DE10200511A1

DE10200511A1 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern eines Elektromagnetventils für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10200511A1
Application number: DE10200511A
Authority: DE
Inventors: Kenji Ogawa; Satoshi Wachi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2002371871A; JP3828383B2; US6672268B2; DE10200511B4; US20020185099A1

Abstract

Eine Brennkraftmaschine mit einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung verringert Verluste während eines Anlasservorgangs, um die Anlasszeit zu verkürzen, den elektrischen Stromverbrauch eines Anlassers zu verringern und Störungen zwischen einem Ventilsystem und einem Kolben zu verhindern. Einlaßventile und Auslaßventile werden aufeinander folgend erregt und so gestartet, dass nach Start des Anlassvorgangs durch einen Anlasser eine erste Anlassdrehzahl erreicht werden kann, und die Ventile sämtlich bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel geschlossen werden können. Wenn alle Einlassventile und Auslassventile geschlossen sind, die Anlassdrehzahl einen Zündpunkt erreicht, kann durch Zufuhr von Kraftstoff der durchgehende Betrieb der Brennkraftmaschine bei einer Drehzahl oberhalb einer zweiten Anlassdrehzahl durchgeführt werden und kann mit den Einlassventilen und Auslassventilen eine Schaltsteuerung unter normalen Vorgängen im Zylinder durchgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern eines Ventils mit elektromagnetischer Betätigung, nachstehend als Elektromagnetventil bezeichnet, für Brennnkraftmaschinen, das Verwendung als Einlaß- oder Auslaßventil bei einer derartigen Brennnkraftmaschine findet, und betrifft insbesondere die Steuertechnik für ein derartiges Elektromagnetventil beim Anlassen der Brennnkraftmaschine.
Es ist bereits bekannt, ein Elektromagnetventil so auszulegen, dass ein Einlaß- oder Auslaßventil, das in einer neutralen Position durch Elastizität unter Verwendung einer Feder gehaltert wird, zwischen einer vollständig geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position infolge des Einsatzes einer elektromagnetischen Kraft zu verschieben. Weiterhin wurden verschiedene Verfahren wie eine Anlaßreihenfolge und dergleichen für die Anlaßsteuerung eines Elektromagnetventils zum Einsatz beim Anlassen einer Brennnkraftmaschine vorgeschlagen.

Bei dem Anlaßverfahren für ein Elektromagnetventil, wie es in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 9-303122 vorgeschlagen wurde, wird ein Elektromagnetventil, das sich ursprünglich in der neutralen Position befindet, normalerweise so gestartet, dass die Eigenschwingung eines Feder-Massesystems des Elektromagnetventils erregt wird, zum Verschieben in die vollständig geschlossene Position oder die vollständig geöffnete Position. In diesem Fall ist, anders als beim Öffnen oder Schließen unter Verwendung eines mechanischen Nockens, eine Anlaßsteuerung oder Startsteuerung erforderlich.

Das japanische offengelegte Patent Nr. 9-303122 beschreibt ein Beispiel für die Anlaßsteuerung eines Elektromagnetventils, das dadurch in Gang gesetzt werden soll, dass die Startzeit eines Elektromagnetventils in einem Bereich eines Kurbelwinkels eingestellt wird, wobei die Zeit, die das Elektromagnetventil benötigt, dessen Erregung gestartet wurde, die vollständig geschlossene Position zu erreichen, und diese Position beizubehalten, kürzer sein kann als die Zeit, die ein Kolben benötigt, die Störposition zu erreichen, die durch den Körper des Elektromagnetventils infolge der Drehung der Kurbelwelle hervorgerufen wird, so dass das erregte Elektromagnetventil nach dem Anlassen einer Brennnkraftmaschine nicht in Konflikt mit dem Kolben gelangen kann.

Weiterhin beschreibt das japanische offengelegte Patent Nr. 2000-97059 ein Beispiel für die Anlaßsteuerung eines Elektromagnetventils, bei welchem, anders als bei dem voranstehend geschilderten Beispiel, das Elektromagnetventil in die vollständig geöffnete Position verschobene wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, dann mit dem Anlassen durch den Anlasser begonnen wird, und der vollständig geöffnete Zustand des Elektromagnetventils beibehalten wird, bis die Anzahl an Anlaßumdrehungen eine Bezugsanzahl an Umdrehungen erreicht, um die Verdichtungsarbeit während des Anlaßvorgangs zu verringern.

Bei dem Beispiel in dem voranstehend erwähnten japanischen offengelegten Patent Nr. 9-303122 tritt jedoch, wie dies im japanischen offengelegten Patent Nr. 2000-97059 ausgeführt wird, eine sehr hohe Verdichtungsarbeit unmittelbar nach Beginn des vollständig geschlossenen Zustands auf, in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel, bei welchem das Einlaßventil und das Auslaßventil vollständig geschlossen sind, bei jenem Verfahren, bei welchem das Einlaßventil und das Auslaßventil in die vollständig geschlossene Position während des Anlaßvorgangs verschoben werden. Dies erfordert einen Anlasser, der die Verdichtungsarbeit leisten kann. Hierbei ist ein Anlasser, der durch einen Wechselrichter gesteuert wird, in Bezug auf sein Ausgangsdrehmoment durch die Kapazität von Leistungsbauelementen begrenzt. Eine Brennnkraftmaschine, die nur einen derartigen Anlasser aufweist, kann daher nicht zufriedenstellend genutzt werden.

Weiterhin wird in dem Beispiel in dem voranstehend erwähnten offengelegten japanischen Patent Nr. 2000-97059 das Elektromagnetventil in der vollständig geöffneten Position gehalten, bevor der Anlasser eingeschaltet wird. Durch den Einfluß des Einschaltstromstoßes unmittelbar nach Einschalten des Anlassers kann allerdings die Unterstützung des Elektromagnetventils verloren gehen. Weiterhin kann, wenn der Anlaßvorgang bei geöffnetem Ventil vorgenommen wird, eine Störung zwischen Einlaßventil und Auslaßventil und dem Kolben nicht vermieden werden, wie in dem voranstehend erwähnten japanischen offengelegten Patent Nr. 9-303122 ausgeführt, so dass eine Ausnehmung in dem Kolben vorgesehen werden muß, um die Störung zu vermeiden. Weiterhin treten Pumpverluste auf, wenn der Anlaßvorgang mit geöffnetem Ventil durchgeführt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt, und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung, die es ermöglichen, eine Brennnkraftmaschine mit einem Anlasser (Anlassermotor) mit kleinem Ausgangsdrehmoment anzulassen, und eine Steuerung des Elektromagnetventils für eine Brennnkraftmaschine ermöglichen, bei welcher keine Ausnehmung in dem Kolben erforderlich ist.

