemäß diesem Kennfeld ist die ECU 40 dazu geeignet, dass die Abgabesteuerung ausschließlich durch das Stoppen von Zylindern durchgeführt wird, wenn eine niedrige Abgabe erforderlich ist, das heißt durch Erhöhen eines Verhältnisses der Anzahl der Verbrennungsstopps für die Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl erhöht. Bei dem Kennfeld gemäß der 5 kann daher jener Bereich, in dem die Abgabesteuerung ausschließlich auf der Grundlage des Stoppens von Zylindern ausführbar ist, noch genauer als bei dem System des ersten Ausführungsbeispieles bestimmt werden, wenn eine niedrige Abgabe erforderlich ist.
Falls bei dem vorstehend genannten Schritt 126 bestimmt wird, dass die Abgabesteuerung ausschließlich durch das Stoppen von Zylindern durchzuführen ist, dann wird der Prozess bei dem Schritt 104 und den darauf folgenden Schritten durchgeführt.
Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Abgabesteuerung durch das ausschließliche Stoppen der Zylinder nicht durchzuführen ist, dann wird der Schritt 128 durchgeführt, um eine Abgabesteuerung durch eine Drosselwinkeleinstellung durchzuführen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Routine gemäß der 4 kann eine Abgabesteuerung ausschließlich auf der Grundlage des Stoppens von Zylindern in einem breiteren Lastbereich implementiert werden, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl erhöht.
Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel, während die Abgabesteuerung durch die Drosselwinkeleinstellung in einem Niedriglastkraftmaschinendrehzahlbereich durchgeführt wird, können die Abgabesteuerung durch die Drosselwinkeleinstellung und die Abgabesteuerung auf der Grundlage des Stoppens von Zylindern in diesem Bereich miteinander kombiniert werden. Zusätzlich wird die Lufteinlassrate nicht nur durch das Einstellen des Öffnungswinkels des Drosselventils 20 eingestellt, und anstelle dieses Verfahrens oder zusammen mit der Einstellung des Drosselventils 20 kann die Lufteinlassrate dadurch eingestellt werden, dass die Ventilkörperöffnungscharakteristika des Drosselventils modifiziert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel verwirklicht die ECU 40 die „Betriebsbereichauswahleinheit", die bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erwähnt ist, in dem der vorstehend beschriebene Prozess bei dem Schritt 126 durchgeführt wird. Außerdem ist das Drosselventil 20 äquivalent zu der „Luftmengeneinstelleinheit", die in dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erwähnt ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei einem System des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels wird eine Abgabesteuerung auf der Grundlage der gleichen Steuertechnik des ersten Ausführungsbeispiels (die Routine gemäß der 3) unter Verwendung der Systemkonfiguration des ersten Ausführungsbeispiels verwirklicht.
Das System des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zylinder, dessen Verbrennung gestoppt wird, irgendein Pumpenverlust, der in dem gestoppten Zylinder auftritt, dadurch geändert (gesteuert) wird, dass die Ventilzeitgebung geändert wird, die für jenen gestoppten Zylinder während einer Zeitperiode seines Verbrennungsstopps verwendet wird. Gemäß dem System des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles ermöglicht das Ändern von irgendeinem Pumpenverlust, der in dem gestoppten Zylinder auftritt, eine Abschwächung von Momenten Schwankungen und Schwingungen, die in der Brennkraftmaschine 10 während des Zylinderstoppes auftreten.
Der Pumpenverlust kann außerdem in dem gestoppten Zylinder verhindert werden.
Die 6 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispieles der Ventilzeitgebung, die für einen gestoppten Zylinder verwendet wird, wenn dessen Verbrennung einmal gestoppt wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird bei dem Beispiel in der 6 ein Stopp eines ersten Zylinders bei der Brennkraftmaschine 10 mit 4 Zylindern angenommen. Die Skalierung, die an einer horizontalen Achse in der 6 gezeigt ist, ist mit Hüben der Kraftmaschine verknüpft, und ein Teil der Hübe, die in der Beschreibung genannt sind, sind jeweils als ein spezifisches Symbol innerhalb eines Bereiches von „a" bis „f" markiert. Außerdem gibt die Wellenform, die durch das Symbol EX oder IN gezeigt ist, eine Öffnungsperiode eines Auslassventiles 32 oder eines Einlassventils 28 an. Zusätzlich bezeichnet ein schraffiertes Rechteck mit einem Symbol TAU eine Ausführungszeitgebung der Kraftstoffeinspritzung, Symbole, die jeweils mit einem Pfeil an einem vorderen Ende einer Polygonallinie markiert sind, bezeichnen eine Zündzeitgebung, und die Zahlen, die über den Symbolen gezeigt sind, die Zündzeitgebung angeben, bezeichnen Zylinder, in denen die Zündung während der Ausführung der jeweiligen Hübe durchgeführt wird. Darüber hinaus geben umgekehrte Dreiecke die EIN/AUS-Bestimmungszeitgebung an, die in dem ersten Zylinder auftritt.
