DE102008007195A1

DE102008007195A1 - Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung für einen Motor und Steuerverfahren davon

Info

Publication number: DE102008007195A1
Application number: DE102008007195A
Authority: DE
Inventors: Masaki Isesaki Hano; Kenichi Isesaki Machida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung für einen Motor und ein Steuerverfahren einer Ansaugluftmenge eines Motors, wobei, wenn der atmosphärische Druck einen Schwellenwert überschreitet, eine Ziel-Hubhöhe eines Einlassventils auf Basis einer Ziel-Ansaugluftmenge bestimmt wird und eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe geeignet gesteuert wird, um einen Ladedruck zu erzeugen. Demgegenüber wird, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, da ein Fahrzeug auf einer hohen Höhe fährt, die Ziel-Hubhöhe des Einlassventils auf eine maximale Hubhöhe festgelegt, und der Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe wird in Reaktion auf die Ziel-Ansaugluftmenge bestimmt. Infolgedessen wird eine tatsächliche Ansaugluftmenge derat gesteuert, dass diese auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, welcher zur Abgasrezirkulation notwendig ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung für einen Motor, die mit einer Ventileinstellungseinheit, welche zum Bewegen eines Einlaßventils verwendet wird, während die Öffnungskennlinie des Einlaßventils variabel geändert wird, und einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe, welche in einem Ansaugrohr auf der Zuflußseite des Einlaßventils angeordnet ist, versehen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Steuerverfahren einer Ansaugluftmenge eines Motors.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-173470 offenbart eine Motorsteuervorrichtung, welche geeignet eingerichtet ist, um einen Winkel einer Öffnung einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe (dies wird im folgenden durch „Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe" abgekürzt) auf Basis eines Ziel-Ladedrucks eines Motors zu steuern, und welche sodann eine Einstellung des Schließens (dies wird im folgenden durch „Schließeinstellung" abgekürzt) des Einlaßventils auf Basis einer Ziel-Ansaugluftmenge steuert.
Die Steuervorrichtung arbeitet derart, daß diese die Ziel-Ansaugluftmenge zum Berechnen der Schließeinstellung des Einlaßventils oder die Schließeinstellung des Einlaßventils, welche auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge berechnet wurde, in Reaktion auf den oben erwähnten Ladedruck korrigiert.
Wenn bei dieser herkömmlichen Motorsteuervorrichtung, wie oben beschrieben, eine Vorwärtsregelung des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe erfolgt, während die Schließeinstellung des Einlaßventils auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge gesteuert wird, so tritt, wenn sich der atmosphärische Druck ändert, eine Differenz zwischen dem tatsächlich erreichten Ladedruck und dem Ziel-Ladedruck auf.
Als alternatives Steuerverfahren ist es, wenn ein Absolutdrucksensor, welcher in der Lage ist, einen absoluten Druck des Ladedrucks zu erfassen, verwendet wird und wenn ein Ladedruck, welcher durch den Absolutdrucksensor erfaßt wird, durch Steuern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe in der Weise einer Rückführregelung in Übereinstimmung mit dem Ziel-Ladedruck gebracht wird, demgegenüber möglich, den Ladedruck, welcher durch den absoluten Druck ausgedrückt wird, gegen einen Druck in der unmittelbaren Nähe des Ziel-Ladedrucks konvergieren zu lassen.
Wenn der atmosphärische Druck abfällt, fällt ein Druck, welcher durch den Absolutdrucksensor erfaßt wird, jedoch gleichfalls ab. Infolgedessen wird ein Steuervorgang zum Vergrößern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe durchgeführt, wobei dies von selbst zu einer Erzeugung einer geringeren Druckdifferenz (eines Unterdrucks) zwischen dem atmosphärischen Druck und einem Druck, welcher auf der Zuflußseite des Einlaßventils in Reaktion auf einen derartigen Abfall des atmosphärischen Drucks auftritt, führt.
Wenn der Unterdruck (die Druckdifferenz) aufgrund eines Abfalls des atmosphärischen Drucks vermindert wird, wie oben beschrieben, können sämtliche Arten von Vorrichtungen und Mechanismen, welche den Unterdruck (die Druckdifferenz) in dem System eines Ansaugrohrs verwenden, im Hinblick darauf versa gen, eine vorgeschriebene Arbeitsweise und Leistung zu erreichen, wodurch möglicherweise die Abgasemission des Motors verschlechtert oder die Antriebsleistung des Motors beeinträchtigt werden kann.