Ein Verfahren zum Steuern eines Elektromagnetventils für eine Brennnkraftmaschine gemäß Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung umfaßt folgende Schritte: Beginn des Drehens einer Kurbelwelle durch einen Anlasser; aufeinanderfolgendes Ingangsetzen der Erregung von Einlaß- und Auslaßventilen auf solche Weise, dass das Ventil bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel geschlossen wird, nachdem die Drehzahl der Kurbelwinkel eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht hat; Beginn der Schaltsteuerung eines Einlaß- und Auslaßventils entsprechend dem normalen Vorgang bei jedem Zylinder unter der Bedingung, dass das erwähnte Einlaß- und Auslaßventil geschlossen sind, und die Drehzahl der Kurbelwelle eine zweite vorbestimmte Drehzahl überschreitet; und Übergang zur normalen Steuerung.

Das Verfahren zum Steuern eines Elektromagnetventils für eine Brennnkraftmaschine gemäß Patentanspruch 2 der vorliegenden Erfindung stellt den voranstehend erwähnten vorbestimmten Kurbelwinkel so ein, dass der Ventilschließkurbelwinkel des zuletzt geschlossenen Elektromagnetventils in zumindest einem Zylinder im wesentlichen gleiche Werte einnehmen kann, zwischen dem Betrag der Verdichtungsarbeit und dem Betrag der Expansionsarbeit bei dem Kurbelwinkel.

Das Verfahren zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 3 der vorliegenden Erfindung umfaßt den Schritt, die Stromversorgung zum Anlasser zwischen dem Startzeitpunkt des Schließens des Ventils bis zum Endzeitpunkt des Schließens des Ventils zu sperren.

Das Verfahren zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 4 der vorliegenden Erfindung umfaßt den Schritt, die erste vorbestimmte Drehzahl auf der Grundlage des Belastungspegels der Brennnkraftmaschine zu ändern.

Das Verfahren zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 5 der vorliegenden Erfindung umfaßt den Schritt, die erforderliche Ausgangsleistung für den Anlasser zum Antrieb der Belastung der Brennnkraftmaschine zu berechnen, sowie den Schritt, den Anlasser auf der Grundlage der berechneten Ausgangsleistung zu betreiben, von dem Startzeitpunkt für das Schließen des Ventils bis zum Endzeitpunkt für das Schließen des Ventils.

Bei dem Verfahren zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 6 der vorliegenden Erfindung beginnt die normale Schaltsteuerung des Einlaß- und Auslaßventils mit einem Auslaßvorgang.

Die Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 7 der vorliegenden Erfindung haltert das Einlaß- und Auslaßventil in der neutralen Position elastisch unter Verwendung eines elastischen Materials, und verschiebt das Einlaß- und Auslaßventil in die vollständig geschlossene Position oder die vollständig geöffnete Position unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft. Die Einrichtung weist auf: eine Drehzahlfeststellvorrichtung zur Feststellung der Drehzahl einer Kurbelwelle auf der Grundlage des Ausgangssignals eines Kurbelwinkelsensors; und eine Startsteuervorrichtung zum Steuern eines Einlaß- und Auslaßventils auf solche Weise, dass das Einlaß- und Auslaßventil seinen vollständig geschlossenen Zustand bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel beibehalten kann, nachdem die Drehzahl der Kurbelwelle eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, die vorher eingestellt wird, abhängig von der erforderlichen Arbeit, die dazu benötigt wird, eine Drehung der Kurbelwelle durchzuführen, infolge der Trägheit der Kurbelwelle, nachdem das Einlaß- und Auslaßventil den vollständig geschlossenen Zustand angenommen haben. Bei dieser Ausbildung wird mit der Schaltsteuerung des Einlaß- und Auslaßventils begonnen in Abhängigkeit von dem normalen Vorgang bei jedem Zylinder, wobei das Einlaß- und Auslaßventil in der vollständig geschlossenen Position gehalten werden, und nachdem die Drehzahl der Kurbelwelle eine zweite vorbestimmte Drehzahl überschritten hat.

Die Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 8 der vorliegenden Erfindung stellt den voranstehend erwähnten Kurbelwinkel so ein, so dass der Ventilschließkurbelwinkel des letzten geschlossenen Elektromagnetventils in zumindest einem Zylinder im wesentlichen gleiche Werte zwischen dem Betrag der Verdichtungsarbeit und dem Betrag der Expansionsarbeit bei dem Kurbelwinkel annehmen kann.

Die Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 9 der vorliegenden Erfindung weist eine erste Anlassersteuervorrichtung auf, die dazu dient, die Energieversorgung des Anlassers zwischen dem Startzeitpunkt des Schließens des Ventils zum Endzeitpunkt des Schließens des Ventils zu sperren.

Die Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 10 der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Belastungsfeststellvorrichtung zur Feststellung des Belastungspegels der Brennnkraftmaschine; und eine Solldrehzahländerungsvorrichtung zum Ändern der ersten vorbestimmten Drehzahl auf der Grundlage des Belastungspegels.

Die Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 11 der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Belastungsantriebsberechnungsvorrichtung zum Berechnen der erforderlichen Ausgangsleistung für den Anlasser, um die Last anzutreiben; und eine zweite Anlassersteuervorrichtung zum Betrieb des Anlassers auf der Grundlage der berechneten Ausgangsleistung der Lastantriebsberechnungsvorrichtung.