Wie dies in der 6 gezeigt ist, wenn die Verbrennung einmal gestoppt wird, treten vier Hübe („b" bis „e") während einer Zeitperiode nach einem Ende des Expansionshubes „a" des Zylinders vor dessen Stopp bis zu einem Start eines Auslasshubes „f" auf, der dazu ausgeführt wird, dass die nächste Verbrennung vorbereitet wird. Die vorstehend genannten vier Hübe sind anders als bei jenen Hüben, die während der normalen Ausführung der Verbrennung auftreten, äquivalent zu einer Zeitperiode, während der die Ventilzeitgebung frei geändert werden kann. Nachfolgend wird diese Zeitperiode als eine „Ventilzeitgebungsänderungsperiode" bezeichnet, und die während dieser Zeitperiode festgelegte Ventilzeitgebung wird als eine „Verbrennungsstoppventilzeitgebung" bezeichnet.
Eine Änderung von der Ventilzeitgebung, die für die normale Ausführung der Verbrennung verwendet wird, zu einer Verbrennungsstoppventilzeitgebung wird dadurch implementiert, dass eine Routine ausgeführt wird, die ähnlich zu jener Routine ist, die in der 3 gezeigt ist. Genauer gesagt wird die Ventilzeitgebungsänderung in einer Routine, die ähnlich der Routine gemäß der 3 ist, dadurch verwirklicht, dass eine normale Ventilzeitgebung ausgewählt wird, wenn eine Kraftstoffeinspritzung und -zündung ausgeführt werden (siehe Beschreibung der Schritte 110, 120), und dass eine Verbrennungsstoppventilzeitgebung ausgewählt wird, wenn die Kraftstoffeinspritzung und -zündung gestoppt werden. (siehe Beschreibung der Schritte 112, 122).
Bei dem Beispiel gemäß der 6 werden für die ersten beiden Hübe „B" und „C" während der Ventilzeitgebungsänderungsperiode das Einlassventil 28 und das Auslassventil 32 in einem geschlossenen Zustand nach dem Expansionshub „a" des Zylinders aufrecht erhalten, bevor dieser gestoppt wird. Für die nächsten beiden Hübe „d" und „e" wird ausschließlich das Auslassventil 32 in einem geöffneten Zustand aufrecht erhalten. Das Auslassventil 32 wird dabei so festgelegt, dass es bei jener Zeitgebung geöffnet ist, bei der ein Innendruck des Zylinders gleich einem Atomsphärendruck ist.
Die 7 zeigt ein P-V-Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Zylinderinnendrücken P und V darstellt, wenn die Ventilzeitgebung so geändert wird, wie es in der 6 gezeigt ist. Symbole „a" bis „f" in der 7 werden den dazugehörigen Hüben in der 6 zugeordnet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Verbrennungsstoppventilzeitgebung werden sowohl das Einlassventil 28 als auch das Auslassventil 32 während den Hüben „b" und „c" geschlossen. Dabei wird der Zylinderinnendruck P, wie dies in der 7 gezeigt ist, durch die erneute Verdichtung erhöht, die nach dem Ende des Expansionshubes „a" vor dem Stopp durchgeführt wird, und er wird dann durch die erneute Expansion erneut einmal reduziert. Der Differenzialdruck in der 7, der dann hervorgerufen wird, wenn die erneute Verdichtung und die erneute Expansion durchgeführt werden, ist äquivalent zu der Menge des Durchblasgases, die dabei auftritt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Verbrennungsstoppventilzeitgebung wird das Auslassventil 32 zu jener Zeitgebung geöffnet, wenn der Zylinderinnendruck P gleich dem Atmosphärendruck ist. Während den Hüben „d" und „e", die den vorstehend genannten Hüben folgen, wird ausschließlich das Auslassventil 32 geöffnet. Dabei ändert sich der Zylinderinnendruck P bei jener Situation, bei der der nahezu gleich dem Atmosphärendruck ist, und nach dem er in einen Abgaskanal 18 strömt, wobei das Gas im Inneren des Zylinders erneut einmal in die Brennkammer 14 eingelassen wird. Das erneut eingelassene Gas strömt des Weiteren aus dem Auslasskanal 18, in dem der Auslasshub „f" ausgeführt wird, und zwar als Vorbereitung für die nächste Verbrennung.