Ferner entsteht, wenn eine Verminderung des Ladedrucks durch Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe durchgeführt wird, um zu verhindern, daß sich der Unterdruck (die Druckdifferenz) in Reaktion auf den Abfall des atmosphärischen Drucks vermindert, ein Problem im Hinblick darauf, daß Schwierigkeiten beim zuverlässigen Erreichen der Ziel-Ansaugluftmenge auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoransaugluftmengen-Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zu schaffen, welche in der Lage sind, einen erforderlichen Unterdruck zu gewährleisten und eine Ziel-Ansaugluftmenge zuverlässig zu erreichen, selbst wenn ein Abfall des atmosphärischen Drucks erfolgt.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Steuerbetrieb in einer derartigen Weise durchgeführt, daß, wenn der atmosphärische Druck einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, eine Ventileinstellungseinheit geeignet gesteuert wird, um eine Ansaugluftmenge des Motors derart einzustellen, daß diese eine Ziel-Ansaugluftmenge erreicht, und wenn demgegenüber der atmosphärische Druck gleich dem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, die Ventileinstellungseinheit geeignet gesteuert wird, um einen Zustand zu erreichen, wobei die Ansaugluftmenge des Motors stärker auf einen wesentlich größeren Wert erhöht wird als bei einem anderen Zustand, wobei sich die Öffnungskennlinie des Einlaßventils in Übereinstimmung mit einer Ziel- Ansaugluftmenge befindet, während die elektronisch gesteuerte Drosselklappe derart gesteuert wird, daß eine Ansaugluftmenge des Motors auf die Ziel-Ansaugluftmenge eingestellt wird.
Die weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung unter Verweis auf die beigefügte Zeichnung ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine allgemeine Anordnung eines Fahrzeugmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine schematische Ansicht einer allgemeinen Anordnung einer direkt wirkenden Vakuumservobremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise in Blockdiagrammdarstellung, einer Ventileinstellungseinheit, welche in dem Fahrzeugmotor aufgenommen ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Hubeinstellungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Flußdiagramm einer Hauptroutine einer Ansaugluftmengensteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine der Hubeinstellungsvorrichtung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck einen Schwellenwert überschreitet, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine der Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck einen Schwellenwert überschreitet, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Drosselklappe unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck einen Schwellenwert überschreitet, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine schematische Ansicht einer allgemeinen Anordnung einer direkt wirkenden Vakuumservobremse mit einem Unterdrucksensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine eines ersten Ausführungsbeispiels der Hubeinstellungsvorrichtung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine des ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine des ersten Ausführungsbeispiels der elektronisch gesteuerten Drossel klappe unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Flußdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Hubeinstellungsvorrichtung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 ist ein Flußdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine der Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
16 ist ein Flußdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Drosselklappe unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
17 ist ein Flußdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine der Hubeinstellungsvorrichtung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
18 ist ein Flußdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine der Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung; und
19 ist ein Flußdiagramm des dritten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Dros selklappe unter Bedingungen, wobei der atmosphärische Druck gleich einem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine allgemeine Anordnung eines Fahrzeugmotors darstellt.
In 1 ist ein Motor (Benzin-Verbrennungsmotor) 101 dargestellt, welcher ein Ansaugrohr 102 aufweist, in welchem eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 eingefügt ist.
Die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 ist eine Vorrichtung, welche zum Öffnen und Schließen eines Drosselventils 103b mittels eines Drosselmotors 103a dient.
Luft, welche in das Ansaugrohr 102 eintritt, wird durch eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 und ein Einlaßventil 105 in eine Verbrennungskammer 106 des Motors 101 eingeleitet.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 131 ist derart angebracht, daß dessen Einspritzungsende in einem Ansaugkanal 130 auf einer Zuflußseite des Einlaßventils 105 jedes Zylinders angeordnet ist.
Das Kraftstoffeinspritzventil 131 spritzt Kraftstoff (Benzin) ein, wobei eine Menge proportional zu einer Einspritzimpulsbreite eines Einspritzsignals ist, welches von einer Motorsteuereinheit (ECU) 114 ausgesandt wird.
Sodann wird der Kraftstoff in der Verbrennungskammer 106, welcher mittels einer Saugwirkung eingeführt wurde, durch eine Funkenzündung, welche durch eine Zündkerze (nicht dargestellt) durchgeführt wird, gezündet und verbrannt.
Abgas von dem Motor 101 wird aus der Verbrennungskammer 106 durch ein Auslaßventil 107 ausgelassen und wird durch einen vorderen Katalysatorkonverter 108 und einen hinteren Katalysatorkonverter 109 gereinigt. Sodann wird das gereinigte Gas in die Atmosphäre abgelassen.
Das Auslaßventil 107 wird durch einen Nocken 11, welcher an einer Auslaßnockenwelle 110 angebracht ist, derart geöffnet und geschlossen, daß eine Ventilhubhöhe, ein Arbeitswinkel und eine Ventileinstellung, welche vorausberechnet sind, beständig aufrechterhalten werden.