Bei der Einrichtung zum Steuern des Elektromagnetventils für Brennnkraftmaschinen gemäß Patentanspruch 12 der vorliegenden Erfindung wird die normale Schaltsteuerung des Einlaß- und Auslaßventils mit dem Auslaßvorgang begonnen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 die Anordnung eines Elektromagnetventils (Ventils mit elektromagnetischer Betätigung) für Brennnkraftmaschinen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Elektromagnetventils, das als Einlaß- oder Auslaßventil verwendet wird;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm des Stroms (A) einer oberen Spule, des Stroms (B) einer unteren spule, und einer Ventilbewegung (C);
Fig. 4 einen Ventilschaftbereich und einen zulässigen Zeitraum für ein geöffnetes Ventil;
Fig. 5 eine Übergangszeit von einer vollständig geschlossenen Position zu einer vollständig geöffneten Position oder von der vollständig geöffneten Position zu der vollständig geschlossenen Position, und zwar für ein Elektromagnetventil und ein durch einen Nocken angetriebenes Ventil;
Fig. 6 einen Kurbelwinkel (Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt [° CA-ATDC)) sowie die Beziehung zwischen einer Kolbenposition und einem Ventilhub;
Fig. 7 ein Flußdiagramm der Vorgehensweise eines Vorgangs einer Startroutine für ein Elektromagnetventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Diagramm mit einer Darstellung der Kolbenposition und der Änderung des Innendrucks eines Zylinders;
Fig. 9 die Ausbildung einer Brennnkraftmaschinenanlaßeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Flußdiagramm einer Vorgehensweise eines Vorgangs einer Startroutine für ein Elektromagnetventil gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 die Ausbildung einer Brennnkraftmaschinenanlaßeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 12 ein Flußdiagramm der Vorgehensweise des Vorgangs der Startroutine für ein Elektromagnetventil gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt die Ausbildung eines Systems einer Brennnkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Ansaugweg 2 einer Viertakt- Brennkraftmaschine 1 mit einer Drosselklappe 3 und einem Hilfsluftweg 4 zum Umgehen der Drosselklappe 3 versehen. Der Hilfsluftweg 4 ist mit einem elektromagnetischen Hilfsluftsteuerventil 5 versehen.
Wenn die Viertakt-Brennnkraftmaschine 1 eine Brennnkraftmaschine ist, die beispielsweise den Öffnungs/Schließzeitraum eines Einlaßventils 12 durch eine elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung 13 steuern kann, die nachstehend genauer erläutert wird, um Luft unter Atmosphärendruck anzusaugen, und die Ansaugluftmenge ohne eine Drosselklappe zu steuern, so können die Drosselklappe 3, der Hilfsluftweg 4 und das Hilfsluftsteuerventil 5 weggelassen werden.
Weiterhin ist die Einlaßöffnungseinheit des Einlaßweges 2 mit einem elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventil 6 für jeden Zylinder versehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 stellt Kraftstoff (Benzin) für die Brennnkraftmaschine zur Verfügung. Signale werden von verschiedenen Sensoren einer Steuereinheit (C/U) 7 zugeführt, die einen Mikrocomputer enthält. In der Praxis ist ein Kurbelwinkelsensor 8 vorgesehen, um ein Bezugswinkelsignal Ref für jede Kolbenbezugsposition auszugeben, und ein Winkeleinheitssignal Pos für jede Kurbelwinkeleinheit, und stellt die Position eines Kolbens fest, und berechnet die Drehzahl Ne der Brennnkraftmaschine.
Der Kurbelwinkelsensor 8 stellt ein Signal fest, das durch eine Signalplatte erzeugt wird, die zwei Umdrehungen pro Kurbelwellendrehung der Brennnkraftmaschine durchführt, und ist so ausgebildet, einen Zylinder dadurch zu bestimmen, dass ein Signal mit unterschiedlicher Impulsbreite für jeden Zylinder als das voranstehend erwähnte Bezugswinkelsignal Ref ausgegeben wird. Die Anordnung zur Unterscheidung der Zylinder ist jedoch nicht auf die voranstehend geschilderte Konfiguration beschränkt. Die Steuereinheit (C/U) 7 weist eine Drehzahlfeststellvorrichtung auf, um die Drehzahl der Kurbelwelle auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 8 festzustellen.
Weiterhin sind ein Luftflußmeßgerät 9 zur Feststellung des Ansaugluftflusses Qa der Brennnkraftmaschine, ein Drosselklappensensor 10 zur Feststellung des Öffnungspegels TVO der Drosselklappe 3, ein Wassertemperatursensor 11 zur Feststellung der Kühlwassertemperatur Tw der Brennkraftmaschine 1, und dergleichen vorgesehen. Die Steuereinheit 7 steuert die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 6 auf der Grundlage der Betriebsbedingungen, die von den verschiedenen Sensoren festgestellt werden, und steuert den Zündzeitpunkt durch eine Zündspulenanzapfung 17, sowie die elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtungen 13 und 15, die nachstehend genauer erläutert werden.
Weiterhin ist die Brennkraftmaschine 1 mit der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung 13 zum Steuern des Schaltens des Ansaugventils 12 versehen, und mit der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung 15 als Startsteuervorrichtung zum Schalten des Betriebs eines Auslaßventils 14. Fig. 2 zeigt die Ausbildung der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtungen 13 und 15.
In Fig. 2 weisen die elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtungen 13 und 15 ein Gehäuse 21 aus nicht magnetischem Material auf, das auf einem Zylinderkopf vorgesehen ist; einen Anker 22, der in einem Schaft 31 des Auslaß- bzw. Einlaßventils 12 bzw. 14 vorgesehen ist, und sich frei in dem Gehäuse 21 bewegen kann; einen Ventilschließelektromagneten 23, der in dem Gehäuse 21 an der Position gegenüberliegend der oberen Oberfläche des Ankers 22 befestigt ist, so dass eine elektromagnetische Kraft erzeugt werden kann, um das Ansaug- und Auslaßventil 12 und 13 zu schließen, durch Anziehen des Ankers 22; einen Ventilöffnungselektromagneten 24, der in dem Gehäuse 21 an der Position gegenüberliegend der unteren Oberfläche des Ankers 22 befestigt ist, so dass eine elektromagnetische Kraft erzeugt werden kann, um das Ansaug- und Auslaßventil 12 bzw. 14 zu öffnen, durch Anziehen des Ankers 22; eine Ventilschließseitenfeder 25 (elastisches Material) zum Vorschieben des Ankers 22 in Ventilschließrichtung des Ansaug- und Auslaßventils 12 und 14; und eine Ventilöffnungsseitenfeder 26 (elastisches Material) zum Vorschieben des Ankers in der Ventilöffnungsrichtung des Einlaß- und Auslaßventils 12 und 14. Wenn der Ventilschließelektromagnet 23 und der Ventilöffnungselektromagnet 24 beide nicht mit Strom versorgt werden, wirkt sich die Federkraft der Ventilschließseitenfeder 25 und der Ventilöffnungsseitenfeder 26 so aus, dass das Ansaug- und das Auslaßventil 12 und 14 elastisch in der neutralen Position gehaltert werden, zwischen der vollständig geöffneten Position und der vollständig geschlossenen Position.
Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches den zeitlichen Verlauf des Stroms für die obere Spule 23, des Stroms für die untere Spule 24, und des Ventilhubes zeigt. Der Strom ist ein Antriebsbefehlswert, der von der ECU 7 ausgegeben wird. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird der Betrieb des Elektromagnetventils in drei tatsächlichen Betriebszeiträumen durchgeführt, also einem Startzeitraum, einem Haltezeitraum, und einem Betriebszeitraum. Zuerst wird in dem Startzeitraum ein Resonanzeffekt dazu eingesetzt, Energie zu sparen. Hierbei fließt der Strom abwechselnd durch die obere Spule und die untere Spule, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt, in diesem Zeitraum, abhängig von der Eigenschwingung des Feder-Massensystems, welches einen Kolben als Masse aufweist, so dass Ventileigenschwingungen auf der Grundlage der neutralen Position bei abgeschaltetem Strom erzeugt werden können. Dann erhöht das Ventilsystem allmählich die Amplitude von der neutralen Position aus, wie in Fig. 3C gezeigt ist. Unter Verwendung des Resonanzeffektes kann daher die elektromagnetische Kraft in dem Startzeitraum verringert werden, also der Strom zur Erzeugung der elektromagnetischen Kraft. Dies führt dazu, dass Energie im Startzeitraum gespart werden kann, und die Schaltungsausbildung vereinfacht werden kann.
In dem Haltezeitraum und dem Betriebszeitraum, beispielsweise in der vollständig geschlossenen Position, wird die Stromversorgung zum Ventilöffnungselektromagneten 24 unterbrochen, und wird Strom dem Ventilschließelektromagneten 23 zugeführt, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen, und wird der Anker 22 an den Ventilschließelektromagneten 23angezogen. Wenn das Ventil aus der voranstehend erwähnten, vollständig geschlossenen Position geöffnet wird, wird die Stromversorgung zum Ventilschließelektromagneten 23 unterbrochen, wird das Ventilsystem in die Ventilöffnungsrichtung durch die Rückstellkraft der Ventilöffnungsseitenfeder 26 bewegt, wird eine elektromagnetische Kraft dadurch erzeugt, dass Strom dem Ventilöffnungselektromagneten 24 zum Bewegen des Ventilsystems zugeführt wird, wird der Anker 22 an den Ventilöffnungselektromagneten 24 angezogen, und wird die vollständig geöffnete Position beibehalten.
Weiterhin wird, wenn das Ventil aus der vollständig geöffneten Position geschlossen werden soll, die Stromversorgung zum Ventilöffnungselektromagneten 24 unterbrochen, das Ventilsystem in die Ventilschließrichtung durch die Rückstellkraft der Ventilschließseitenfeder 25 bewegt, eine elektromagnetische Kraft durch Zufuhr von Strom zu dem Ventilschließelektromagneten 23 zum Bewegen des Ventilsystems erzeugt, der Anker 22 an den Ventilschließelektromagneten 23 angezogen, und wird die vollständig geschlossene Position beibehalten. Durch periodisches Wiederholen der voranstehend geschilderten Vorgänge kann die Brennnkraftmaschine ihre Funktion als Ventilantriebseinrichtung durchführen.
Die Brennnkraftmaschine ist so ausgebildet, dass die Position des oberen Totpunkts eines Kolbens sich mit der vollständig geöffneten Position des Ventilsystems stört, um das Verdichtungsverhältnis zu verbessern. Es gibt daher einen Kurbelwinkelbereich, in welchem sich der Kolben und das Ventilsystem gegenseitig stören können, abhängig vom Ausmaß des Ventilhubes. Wenn der Kurbelwinkelbereich als Ventilschaftbereich definiert wird, weist der Ventilschaftbereich einen Kurbelwinkelbereich auf, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, und kann der Kurbelwinkelbereich mit Ausnahme des Ventilschaftbereiches als zulässiger Zeitraum für die Ventilöffnung bezeichnet werden. Der Ventilschaftbereich ist ein konstanter Kurbelwinkelbereich, unabhängig von der Drehzahl.
Wenn die elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung als Feder-Massensystem ausgebildet ist, ist die Übergangszeit T von der vollständig geschlossenen Position zu der vollständig geöffneten Position, oder von der vollständig geöffneten Position zu der vollständig geschlossenen Position, unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle, und ist durch folgende Gleichung gegeben, und ist erheblich kürzer als bei dem herkömmlichen Nockenantriebsventil, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