Wie dies gemäß der vorstehend beschriebenen Verbrennungsstoppventilzeitgebung bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können die Momentenschwankungen und Schwingungen, die durch den Zylinderstopp hervorgerufen werden, durch erneutes Verdichten und erneutes Expandieren des inneren Gases des Zylinders minimiert werden. Dies wird nachfolgend weiter detailliert beschrieben. Bei der Steuerung, die während des Stoppzustandes der Verbrennung durchgeführt wird, kann die Verdichtungsarbeit, die der gestoppte Zylinder während der erneuten Verdichtung verrichtet, als jene Kraft verwendet werden, die die Schwingungen abschwächt, die dann auftreten, wenn die Verbrennungshübe in anderen Zylindern durchgeführt werden. Zusätzlich kann jene Kraft, die einen Kolben während des Stopps des folgenden Zylinders drückt, wenn das erneut verdichtete Gas im inneren Des Zylinders expandiert, als eine Unterstützungskraft zum Herausdrücken des Abgases nach der Ausführung der vorstehend genannten Verbrennungshübe in anderen Zylindern verwendet werden. In diesem Fall können die vorstehend genannten vorteilhaften Wirkungen erhalten werden, während gleichzeitig die gesamte Arbeit aus 0 vermindert wird, die durch den gestoppten Zylinder während den Zeitperioden der erneuten Verdichtung und der erneuten Expansion bewirkt wird.
Gemäß der Verbrennungsstoppventilzeitgebung bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann eine Zeitperiode, während der das Gas im Inneren des Zylinders bei einem Zustand mit hoher Temperatur ausreichend oxidiert werden kann, gewährleistet werden, und HC-Emissionen können reduziert werden, da sowohl das Einlassventil 28 als auch das Auslassventil 32 während der geforderten Zeitperioden geschlossen sind, die der Beendigung der Ausführung des Expansionshubes vor dem Stopp folgen. Dabei kann ebenso verhindert werden, dass sich eine Temperatur des Gases im inneren des Zylinders in einfacher Weise verringert, da eine Verdichtung im Inneren des gestoppten Zylinders fortschreitet. Die diese vorteilhafte Wirkung ist wiederum zum Verhindern einer Inaktivierung eines Katalysators nützlich, wenn das Gas später in den Auslasskanal 18 ausströmt.
Gemäß der Verbrennungsstoppventilzeitgebung bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann das Auftreten eines Pumpenverlustes verhindert werden, da das Auslassventil 32 in jener Zeit geöffnet ist, wenn der Zylinderinnendruck P gleich dem Atmosphärendruck ist, und da das Auslassventil 32 über die folgende Stoppperiode geöffnet ist. Die Verwendung einer derartigen Ventilzeitgebungssteuerung ermöglicht es, dass weder eine positive noch eine negative Arbeit in dem Zylinder verrichtet wird, dessen Verbrennung gestoppt wurde, und somit ist es möglich, die Abgabesteuertechnik des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels noch genauer zu implementieren.
Gemäß der Verbrennungsstoppventilzeitgebung bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird das Einlassventil 28 in einem geschlossenen Zustand während der Ventilzeitgebungsänderungsperiode aufrecht erhalten. Eine derartige Festlegung ermöglicht es, dass das Aussetzen von Frischluft zur Verbrennung verhindert wird, die in den Zylinder während einer Stoppperiode der Verbrennung erneut eingeführt wird, und die Störung der eingezogenen Luftmenge in den bestimmten Zylinder durch andere Zylinder zu verhindern.
Als nächstes wird ein Fall unter Bezugnahme auf die 8 nachfolgend beschrieben, bei dem eine Verbrennung zweimal nacheinander gestoppt wird.
Die 8 zeigt ein Zeitdiagramm eines Beispieles der Ventilzeitgebung, die für den gestoppten Zylinder verwendet wird, wenn dessen Verbrennung zweimal nacheinander gestoppt wird. Wenn die Verbrennung zweimal nacheinander gestoppt wird, dann ist unweigerlich eine Ventilzeitgebungsänderungsperiode für zwei Zyklen vorhanden, das heißt für 8 Hübe.