Demgegenüber wird das Einlaßventil 105 im Hinblick auf dessen Ventilhubhöhe, Arbeitswinkel und Ventileinstellung derart gesteuert, daß diese durch eine später beschriebene Ventileinstellungseinheit veränderlich sind.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Ventileinstellungseinheit eine Hubeinstellungsvorrichtung 112, welche die Ventilhubhöhe und den Arbeitswinkel des Einlaßventils 105 kontinuierlich ändert, und eine Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung, welche die Phase des Mittelpunkts (diese wird im folgenden durch Mittelpunktsphase abgekürzt) des Arbeitswinkels des Einlaßventils 105 durch Ändern der Phase einer Einlaßantriebswelle bezüglich einer Kurbelwelle kontinuierlich ändert.
Es sei weiterhin auf die Anordnung des Motors 101, die in 1 und 2 gezeigt ist, verwiesen, wobei eine Kraftstoffdampfverarbeitungseinheit 700 und ein Abgasrezirkulationssystem 800 vorgesehen sind; ferner ist in einem Fahrzeug, in welchem der Motor 101 eingebaut ist, eine direkt wirkende Vakuumservobremse 900 vorgesehen (2).
Die Kraftstoffdampfverarbeitungseinheit 700 ist eine Vorrichtung, die Kraftstoffdampf, der in einem Kraftstofftank 701 erzeugt wird, in einem Behälter 702 aufnimmt und den vom Behälter 702 aufgenommenen Kraftstoffdampf dem Motor 101 zuführt.
Der Behälter 701 wird hergestellt, indem ein luftdichter Behälter mit einem Adsorptionsmittel 703 gefüllt wird, etwa mit Aktivkohle, und mit einer Einlassleitung 704, die sich vom Kraftstofftank erstreckt, verbunden wird.
Der im Kraftstofftank erzeugte Kraftstoffdampf wird in den Behälter 702 mittels der Einlassleitung 704 eingeführt und dann von dem Adsorptionsmittel 701 aufgenommen.
Der Behälter 702 ist mit einem darin ausgebildeten Frischlufteinlass 705 und einer sich davon erstreckenden Saugleitung 706 versehen.
Die Saugleitung 706 ist mit einem Einlasssammelstück 102a, das auf der in Strömungsrichtung abgewandten Seite der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 angeordnet ist, mittels eines Absaugsteuerventils 707 verbunden, das in der Saugleitung 706 angeordnet ist und von einem Steuersignal, das von der Motorsteuereinheit ausgegeben wird, gesteuert wird.
In der oben genannten Kraftstoffdampfverarbeitungseinheit 700 beeinflusst ein Einlassunterdruck des Motors 101 den Behälter 702, wenn das Absaugsteuerventil 707 geöffnet wird. Daraufhin wird durch Luft, die von dem Frischlufteinlass 705 eingeführt wird, der an dem Adsorptionsmittel 703 anhaftende Kraftstoffdampf abgelöst und Absaugluft mit darin enthaltenen Kraftstoffdampfkomponenten werden durch die Saugleitung 706 in das Einlasssammelstück 102a eingeführt.
Das Gasrezirkulationssystem 800 umfasst einen Abgasrezirkulationsdurchlass 801 und ein Abgasrezirkulationssteuerventil 802.
Der Abgasrezirkulationsdurchlass 801 ist ein Durchlass, der eine Abgasleitung 803 und das Einlasssammelstück 102a verbindet. In dem Abgasrezirkulationsdurchlass 801 ist das Abgasrezirkulationssteuerventil 802 angeordnet.
Das Abgasrezirkulationssteuerventil 802 wird durch ein von der Motorsteuereinheit 114 ausgegebenen Steuersignal gesteuert. Wenn das Abgasrezirkulationssteuerventil 802 in die geöffnete Lage gesteuert wird, wird Abgas durch den Unterdruck in dem Einlasssammelstück 102a in dieses eingeführt.
Die in 2 gezeigte direkt wirkende Vakuumservobremse 900 ist ein Bremssystem, das geeignet ist, den Einlassunterdruck des Motors 101 als Unterdruck zur Erzeugung einer Kraft zu nutzen, wie dies nachfolgend erläutert ist.
Wie gut in 2 zu erkennen ist, ist eine Servoeinheit 903 zwischen einem Bremspedal 901 und einem Hauptzylinder 902 angeordnet. Die Servoeinheit 903 verstärkt eine Druckkraft, die per Fuß auf das Bremspedal 901 übertragen und sodann durch die verstärkende Wirkung des Kolbens das Hauptzylinders verstärkt wird.
Der Hauptzylinder 902 ist eine Einrichtung, mit der eine von der Servoeinheit 903 verstärkte Steuerkraft in einen Öldruck der Bremse umgewandelt wird. Der Öldruck der Bremse wird verteilt und einer Vorderbremse 904 und einer hinteren Bremse 905 zugeführt.
In der Servoeinheit 903 herrscht ebenfalls der Unterdruck des Einlasssammelstücks 102a des Motors 101 mittels eines Rückschlagventils 906.