T = π√(M/K) (1)
Bei der Gleichung (1) bezeichnet M das Gewicht eines beweglichen Abschnitts, und K die Federkonstante.
Bei einem Nockenantriebsventil ist die Übergangszeit unabhängig von der Zeit, hängt jedoch von der Winkelgeschwindigkeit ab. Der Unterschied der Übergangszeit wird daher größer, wenn die Drehzahl niedriger ist. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Ventilhub steil unabhängig vom Kurbelwinkel ansteigt, ist es daher erforderlich, die Erzeugung eines Aufpralls auf das Ventil bei der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung zu verhindern.
Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel (Kurbelwinkel hinter dem oberen Totpunkt [° CA/ATDC]), der Kolbenposition, und dem Ventilhub.
In Fig. 6 ist der Ventilaufprallbereich ein Kurbelwinkelbereich von A2 bis A1, wobei eine vorbestimmte Toleranz berücksichtigt ist. Um daher einen Aufprall auf das Ventil zu verhindern, muß der Vorgang des Antriebs in Ventilschließrichtung begonnen werden, wenn die Kurbelwinkelposition den Wert A2 erreicht. Da wie voranstehend geschildert die zum Schließen eines Ventils erforderliche Zeit konstant ist, ändert sich die Kurbelwinkelposition A3 für den vollständig geschlossenen Zustand in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle. Wenn beispielsweise die Drehzahl höher ist, wird die Position zur Verzögerungswinkelseite verschoben, also von A3 nach A3'.
Weiterhin ist der Zeitpunkt, an welchem der vollständig geöffnete Zustand am frühesten nach dem oberen Totpunkt eingenommen werden kann, jener Punkt, an welchem die Kurbelwinkelposition den Wert A1 erreicht. Daher ist die Kurbelwinkelposition, an welcher der Vorgang des Antriebs von dem vollständig geschlossenen Zustand zu dem vollständig geöffneten Zustand begonnen werden kann, die Kurbelwinkelposition A0, die einem Punkt entspricht, der eine vorbestimmte Zeit vor A1 liegt. Allerdings ändert sich die Kurbelwinkelposition A0 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle. Beispielsweise bei höherer Drehzahl verschiebt sich die Position zur Vorwärtswinkelseite hin, also von A0 nach A0', wie in Fig. 6 gezeigt. Bei höherer Drehzahl können sich die beiden geraden Linien kreuzen, welche den Übergang des Ventilhubs angeben.
Wie voranstehend geschildert ist, um einen Aufprall auf das Ventil zu verhindern, wenn die elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung unter Verwendung der Eigenschwingungen eines Feder-Massensystems gestartet wird, A0 der früheste Startzeitpunkt und A2 der späteste Startzeitpunkt. Daher wird der Zeitraum von A0 bis A2 als der zulässige Startzeitraum bezeichnet, und kann die Startzeit T0 so eingestellt werden, dass die für einen Startvorgang erforderliche Zeit "T1-T0" (bezeichnet als Tst), die in Fig. 3 gezeigt ist, innerhalb des Zeitbereiches (der zulässigen Startzeit) liegt, welcher dem zulässigen Zeitraum für das Starten entspricht. Hierbei ist die Zeit, die zum Erreichen der zulässigen Startzeit benötigt wird, also die Kurbelwinkelposition A0-A2, abhängig von der Drehzahl (Anlaßdrehzal) der Kurbelwelle, wenn die Brennnkraftmaschine angelassen wird. Sie wird kürzer, wenn die Anlaßdrehzahl höher ist. Nachstehend wird das Verfahren geschildert, mit welchem in der Praxis ein Elektromagnetventil gestartet wird.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm der Vorgehensweise des Vorgangs einer Elektromagnetstartroutine.
Zuerst wird im Schritt S1 ein Anlassermotor (Anlasser) in Betrieb gesetzt, und wird der Anlaßvorgang begonnen. Dann wird im Schritt S2 die Drehzahl der Kurbelwelle, also die Anlaßdrehzahl NE, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 8 festgestellt. Im Schritt S4 wird festgestellt, ob die Anlaßdrehzahl Ne die erste vorbestimmt Drehzahl TNE1 erreicht hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, geht die Steuerung zum Schritt S7 über.
Nachstehend wird das Verfahren zur Einstellung einer ersten vorbestimmten Drehzahl beschrieben. Da das Einlaß- und Auslaßventil 12 bzw. 14 nach Starten des Anlaßvorgangs nicht mit Energie versorgt werden, wird die neutrale Position beibehalten. Daher führt der Kolben keinen Verdichtungs- oder Expansionsvorgang durch. Wenn jedoch das Einlaß- und Auslaßventil 12 bzw. 14 beide geschlossen sind, so beginnen die Verdichtungs- und Expansionsvorgänge an diesem Zeitpunkt.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Änderung des Drucks im Zylinder in Abhängigkeit von der Position des Kolbens zeigt.
Wenn das letzte Ventil in dem Zylinder geschlossen ist, beginnt der Verdichtungsvorgang W1 oder der Expansionsvorgang W2 mit der Drehung der Kurbelwelle von diesem Zeitpunkt an (angezeigt durch die Endposition des Schließens des Ventils in der Figur). Da der Verdichtungsvorgang oder der Expansionsvorgang der Integration der Kraft auf den Kolben entspricht, die durch den Druck in dem Zylinder erzeugt wird, entspricht der durch Diagonallinien dargestellte Bereich einem Vorgang in Fig. 8.
Wenn die Kurbelwelle zu diesem Zeitpunkt durch ω ausgedrückt wird, und die Trägheit der Kurbelwelle durch I, ergibt sich die folgende Drehenergie W der Kurbelwelle.