Bei dem Zylinder, bei dem die Verbrennung gestoppt wurde, wenn die erneute Verdichtung und die erneute Expansion wiederholt werden, vermehrt dies die auftretende Durchblasgasmenge. Bei dem Beispiel gemäß der 8 werden daher die Anzahl der erneuten Verdichtungen und der erneuten Expansionen wiederholt durchgeführt, während die Ventilzeitgebungsänderungsperiode auf zwei festgelegt wird. Danach wird ähnlich wie in jenem Fall, bei dem die Verbrennung einmal gestoppt wird, ausschließlich das Auslassventil 32 geöffnet, um das Auftreten eines Pumpenverlustes während den vier Hüben zu verhindern, die der Beendigung der Öffnung des Auslassventils 32 in jener Zeitgebung folgen, in der der Zylinderinnendruck P gleich dem Atmosphärendruck ist. Gemäß der bestimmten Ventilzeitgebung ist es möglich, das Auftreten von Momenten Schwankungen und Schwingungen zu unterdrücken, die durch das Stoppen des Zylinders hervorgerufen werden, während gleichzeitig die auftretende Durchblasgasmenge unterdrückt wird. Die Anzahl der erneuten Verdichtungen und erneuten Expansionen ist nicht auf zwei beschränkt, und diese Anzahl kann drei oder mehr innerhalb eines Bereiches betragen, in dem Vermehrungen der Durchblasgasmenge unterdrückt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel wird während der Ventilzeitgebungsänderungsperiode das Gas im Inneren des Zylinders stets erneut verdichtet und erneut expandiert, wobei sowohl das Einlassventil 28 als auch das Auslassventil 32 in einem geschlossenen Zustand verbleiben, und dann wird ausschließlich das Auslassventil 32 geöffnet. Jedoch werden die Ventilbetätigungen, die zum Ändern irgendeines Pumpenverlustes festgelegt werden, der in dem gestoppten Zylinder hervorgerufen wird, nicht immer bei jenen vorstehend beschriebenen Ventilbetätigungen durchgeführt. Genauer gesagt können zum Beispiel das Einlassventil 28 und das Auslassventil 32 über die Ventilzeitgebungsänderungsperiode geschlossen bzw. Geöffnet werden. Eine Zeitgebung, bei der das Auslassventil 32 während der Zeitperiode geöffnet/geschlossen ist, kann in angemessener Weise geändert werden, was die Ausführung einer Zeitgebung der Expansions- und -auslasshübe in anderen Zylindern ermöglicht (dies ist nicht auf die Beispiele einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine beschränkt).
Bei den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, obwohl das Einlassventil 28 und das Auslassventil 32 jeweils unabhängig angetrieben werden. Genauer gesagt kann ein Antriebsmechanismus für das Einlassventil ein mechanischer Ventilaktuator sein, auch wenn der Aktuator einen Bewegungsverlustmechanismus aufweist, und ein Antriebsmechanismus für das Auslassventil kann ein mechanischer Ventilaktuator sein, auch wenn der Aktuator die Arbeitswinkel stark ändern kann. Außerdem kann ein Antriebsmechanismus für das Einlassventil und/oder das Auslassventil ein System sein, deren Nockenwellen durch Elektromotoren angetrieben werden.
Die wesentlichen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschrieben ist, werden folgender Maßen zusammengefasst:
Ein Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat einen variablen Ventilaktuator zum Ändern von Ventilöffnungscharakteristika eines Ventilkörpers. Eine Steuermusterfestlegungseinheit ist zum Festlegen von Abgabesteuermustern vorgesehen, die jeweils aus einer Verbrennungsausführungszeitgebung, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl von Verbrennungsausführungszyklen ist, und einer Verbrennungstoppzeitgebung bestehen, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl von Verbrennungsstopps ist. Außerdem ist eine Einheit zum Festlegen einer Verbrennungsreihenfolge vorgesehen, gemäß der die durch die Steuermusterfestlegungseinrichtung festgelegten Abgabesteuermuster festlegen, ob eine Verbrennung auszuführen ist, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die in einem entsprechenden Zylinder in der Reihenfolge auftritt. Eine Sollabgabefestlegungseinrichtung ist des Weiteren zum Festlegen eines Verhältnisses zwischen der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps derart vorgesehen, dass eine gewünschte Soll-Abgabe erhalten wird.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Luftmengeneinstelleinheit zum Einstellen einer Lufteinlassrate aufweisen. Eine Betriebsbereichsauswahleinheit mit einem ersten Betriebsmodus, in dem eine Abgabe hauptsächlich durch Ändern des Verhältnisses zwischen der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps gesteuert wird, und einem zweiten Betriebsmodus kann vorgesehen sein, in dem die Lufteinlassratensteuerung durch die Luftmengeneinstelleinrichtung für die Abgabesteuerung verwendet wird. Die Betriebsbereichauswahleinheit kann entweder dem ersten Betriebsmodus oder den zweiten Betriebsmodus auswählen. Die Betriebsbereichauswahleinheit kann eine derartige Festlegung durchführen, dass der erste Betriebsmodus einen Niedriglastbereich abdeckt, wenn sich eine Kraftmaschinendrehzahl erhöht.
Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Einheit zum Festlegen der Verbrennungsreihenfolge eine Verbrennungsausführungseinheit aufweisen, die einen Bezug der gegenwärtigen Verbrennungszeitgebung zu einem Abschnitt in den Abgabesteuermustern herstellt, die angeben, dass die Verbrennung auszuführen ist, wenn die Sollabgabe zu einem Abgabewert geändert wird, der größer als der vorherige Abgabewert ist. Die Einheit zum Festlegen der Verbrennungsreihenfolge kann außerdem eine Verbrennungsstoppeinheit aufweisen, die eine Beziehung der gegenwärtigen Verbrennungszeitgebung zu einem Abschnitt in den Abgabesteuermustern herstellt, die angeben, dass die Verbrennung nicht auszuführen ist, wenn die Sollabgabe auf einen Abgabewert geändert wird, der kleiner ist als der vorherige Abgabewert.
Bei dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem Zylinder, bei dem die Verbrennung zu stoppen ist, während einer Ventilzeitgebungsänderungsperiode des Zylinders irgendein Pumpenverlust, der in dem Zylinder auftritt, dadurch geändert werden, dass ein Einlassventil in einem geschlossenen Zustand aufrecht erhalten wird und dass eine Öffnungs-/Schließzeitgebung eines Auslassventils geändert wird.
Bei dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Auslassventil in einem geöffneten Zustand aufrecht erhalten werden, während sich ein Kolben zumindest einmal während der Ventilzeitgebungsänderungsperiode hin- und herbewegt.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Abgabe dadurch gesteuert werden, dass das Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps geändert wird, und dass nicht die Anzahl der zu stoppenden spezifischen Zylinder geändert wird. Somit kann gemäß dem gegenwärtigen Aspekt der Erfindung die genaue Steuerung der Abgabe implementiert werden, die das Stoppen von Zylindern verwendet, ohne dass dieses durch die Anzahl der Zylinder beschränkt ist, die bei der Brennkraftmaschine vorgesehen sind.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Abgabe, die das Stoppen von Zylindern verwendet, in einer breiteren Spanne von Lastbereichen durchgeführt werden, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl erhöht.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Abgabe auf höhere Lasten noch sanfter geändert werden, wenn eine Sollabgabe gefordert ist, die größer als der vorherige Abgabewert ist. Wenn zusätzlich eine Sollabgabe gefordert ist, die kleiner als der vorherige Abgabewert ist, dann ermöglicht es der gegenwärtige Aspekt der Erfindung, dass sich die Abgabe zu niedrigeren Lasten ändert, während ein noch natürlicheres Verzögerungsgefühl bewirkt wird.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Momentenschwankungen und die Schwingungen, die in der Brennkraftmaschine auftreten, während den Zylinderstopps abgeschwächt werden. Gemäß dem gegenwärtigen Aspekt der Erfindung kann zusätzlich der Pumpenverlust in den gestoppten Zylindern verhindert werden.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine genaue Abgabesteuerung unter Verwendung der Zylinderstopps durchgeführt werden, ohne dass ein Pumpenverlust in den Zylindern hervorgerufen wird, bei denen die Verbrennungen in einem Stoppzustand sind.
Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können Änderungen und Abwandlungen geschaffen werden, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Ein Einlass-Elektromagnetantriebsventil und ein Auslass-Elektromagnetantriebsventil sind vorgesehen, in die eine elektromagnetische Kraft verwenden, um ein Einlassventil beziehungsweise ein Auslassventil anzutreiben. Bei einem Schritt 102 wird das Verhältnis zwischen der Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der Anzahl der Verbrennungsstopps so festgelegt, dass ein gewünschter Soll-Abgabewert erhalten wird. Abgabesteuermuster, die jeweils aus einer Verbrennungsausführungszeitgebung, die äquivalent zu der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen ist, und einer Verbrennungsstoppzeitgebung bestehen, die äquivalent zu der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps ist, werden bei Schritten 106, 114 festgelegt. Bei Schritten 108 bis 112 oder 118 bis 122 wird gemäß den Abgabesteuermustern festgelegt, ob eine Verbrennung auszuführen ist, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die in dem entsprechenden Zylinder in der Reihenfolge auftritt.

Claims

Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine (10) mit einem variablen Ventilaktuator (30, 34) zum Ändern von Ventilöffnungschrakteristika eines Ventilkörpers (28, 32), wobei das System des Weiteren folgendes aufweist: eine Steuermusterfestlegungseinrichtung (106 oder 114) zum Festlegen von Abgabesteuermustern, die jeweils aus einer Verbrennungsausführungszeitgebung, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl von Verbrennungsausführungszyklen ist, und einer Verbrennungsstoppzeitgebung bestehen, die äquivalent zu einer geforderten Anzahl von Verbrennungsstopps ist; eine Einrichtung (116 bis 120 oder 108 bis 112) zum Festlegen einer Verbrennungsreihenfolge, die gemäß den durch die Steuermusterfestlegungseinrichtung (106 oder 114) festgelegten Abgabesteuermuster festlegt, ob eine Verbrennung auszuführen ist, und zwar hinsichtlich der Verbrennungszeitgebung, die in jedem Zylinder in der Reihenfolge auftritt; und eine Sollabgabefestlegungseinrichtung (102) zum Festlegen eines Verhältnisses zwischen der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps derart, dass eine gewünschte Sollabgabe erhalten wird.
Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Luftmengeneinstelleinrichtung (20) zum Einstellen einer Lufteinlassrate; und einer Betriebsbereichsauswahleinrichtung (126) mit einem ersten Betriebsmodus, in dem eine Abgabe hauptsächlich dadurch gesteuert wird, dass das Verhältnis zwischen der geforderten Anzahl der Verbrennungsausführungszyklen und der geforderten Anzahl der Verbrennungsstopps geändert wird, und einem zweiten Betriebsmodus, in dem die Lufteinlassratensteuerung durch die Luftmengeneinstelleinrichtung für die Abgabesteuerung verwendet wird, wobei die Betriebsbereichsauswahleinrichtung (126) entweder den ersten Betriebsmodus oder den zweiten Betriebsmodus auswählt; wobei die Betriebsbereichsauswahleinrichtung (126) eine Festlegung dergestalt durchführt, dass der erste Betriebsmodus einen Niedriglastbereich abdeckt, wenn sich eine Kraftmaschinendrehzahl erhöht.
Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung (116 bis 120 oder 108 bis 112) zum Festlegen der Verbrennungsreihenfolge des Weiteren folgendes aufweist: eine Verbrennungsausführungseinrichtung (108, 110), die eine Beziehung der gegenwärtigen Verbrennungszeitgebung zu einem Abschnitt in den Abgabesteuermustern herstellt, die angeben, dass eine Verbrennung auszuführen ist, wenn die Sollabgabe zu einem Abgabewert geändert wird, der größer als der vorherige Abgabewert ist; und eine Verbrennungsstoppeinrichtung (108, 112), die eine Beziehung der gegenwärtigen Verbrennungszeitgebung zu einem Abschnitt in den Abgabesteuermustern herstellt, die angeben, dass die Verbrennung nicht auszuführen ist, wenn die Sollabgabe zu einem Abgabewert geändert wird, der kleiner als der vorherige Abgabewert ist.
Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Zylinder, bei dem die Verbrennung zu stoppen ist, während einer Ventilzeitgebungsänderungsperiode des Zylinders irgendein in dem Zylinder auftretender Pumpenverlust dadurch geändert wird, dass ein Einlassventil in einem geschlossenen Zustand aufrecht erhalten wird und dass eine Öffnungs-/Schließzeitgebung eines Auslassventils geändert wird.
Abgabesteuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Auslassventil in einem geöffneten Zustand aufrecht erhalten wird, während sich ein Kolben zumindest einmal während der Ventilzeitgebungsänderungsperiode hin- und her bewegt.