Auf dem Bremspedal 901 ist ein Bremsschalter 907 vorgesehen, der so ausgebildet ist, dass er beim Betätigen des Bremspedals 901 durchschaltet. Es wird ein Ein/Aus-Signal des Bremsschalters 907 in die Motorsteuereinheit 114 eingespeist.
Die Motorsteuereinheit 114, worin ein Mikrocomputer aufgenommen ist, legt eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Zündpunkteinstellung, eine Ziel-Ansaugluftmenge und einen Ziel-Ladedruck durch eine arithmetische Verarbeitung fest, welche auf Basis eines vorbereitend gespeicherten Programms durchgeführt wird, und ferner berechnet und gibt diese Ausgangs-Steuersignale zu dem Kraftstoffeinspritzventil 131, einem Leistungstransistor für eine Zündspule, der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104, der Hubeinstellungsvorrichtung 112 und der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung aus.
Signale von verschiedenen Sensoren werden in die Motorsteuereinheit 114 eingegeben.
Im Hinblick auf die verschiedenen Sensoren sind ein Luftdurchflußsensor 115 zum Erfassen einer Ansaugluftmenge des Motors 101, ein Gasdrossel-Öffnungswinkelsensor 116 zum Erfassen eines Niederdrückungswerts eines Gaspedals, welches durch einen Fahrzeugfahrer betätigt wird, ein Kurbelwinkelsensor 117 zum Ausgeben eines Kurbelwinkelsignals für jeden Bezugswinkel einer Kurbelwelle 120, ein Drosselsensor 118 zum Erfassen eines Öffnungswinkels TVO des Drosselventils 103b, ein Wassertemperatursensor 119 zum Erfassen der Temperatur von Kühlwasser in dem Motor 101, ein Nockensensor 132 zum Ausgeben eines Nockensignals für jeden Bezugswinkel der Einlaßantriebswelle 3, welche später beschrieben wird, einen Ladedrucksensor 134 zum Erfassen eines Drucks (Ladedrucks) in dem Ansaugrohr 102 in der Abflußrichtung des Drosselventils 103b und in der Zuflußrichtung des Einlaßventils 105 sowie ein Atmosphärendrucksensor 135 zum Erfassen des atmosphärischen Drucks etc. vorgesehen.
Der Ladedrucksensor 134 kann einen Absolutdrucksensor oder einen Überdrucksensor, welcher in der Lage ist, eine Druckdifferenz bezüglich des atmosphärischen Drucks zu erfassen, umfassen.
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Hubeinstellungsvorrichtung 112 darstellt.
Bei dem Motor 101 ist ein Paar von Einlaßventilen 105 in jedem Zylinder vorgesehen, und die Einlaßantriebswelle 3, welche durch die Kurbelwelle 120 (1) gedreht wird, ist drehbar bei einer Position oberhalb jeweiliger Einlaßventilen 105 gelagert.
An der Außenfläche der Einlaßantriebswelle 3 ist ein Schwenknocken 4 in relativ drehbarer Weise geeignet angebracht, um ein Einlaßventil 105 durch Anschlag davon an einem Ventilheber 105a des Einlaßventils 105 zu öffnen und zu schließen.
Zwischen der Einlaßantriebswelle 3 und dem Schwenknocken 4 ist die Hubeinstellungsvorrichtung 112 vorgesehen, um den Arbeitswinkel und die Ventilhubhöhe eines Einlaßventils 105 kontinuierlich zu ändern.
An einem Endabschnitt der gleichen Einlaßantriebswelle 3 ist die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung angeordnet, um die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels eines Einlaßventils 105 durch Ändern der Drehphase der Einlaßantriebswelle 3 bezüglich der Kurbelwelle 120 kontinuierlich zu ändern.
Wie in 3 und 4 dargestellt, umfaßt die Hubeinstellungsvorrichtung 112 einen kreisförmigen Betätigungsnocken 11, welcher zur festen und exzentrischen Montage an der Einlaßantriebswelle 3 vorgesehen ist, ein ringförmiges Glied 12, welches drehbar an der Außenfläche des Betätigungsnockens 11 angebracht ist, eine Schaltwelle 13, welche im wesentlichen parallel zu der Einlaßantriebswelle 3 in einer Richtung, in welcher eine Reihe von Zylindern angeordnet ist, verläuft, ei nen kreisförmigen Steuernocken 14, welcher exzentrisch und fest an der Schaltwelle 13 vorgesehen ist, einen Schwenkarm 15, welcher drehbar an der Außenfläche des Steuernockens 14 angebracht ist und ein Ende davon aufweist, welches mit dem vorderen Ende des ringförmigen Glieds 12 verbunden ist, und ein stangenförmiges Glied 16, welches sowohl mit dem anderen Ende des Schwenkarms 15 und dem Schwenknocken 4 verbunden ist.