W = Iω²/2 (2)
Für W > W1 und W > W2 kann die Kurbelwelle eine Umdrehung durchführen. Es wirkt sich daher eine Drehenergie aus, die größer ist als der jeweils größere Wert der Verdichtungswirkung W1 und der Expansionswirkung W2 bei einer Kurbelumdrehung. Um einen Aufprall auf das Ventil zu verhindern, sollte daher die erste vorbestimmte Drehzahl so niedrig sein wie möglich. Es ist daher wünschenswert, dass die Verdichtungswirkung W1 im wesentlichen gleich der Expansionswirkung W2 ist. Bei der voranstehenden Erläuterung wurde nur ein Zylinder berücksichtigt. Sind jedoch mehrere Zylinder vorhanden, wird der Wirkungsbetrag pro Zylinder mit der Anzahl an Zylindern multipliziert, um die erste vorbestimmte Drehzahl einzustellen. Nach einer Umdrehung werden die Verdichtung und die Expansion wiederholt. Es gibt daher keine Einwirkung durch einen Kolben, wodurch ein Anhalten des Anlassvorgangs durch die Verdichtung oder die Expansion verhindert wird.
In Bezug auf die Unsicherheit, wann das Ventil tatsächlich geschlossen ist, sollte die erste vorbestimmte Drehzahl auf einen Wert eingestellt werden, den man durch Hinzufügung einer Toleranz zu der voranstehend geschilderten vorbestimmten Drehzahl erhält. Da die Verdichtung und die Expansion durchgeführt werden, nachdem das letzte Ventil im Zylinder geschlossen wurde, wird die Endposition des Schließens des Ventils nur das letzte Ventil eingestellt, und können die Ventilschließpositionen für die anderen Ventile frei wählbar auf eine Position eingestellt werden, bei welcher kein Aufprall auf das Ventil auftritt.
Als nächstes wird das Flußdiagramm von Fig. 7 beschrieben. Im Schritt S8 wird festgestellt, ob alle Ventile geschlossen wurden oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, dann geht die Steuerung zum Schritt S10 über, und wird die Anlaßdrehzahl NE wie im Schritt S2 festgestellt. Dann wird im Schritt S11 bestimmt, ob die Anlaßdrehzahl NE die zweite vorbestimmte Drehzahl TNE2 überschritten hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, geht die Steuerung zum Schritt 512 über. Im Schritt S12 wird die normale Steuerung der Einlaß- und Auslaßventile aufeinanderfolgend begonnen, wodurch die Startsteuerroutine beendet wird. Wenn die Steuerung zur normalen Steuerung übergeleitet wird, so sollte die Auslaßventilöffnungssteuerung aufeinanderfolgend mit dem Zylinder begonnen werden, der mit dem Auslaßvorgang beginnt. Selbstverständlich werden die Kraftstoffsteuerung und die Zündsteuerung mit dem Zylinder begonnen, der den Auslaßvorgang beendet und den Ansaugvorgang beginnt, wodurch schließlich die Brennnkraftmaschine angelassen wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden daher die Einlaßventile und Auslaßventile nacheinander erregt und gestartet, so dass die vollständig geschlossene Position bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel eingenommen werden kann, nachdem die Drehzahl der Kurbelwelle die erste vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, bei welcher die Verdichtungs- und Expansionswirkungen erhalten werden können, wenn alle Einlaßventile und Auslaßventil durch die kinetische Energie einer Kurbelwelle geschlossen wurden, die sich infolge der Drehung einer Schwungscheibe, einer Kurbelwelle und dergleichen angesammelt hat, die zusammengebaut sind, und nach Beginn des Anlaßvorgangs werden alle voranstehend erwähnten Einlaßventile und Auslaßventile geschlossen, und dann erreicht die Drehzahl der Kurbelwelle durch Zufuhr von Kraftstoff einen Zündpunkt, und wird die Öffnungs- und Schließsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile begonnen, auf der Grundlage der Vorgängen in jedem Zylinder, unter der Bedingung, dass die Drehzahl größer ist als die zweite vorbestimmte Drehzahl, bei welcher ein ständiger Brennkraftmaschinenbetrieb kontinuierlich durchgeführt werden kann. Daher kann der Verdichtungsvorgang durchgeführt werden, ohne dass der Anlasser übermäßig belastet wird, und werden keine Pumpverluste hervorgerufen, nachdem sämtliche Ventile geschlossen wurden, wodurch die Anlaßdrehzahl schnell ansteigt, und die Brennnkraftmaschine schnell angelassen wird.

Ausführungsform 2

Fig. 9 zeigt die Ausbildung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 9 sind gleiche oder entsprechende Abschnitte wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und werden nachstehend nicht unbedingt erläutert.
In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 28 einen Anlasser (Anlassermotor), der Energie von einer Batterie 30 über eine Treibervorrichtung 27 als erste Anlassersteuervorrichtung empfängt.
Nunmehr wird der Vorgang des Ablaufs der Startroutine für die elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung unter Bezugnahme auf das in Fig. 10 dargestellte Flußdiagramm beschrieben.
Im Schritt S1 wird der Anlasser 28 eingeschaltet, und mit dem Anlassen begonnen. Dann wird im Schritt S2 die Drehzahl der Kurbelwelle, also die Anlaßdrehzahl NE, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 8 festgestellt. Im Schritt S4 wird festgestellt, ob die Anlaßdrehzahl NE die erste vorbestimmte Drehzahl TNE1 überschritten hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, dann geht die Steuerung zum Schritt S6 über, und wird der Anlasser ausgeschaltet. Dann werden im Schritt S7 die Einlaßventile und Auslaßventile nacheinander geschlossen, wie bei der ersten Ausführungsform. Allerdings hat sich bei der ersten vorbestimmten Drehzahl TNE1, wie in Bezug auf die voranstehend geschilderte Ausführungsform geschildert wurde, eine Drehenergie in der Kurbelwelle angesammelt, die zum Schließen sämtlicher Ventile benötigt wird. Daher können die Ventile vollständig geschlossen werden, ohne den Anlasser 2 zu betreiben, und kann daher die Belastung der Batterie 30 verringert werden, und kann Energie den elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtungen 13 und 15 zugeführt werden, wodurch die Einlaßventile und Auslaßventile 12 bzw. 14 fehlerfrei geschlossen werden.
Da hierbei infolge von Reibungswiderständen und dergleichen der Brennnkraftmaschine 1 negative Einflüsse auftreten, wird die vorbestimmte Drehzahl TNE1 unter Berücksichtigung dieser Tatsache eingestellt. Da die Wassertemperatur, die vom Wassertemperatursensor 11 festgestellt wird, den Einfluß des Reibungswiderstands usw. der Brennnkraftmaschine 1 abmildert, der temperaturabhängig ist, sollte die erste vorbestimmte Drehzahl TNE1 in Abhängigkeit von der Wassertemperatur geändert werden. Wenn daher beispielsweise die Belastung größer wird, wird der Wert für die erste vorbestimmte Drehzahl TNE1 entsprechend erhöht. Daher weist die Steuereinheit (C/U) 7 eine Solldrehzahländerungsvorrichtung auf, um die erste vorbestimmte Drehzahl TNE1 in Abhängigkeit von der Größe der Belastung zu ändern.
Dann wird im Schritt S8 festgestellt, ob sämtliche Ventile geschlossen wurden oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, so geht die Steuerung zum Schritt S9 über, wird der Anlasser 28 erneut in Gang gesetzt, und wird der Anlaßvorgang fortgesetzt. Dann wird im Schritt S8, wie im Schritt S2, die Anlaßdrehzahl NE festgestellt. Daraufhin wird im Schritt S9 bestimmt, ob die Anlaßdrehzahl NE die zweite vorbestimmte Drehzahl TNE2 überschritten hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, dann geht die Steuerung zum Schritt S10 über.
Im Schritt S10 wird der normale Steuervorgang für die Einlaß- und Auslaßventile aufeinanderfolgend in Gang gesetzt, und wird die Anlaßsteuerroutine beendet. Wenn der normale Steuervorgang begonnen wird, so sollte die Auslaßventilöffnungssteuerung mit dem Zylinder begonnen werden, der mit dem Auslaßvorgang beginnt. Selbstverständlich werden der Kraftstoffsteuervorgang und der Zündstoffsteuervorgang mit dem Zylinder begonnen, der den Auslaßvorgang beendet hat, und mit dem Einlaßvorgang beginnt, so dass die Brennnkraftmaschine schließlich angelassen wurde.
Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Anlasser nicht mit Energie versorgt, während die Einlaßventile und Auslaßventile von der neutralen Position in die vollständig geschlossene Position bewegt werden. Während dieses Zeitraums wird daher die Belastung der Batterie geringer, und kann Energie in ausreichendem Ausmaß den Einlaßventilen und Ventilen zugeführt werden, wodurch die Startsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile sichergestellt werden kann.
Da die erste vorbestimmte Drehzahl so eingestellt wird, dass die Belastung infolge mechanischer Reibung und dergleichen der Brennnkraftmaschine berücksichtigt wird, und die kinetische Energie sichergestellt werden kann, welche die negativen Einflüsse infolge der Belastung und der Verdichtungs- und Expansionsvorgänge berücksichtigt, die nach Schließen sämtlicher Einlaßventile und Auslaßventile auftreten, kann sich die Kurbelwelle mit sämtlich geschlossenen Einlaßventilen und Auslaßventilen drehen, ohne die Antriebskraft des Anlassers, selbst wenn die Reibung bei der Brennnkraftmaschine bei niedriger Temperatur zunimmt.