Die Schaltwelle 13 wird durch den Motor 17 über einen Getriebezug 18 um einen Winkel innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs gedreht.
Bei der oben beschriebenen Struktur der Ventileinstellungseinheit wird, wenn die Einlaßantriebswelle 3 in Verbindung mit der Drehung der Kurbelwelle 120 gedreht wird, das ringförmige Glied 12 über den Betätigungsnocken 11 bewegt, um im wesentlichen eine Verschiebungsbewegung davon auszuführen, und somit führt der Schwenkarm 15 eine Schwenkbewegung davon um die Achse des Steuernockens 14 aus, so daß der Schwenknocken 4 über das stangenförmige Glied 16 geschwenkt wird, um ein Einlaßventil 105 zu öffnen und zu schließen.
Ferner wird durch Drehen der Schaltwelle 13, um eine Winkelposition davon zu ändern, durch den Motor 17 die Achsenposition des Steuernockens 14, welche einen Schwenkmittelpunkt des Schwenkarms 15 darstellt, geändert, um die Stellung des Schwenkarms 4 zu ändern.
Infolgedessen werden, wenn die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels des Einlaßventils 105 im wesentlichen konstant gehalten wird, der Arbeitswinkel und die Ventilhubhöhe des Einlaßventils 105 kontinuierlich geändert.
Die Motorsteuereinheit 114 empfängt als deren eines Eingangssignal ein Erfassungssignal von einem Winkelsensor 133, welcher den Winkel der Schaltwelle 13 erfaßt, und führt eine Rückführregelung einer Versorgung des Motors 17 mit elektrischer Energie auf Basis eines Erfassungsergebnisses des Winkelsensors 133 durch, um die Schaltwelle 13 zu einer Ziel-Winkelposition zu drehen, welche einer Ziel-Ventilhubhöhe (einem Ziel-Arbeitswinkel) entspricht.
5 stellt die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung dar.
Die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung umfaßt ein Nocken-Kettenrad 51 (Einstellungs-Kettenrad), welches durch die Kurbelwelle 120 über eine Steuerkette angetrieben wird, ein Drehelement 53, welches an einem Endabschnitt der Einlaßantriebswelle 3 befestigt und drehbar in dem Nocken-Kettenrad 51 aufgenommen ist, einen Hydraulikkreis 54 zum Drehen des Drehelements 53 gegen das Nocken-Kettenrad 51 und eine Arretiervorrichtung 60 zum selektiven Arretieren einer Relativdrehungsposition zwischen dem Nocken-Kettenrad 51 und dem Drehelement 53 bei einer Bezugsposition.
Das Nocken-Kettenrad 51 umfaßt einen Drehabschnitt (nicht dargestellt), welcher einen gezahnten Abschnitt, welcher an einem Außenumfang davon ausgebildet ist, aufweist, welcher mit einer Steuerkette (bzw. einem Zahnriemen) ineinandergreift, ein Gehäuse 56, welches vor dem Drehabschnitt angeordnet ist und das Drehelement drehbar aufnimmt, und eine vordere Verkleidung und eine hintere Verkleidung (nicht dargestellt) zum Schließen der vorderen und der hinteren Öffnungen des Gehäuses 56.
Das Gehäuse 56 ist in der Gestalt eines Zylinders ausgebildet, welcher Öffnungen an dessen vorderem und hinterem Ende, welche gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist. An einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses 56 sind vier in Radial richtung hervorstehende Trennwände 63 mit jeweils trapezförmigem Querschnitt vorgesehen und gleichwinklig in Abständen von jeweils 90° in einer Umfangsrichtung angeordnet, wobei diese jeweils in einer Richtung entlang der Achse des Gehäuses 56 verlaufen.
Das Drehelement 53 ist an dem vorderen Endabschnitt der Einlaßantriebswelle 3 befestigt und ist mit vier Flügeln 78a, 78b, 78c und 78d versehen, welche derart an der äußeren Umfangsfläche eines torusförmigen Basisabschnitts 77 vorgesehen sind, daß diese in einem Abstand von jeweils 90° zueinander angeordnet sind.
Jeder Flügel aus der Gruppe des ersten bis vierten Flügels 78a bis 78d weist im wesentlichen einen umgekehrt trapezförmigen Querschnitt auf und ist in einem konkaven Abschnitt zwischen jeweiligen Trennwandabschnitten 63 angeordnet, welche den konkaven Abschnitt nach vorne und nach hinten in der Drehrichtung definieren, so daß eine Hydraulikkammer 82 der Vorlaufswinkelseite und eine Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite jeweils zwischen den Seiten jedes der Flügel 78a bis 78d und den Seiten jeder Trennwand 83 definiert sind.
Die Arretiervorrichtung 60 ermöglicht es, einen Arretierbolzen 84 bei einer Drehposition (Bezugsposition) auf einer Seite eines maximalen Nachlaufswinkels des Drehelements 53 in ein Eingriffsloch (nicht dargestellt) einzuführen.