Ausführungsform 3

Fig. 11 zeigt eine Anordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 11 sind dieselben oder entsprechenden Abschnitte wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und erfolgt nachstehend nicht unbedingt eine erneute Beschreibung.
In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 28 einen Anlasser, welchem Energie von der Batterie 30 über die Treibervorrichtung 27 zugeführt wird. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet eine Stromfeststellvorrichtung zur Feststellung des Stroms, der dem Anlasser 28 zugeführt wird. Die Treibervorrichtung 28 und die Stromfeststellvorrichtung 29 bilden die zweite Anlassersteuervorrichtung.
Der Vorgang der Startroutine für die elektromagnetische Ventilantriebseinrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 12 gezeigt Flußdiagramm beschrieben.
Zuerst wird im Schritt S1 der Anlasser 28 eingeschaltet, und wird mit dem Anlassen begonnen. Dann wird im Schritt S2 die Drehzahl der Kurbelwelle, also die Anlaßdrehzahl NE, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 8 festgestellt. Im Schritt S3 wird die Belastung der Brennnkraftmaschine berechnet, aus dem Ausgangsdrehmoment des Anlassers 28, der Beschleunigung der festgestellten Anlaßdrehzahl, und der Trägheit der Kurbelwelle (Belastungsfeststellvorrichtung). Nach dem Startvorgang befinden sich die Einlaßventile und Auslaßventile 12 bzw. 14 an dem neutralen Punkt. Daher wird kein Verdichtungsvorgang oder Expansionsvorgang durchgeführt. Daher kann die Beschleunigung in der Anlaßdrehzahl durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden, wobei Ts die Ausgangsleistung eines Anlassers bezeichnet, Gc das Untersetzungsverhältnis zur Kurbelwelle, I die Trägheit der Kurbelwelle, und Te das Belastungsdrehmoment der Brennnkraftmaschine.

ω' = (Ts.Gc - Te)/I (3)
Daher kann das Belastungsdrehmoment Te auch aus folgender Gleichung erhalten werden.

Te = I.ω' - Ts.Gc (4)
Hierbei wird das Ausgangsdrehmoment Ts des Anlassers 28 auf der Grundlage des Ausgangssignals der Stromfeststellvorrichtung 29 berechnet. Soweit das Antriebsdrehmoment der Brennnkraftmaschine festgestellt werden kann, können allerdings auch andere Vorrichtungen verwendet werden, die beispielsweise einen Drehmomentsensor einsetzen. Dann wird im Schritt S4 festgestellt, ob die Anlaßdrehzahl Ne die erste vorbestimmte Drehzahl TNE1 überschritten hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, dann geht die Steuerung zum Schritt S5 über, und wird das Ausgleichsdrehmoment Ts' eines Anlassers 19 zur Kompensation des Belastungsdrehmoments Te der Brennnkraftmaschine, das im Schritt S3 erhalten wurde, berechnet. Die Berechnung wird anhand folgender Gleichung durchgeführt.

Ts' = Te/G (5)
Daher weist die Steuereinheit (C/U) 7 eine Belastungsantriebsberechnungsvorrichtung auf, um die Ausgangsleistung des Anlassers zu berechnen, die tatsächlich zum Antrieb einer Belastung benötigt wird.
Der Sollstrom für den Anlasser 28 kann auf der Grundlage der Strom-Drehmomentcharakteristik des Anlassers 28 erhalten werden. Dann wird im Schritt S6 der Anlasser 28 unter Verwendung der Treibervorrichtung 27 gesteuert, auf der Grundlage des Ausgleichsausgangsdrehmoments Ts' des Anlassers 28, das im Schritt S5 erhalten wurde. Hierbei wird die Treibervorrichtung 27 auf der Grundlage eines Befehls von der ECU 7 mittels Tastverhältnissteuerung betrieben, jedoch ist das Steuerverfahren nicht hierauf beschränkt.
Dann werden im Schritt S8 die Einlaßventile und Auslaßventile nacheinander geschlossen, wie bei der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform. Bei der ersten vorbestimmten Drehzahl TNE1 hat sich allerdings die erforderliche Drehenergie, die zum Schließen aller Ventile benötigt wird, in der Kurbelwelle angesammelt, und wird der Anlasser 28 mit einer Antriebskraft zum Ausgleich des Belastungsdrehmoments der Brennnkraftmaschine betrieben. Hierdurch wird die Belastung der Batterie 30 verringert, und wird eine ausreichende Energieversorgungsquelle für die Einlaßventile und Auslaßventile 12 bzw. 14 zur Verfügung gestellt, wodurch die Ventile vollständig geschlossen werden. Dann wird im Schritt S8 festgestellt, ob alle Ventile geschlossen wurden oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, so geht die Steuerung zum Schritt S9 über, und wird der Anlasser 28 erneut mit der maximalen Antriebskraft betrieben.
Dann wird im Schritt S10, wie im Schritt S2, die Anlaßdrehzahl NE festgestellt. Im Schritt S11 wird bestimmt, ob die Anlaßdrehzahl NE die zweite vorbestimmte Drehzahl TNE2 überschritten hat oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage JA, geht die Steuerung zum Schritt S12 über. Im Schritt S12 wird die normale Steuerung der Einlaßventile und Auslaßventile aufeinanderfolgend begonnen, und wird die Startsteuerroutine beendet. Wenn die Steuerung auf die normale Steuerung übergeleitet wird, so sollte die Auslaßventilöffnungssteuerung mit dem Zylinder begonnen werden, der mit dem Auslaßvorgang beginnt. Selbstverständlich werden die Kraftstoffsteuerung und die Zündsteuerung mit jenem Zylinder begonnen, der mit dem Einlaßvorgang beginnt, wodurch schließlich die Brennnkraftmaschine angelassen wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Belastung infolge mechanischer Reibung und dergleichen einer Brennnkraftmaschine festgestellt, wird die Anlasserausgangsleistung berechnet, die zum Ausgleich der negativen Einflüsse infolge der Belastung erforderlich ist, und wird der Anlasser mit der Anlasserausgangsleistung während des Zeitraums vom Beginn des Schließens der Ventile bis zur Beendigung des Schließens der Ventile für die Einlaßventile und Auslaßventile betrieben. Daher wird die Belastung der Batterie während dieses Zeitraums verringert, können die Einlaßventile und Auslaßventile ausreichend mit Energie versorgt werden, und wird die Belastung infolge mechanischer Reibungen und dergleichen der Brennnkraftmaschine durch den Anlasser ausgeglichen. Daher können die Kurbelwelle und die Einlaßventile sowie Auslaßventile beim Anlaßvorgang geeignet gesteuert werden. Nimmt die Reibung der Brennnkraftmaschine zu, kann die Kurbelwelle bei sämtlich geschlossenen Einlaßventilen und Auslaßventilen gedreht werden, ohne die Antriebskraft des Anlassers.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine mit folgenden Schritten:
Beginnen (S1) des Drehens einer Kurbelwelle durch einen Anlasser;
aufeinanderfolgendes Beginnen (S4, S7) der Erregung von Einlaß- und Auslaßventilen, so dass die Ventile sämtlich bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel geschlossen sind, nachdem die Drehzahl der Kurbelwelle eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht hat;
Beginnen (S11) der Schaltsteuerung eines Einlaßventils und eines Auslaßventils entsprechend dem normalen Vorgang in jedem Zylinder, in dem Zustand mit geschlossenen Einlaßventilen und Auslaßventilen, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle eine zweite vorbestimmte Drehzahl überschritten hat, und Übergang (S12) auf normale Steuerung.

2. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwinkel so eingestellt wird, dass der Ventilschließkurbelwinkel einer zuletzt geschlossenen elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung in jedem Zylinder annähernd gleiche Werte des Betrags der Verdichtungsarbeit und des Betrags der Expansionsarbeit bei dem Kurbelwinkel annimmt.

3. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt (S6), die Stromversorgung zum Anlasser von einem Startzeitpunkt zum Schließen des Ventils zu einem Endzeitpunkt zum Schließen des Ventils der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung zu sperren.

4. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den Schritt (S7), die erste vorbestimmte Drehzahl auf der Grundlage des Belastungspegels der Brennnkraftmaschine zu ändern.

5. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Berechnung (S5) einer benötigten Ausgangsleistung des Anlassers zum Antrieb der Belastung der Brennnkraftmaschine; und
Betreiben (S6) des Anlassers auf der Grundlage der berechneten Ausgangsleistung von dem Startzeitpunkt zum Schließen des Ventils bis zum Endzeitpunkt zum Schließen des Ventils bei der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung.

6. Verfahren zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die normale Schaltsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile mit einem Auslaßvorgang beginnt.

7. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine, die Einlaßventile und Auslaßventile (16, 17) in einer neutralen Position elastisch unter Verwendung eines elastischen Materials haltert, und die Einlaßventile und Auslaßventile in eine vollständig geschlossene Position oder ein vollständig geöffnete Position unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft verschiebt, wobei vorgesehen sind:
eine Drehzahlfeststellvorrichtung (7) zur Feststellung der Drehzahl einer Kurbelwelle auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Kurbelwinkelsensors (8); und
eine Startsteuervorrichtung (15) zum Steuern eines Einlaßventils und eines Auslaßventils auf solche Weise, dass das Einlaßventil und das Auslaßventil ihren vollständig geschlossenen Zustand bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel beibehalten können, nachdem die Drehzahl der Kurbelwelle eine erste vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, die vorher in Abhängigkeit vom Betrag der erforderlichen Arbeit eingestellt wurde, die zur Durchführung einer Drehung der Kurbelwelle erforderlich ist, unter Berücksichtigung der Trägheit der Kurbelwelle, und nachdem die Einlaßventile und Auslaßventile sämtlich in den vollständig geschlossenen Zustand gelangt sind,
wobei die Schaltsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile in Abhängigkeit vom normalen Vorgang bei jedem Zylinder begonnen wird, wobei die Einlaßventile und Auslaßventile in ihren vollständig geschlossenen Positionen gehalten werden, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle eine zweite vorbestimmte Drehzahl überschritten hat.

8. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwinkel so eingestellt ist, dass der Ventilschließkurbelwinkel der zuletzt geschlossenen elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung (13, 15) in jedem Zylinder im wesentlichen gleiche Werte des Betrages der Verdichtungsarbeit und des Betrages der Expansionsarbeit bei dem Kurbelwinkel ergibt.

9. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 und 8, gekennzeichnet durch eine erste Anlassersteuervorrichtung zum Verhindern der Energiezufuhr zum Anlasser, zwischen einem Startzeitpunkt zum Schließen eines Ventils bis zu einem Endzeitpunkt zum Schließen des Ventils bei der elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung.

10. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch:
eine Belastungsfeststellvorrichtung zur Feststellung eines Belastungspegels der Brennnkraftmaschine; und
eine Solldrehzahländerungsvorrichtung (7) zum Ändern der ersten vorbestimmten Drehzahl auf der Grundlage des Belastungspegels.

11. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
eine Belastungsantriebsberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung des Anlassers zum Antrieb der Belastung; und
eine zweite Anlassersteuervorrichtung (27, 28) zum Betrieb des Anlassers auf der Grundlage der berechneten Ausgangsleistung der Belastungsantriebsberechnungsvorrichtung.

12. Einrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Ventilantriebseinrichtung für eine Brennnkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die normale Schaltsteuerung der Einlaßventile und Auslaßventile mit dem Auslaßvorgang begonnen wird.