Der Hydraulikkreis 54 umfaßt zwei Systeme von Hydraulikkanälen, nämlich einen ersten Hydraulikkanal 91 zum Zuleiten/Ablassen eines hydraulischen Drucks zu der Hydraulikkammer 82 der Vorlaufswinkelseite und einen zweiten Hydraulikkanal 92 zum Zuleiten/Ablassen eines hydraulischen Drucks zu der Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite. Ein Versorgungskanal 93 und Abflußkanäle 94a, 94b sind durch ein elektromagneti sches Schaltventil 95, welches geeignet ist, das Schalten der Hydraulikkanäle auszuführen, mit beiden Hydraulikkanälen 91, 92 verbunden.
In dem Versorgungskanal 93 ist eine motorbetriebene Ölpumpe 97 zum Zuleiten von Öl aus einer Ölwanne 96 durch Druck vorgesehen, wobei die Abflußrichtungsenden jeweiliger Abflußkanäle 94a, 94b derart verlaufen, daß sich diese in Fließverbindung mit dem Inneren der Ölwanne 96 befinden.
Der erste Hydraulikkanal 91 ist mit vier Zweigkanälen 91d verbunden, welche im wesentlichen strahlenförmig in dem Basisabschnitt 77 des Drehelements 53 ausgebildet sind und eine Fließverbindung mit jeder Hydraulikkammer 82 der Vorlaufswinkelseite herstellen. Der zweite Hydraulikkanal 92 ist mit vier Öllöchern 92d verbunden, welche in jeder Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite geöffnet sind.
In dem elektromagnetischen Schaltventil 95 ist ein innerer Schieberventilkörper vorgesehen, welcher das Schalten einer Fließverbindung zweier Hydraulikkanäle 91 und 92 mit dem Versorgungskanal 93 und den Abflußkanälen 94a, 94b auf der Seite der Ölwanne 96 steuert. Die Motorsteuereinheit 114 steuert eine Elektrizitätsmenge, das bedeutet, eine Menge elektrischer Energie, welche in ein elektromagnetisches Betätigungselement 99 eingespeist wird, welches das elektromagnetische Schaltventil 95 auf Basis von Lastsignalen, welchen ein Modulationssignal überlagert ist, antreibt.
Beispielsweise wird, wenn ein Steuersignal (AUS-Signal), welches ein Lastverhältnis von 0% aufweist, zu dem elektromagnetischen Betätigungselement 99 ausgegeben wird, Hydrauliköl, welches von der Ölpumpe 97 zugeführt wird, durch den zweiten Hydraulikkanal 92 zu der Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite geleitet und wird Hydrauliköl in der Hydraulikkammer 92 der Vorlaufswinkelseite aus dem ersten Abflußkanal 94a durch den ersten Hydraulikkanal 91 in die Ölwanne 96 abgelassen.
Daher steigt der Innendruck der Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite an, und zugleich fällt der Innendruck der Hydraulikkammer 82 der Vorlaufswinkelseite ab, so daß das Drehelement 53 über die Flügel 78a bis 78d zu der Seite eines maximalen Nachlaufswinkels gedreht wird. Infolgedessen wird die Öffnungsperiode (die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels) des Einlaßventils 105 rückgesetzt.
Demgegenüber wird, wenn ein Steuersignal (EIN-Signal), welches ein Lastverhältnis von 100% aufweist, zu dem elektromagnetischen Betätigungselement 99 ausgegeben wird, Hydrauliköl durch den ersten Hydraulikkanal 91 in die Hydraulikkammer 82 der Vorlaufswinkelseite geleitet, während Hydrauliköl in der Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite durch den zweiten Hydraulikkanal 92 und den zweiten Abflußkanal 94b in die Ölwanne 96 abgelassen wird, so daß der Druck der Hydraulikkammer 83 der Nachlaufswinkelseite abfällt.
Infolgedessen wird das Drehelement 53 durch die Flügel 78a bis 78d am stärksten zu der Vorlaufswinkelseite gedreht, und infolgedessen wird die Öffnungsperiode (die Mittelpunktsphase des Ventilarbeitswinkels) des Einlaßventils auf einen früheren Zeitpunkt verschoben, das bedeutet, vorgerückt.
Es sei bemerkt, daß die Vorrichtung zum kontinuierlichen Ändern des Arbeitswinkels/der Ventilhubhöhe des Einlaßventils 105 und die Vorrichtung zum kontinuierlichen Ändern der Mittelpunktsphase des Ventilarbeitswinkels des Einlaßventils 105 nicht auf diejenigen beschränkt sind, welche in 3 bis 5 dargestellt sind.
Ferner ist die Vorrichtung, welche es ermöglicht, die Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 zu ändern, nicht auf Kombinationen einer Hubeinstellungsvorrichtung 112 und einer Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung beschränkt, sondern kann es zulässig sein, eine Vorrichtung, welche einen Festnocken verwendet, wie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-182563 offenbart, oder eine Vorrichtung, wobei ein Motorventil durch die Verwendung eines Elektromagneten geöffnet und geschlossen wird, wie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungs-Veröffentlichung (Kokai) Nr. 2000-213663 offenbart, zu verwenden.
Als nächstes wird eine Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104, der Hubeinstellungsvorrichtung 112 und der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung mit der Motorsteuereinheit 114 im folgenden genau beschrieben.
Das Flußdiagramm von 6 stellt eine Hauptroutine des Steuerbetriebs dar.
In Schritt S1 wird durch Bestimmen, ob der atmosphärische Druck, welcher durch den Atmosphärendrucksensor 135 erfaßt wird, gleich einem vorbestimmten Schwellenwert oder niedriger als dieser ist oder nicht, bestimmt, ob das Fahrzeug bei einem atmosphärischen Druck, welcher niedriger als der atmosphärische Normaldruck ist, betrieben wird oder nicht.
Anstatt den atmosphärischen Druck tatsächlich zu erfassen, kann der atmosphärische Druck anhand einer gegenwärtigen Höhe einer Fahrtposition eines Fahrzeugs geschätzt werden oder kann auf Basis von Informationen, welche durch eine geeignete Kommunikationsschaltung oder ein Netzwerk von außen geliefert werden, erhalten werden.
Wenn bestimmt wird, daß sich der atmosphärische Druck oberhalb des Schwellenwerts befindet, geht der Ablauf zu Schritt S2 über, in welchem die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104, die Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung einer normalen Steuerung unterzogen werden.
Im Hinblick auf die oben erwähnte normale Steuerung wird eine Öffnungskenngröße des Einlaßventils 105 durch die Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung in einstellender Weise derart geändert, daß eine tatsächliche Ansaugluftmenge geeignet eingestellt wird, um eine Ziel-Ansaugluftmenge zu erreichen, um dadurch ein Ziel-Drehmoment zu erzeugen, während die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 gleichfalls gesteuert wird, um einen Unterdruck als Betriebsquelle für die Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, die den Kraftstoffdampf von dem Behälter 702 durch Unterdruck ansaugt, das Abgasrezirkulationssystem 800, das das Abgas in der Einlassleitung durch Unterdruck rezirkuliert, oder die direkt wirkende Vakuumservobremse 900, die die Anpresskraft durch Unterdruck verstärkt, zu erzeugen.
Das bedeutet, daß bei der normalen Steuerung die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 grundsätzlich vollständig geöffnet ist, und wenn es notwendig ist, einen Unterdruck zu erzeugen, der Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 verkleinert wird, so daß die tatsächliche Ansaugluftmenge durch Steuern der Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 auf das Niveau der Ziel-Ansaugluftmenge eingestellt wird.
Die Einzelheiten der normalen Steuerung werden gemäß den Flußdiagrammen von 7 bis 9 beschrieben.
7 stellt eine normale Steuerung der Hubeinstellungsvorrichtung 112 dar.
In Schritt S201 wird der Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals des Gasdrossel-Öffnungswinkelsensors 116 erfaßt.
In Schritt S202 wird die Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S203 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment, welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE als Variablen repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zu einer gegebenen Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S204 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches eine Ziel-Hubhöhe TVEL (Zielwinkel der Schaltwelle 13), welche durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE als Variablen repräsentiert wird, im voraus speichert, um eine Ziel-Hubhöhe, welche sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S203 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S205 wird die Hubeinstellungsvorrichtung 112 auf Basis der Ziel-Hubhöhe TVEL gesteuert.
Das Flußdiagramm von 8 stellt die normale Steuerung der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung dar.
In Schritt S211 wird ein Winkel der Gasdrosselöffnung (dies wird im folgenden durch „Gasdrossel-Öffnungswinkel der Gasdrosselklappe" abgekürzt) auf Basis eines Ausgangssignals des Gasdrossel-Öffnungswinkelsensors 116 erfaßt.
In Schritt S212 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
Sodann wird in Schritt S213 auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment, welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S214 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches einen Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC der Mittelpunktsphase des Ventilarbeitswinkels, welcher durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um einen Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S213 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
Der Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC gibt einen Vorlaufswert der Ventileinstellung des Einlaßventils 105 bezüglich einer Bezugsposition an, welche als Position festgelegt ist, wo die Ventileinstellung des Einlaßventils 105 in den maximal nachlaufenden Zustand verschoben wird.
Hierbei werden die Ziel-Hubhöhe TVEL und der Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC als Werte festgelegt, welche es ermöglichen, das Ziel-Drehmoment (die Ziel-Ansaugluftmenge) unter der Voraussetzung zu erreichen, daß diese geeignet gesteuert werden, um unter allen Betriebsbedingungen auf den Ziel-Ladedruck zu dieser Zeit eingestellt zu werden.
In Schritt S215 wird die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung auf Basis des Ziel-Vorlaufswinkelwerts TVTC gesteuert.
Das Flußdiagramm von 9 stellt die normale Steuerung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 dar.
In Schritt S221 wird ein Ladedruck auf Basis eines Ausgangssignals des Ladedrucksensors 134 erfaßt.
In Schritt S222 wird ein Ziel-Ladedruck gemäß einem Ziel-Drehmoment und einer Motordrehzahl NE bestimmt.
In Schritt S223 wird ein Ziel-Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 geeignet berechnet, um zu ermöglichen, daß der Ladedruck, welcher tatsächlich durch den Ladedrucksensor 134 erfaßt wird, in die Nähe des Ziel-Ladedrucks gelangt.
In Schritt S224 wird die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels gesteuert.
Wenn bestimmt wird, daß der atmosphärische Druck einen vorab festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird das Ziel-Drehmoment (die Ziel-Ansaugluftmenge) durch Steuern der Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 durch die Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung erreicht, während der zum Betreiben der Kraftstoffdampfverarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulationssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen erforderliche Ziel-Ladedruck durch Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 erzeugt wird.
Wie in 10 gezeigt ist, wird durch Vorsehen der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900 mit einem Unterdrucksensor 908, der einen Unterdruck in einer Unterdruckkammer der Servoeinheit 903 der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900 erkennt, ein Ziel-Ladedruck basierend auf dem Ziel-Drehmoment, der Motordrehzahl NE und dem von dem Unterdrucksensor 908 detektierten Unterdruck berechnet; sodann kann auf Basis des ermittelten Ziel-Ladedrucks ein Sollöffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 berechnet werden.
Ferner kann der auf der Grundlage das Ziel-Drehmoments und der Motordrehzahl NE berechnete Ziel-Ladedruck oder der auf Basis des Ziel-Ladedrucks berechnete Sollöffnungswinkel auf der Grundlage des von dem Unterdrucksensor 908 erkannten Unterdrucks korrigiert werden.
Durch Korrigieren des Sollöffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 auf Basis des von dem Unterdrucksensor 908 detektierten Unterdrucks, wie zuvor erläutert wurde, ist es möglich, den Unterdruck auf einen Druck, der für die direkt wirkende Vakuumservobremse 900 erforderlich ist, mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Demgegenüber geht, wenn bestimmt wird, daß der atmosphärische Druck, welcher durch den Atmosphärendrucksensor 136 erfaßt wird, gleich dem Schwellenwert in Schritt 1 der Hauptroutine, welche in 5 dargestellt ist, oder niedriger als dieser ist, geht der Ablauf zu Schritt S3 über, in welchem die Steuerroutine auf eine Steuerroutine geschaltet wird, welche ermöglicht, daß das Ziel-Drehmoment (die Ziel-Ansaugluftmenge) durch Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 erreicht wird.
Das bedeutet, daß, wenn der atmosphärische Druck aufgrund des Fahrens eines Fahrzeugs auf einer großen Höhe auf einen Wert, welcher gleich dem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, vermindert wird, die Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 geeignet korrigiert wird, um die Ansaugluftmenge auf einen größeren Wert als bei einer Normalsteuerungszeit zu vergrößern und zu ermöglichen, daß ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge) durch Verkleinern der Öffnung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 erreicht wird. Durch Verkleinern der Öffnung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 kann ein Unterdruck, welcher zum Betreiben der Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulatinssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen notwendig ist, erzeugt werden.
Die Einzelheiten der Steuerung bei einem niedrigeren atmosphärischen Druck werden gemäß den Flußdiagrammen von 11 bis 13 beschrieben.
Das Flußdiagramm von 11 stellt eine Steuerroutine dar, wenn die Hubeinstellungsvorrichtung 112 bei einem niedrigen atmosphärischen Druck gesteuert wird.
In Schritt S301 wird die Ziel-Hubhöhe TVEL auf die maximale Hubhöhe festgelegt.
Bei einer normalen Steuerung werden in dem Fall, daß sich der atmosphärische Druck oberhalb des Schwellenwerts befindet, die Ventilhubhöhe und der Arbeitswinkel des Einlaßventils 105 gemäß dem Ziel-Drehmoment (der Ziel-Ansaugluftmenge) geändert, und demgegenüber werden diese in dem Fall, daß der atmosphärische Druck gleich dem Schwellenwert oder niedriger als dieser ist, auf eine maximale Ventilhubhöhe/einen maximalen Arbeitswinkel festgelegt, welche größer als diejenigen bei der Normalsteuerungszeit sind.
In Schritt S302 wird die Hubeinstellungsvorrichtung 112 auf Basis einer Ziel-Hubhöhe TVEL gesteuert, und die Ventilhubhöhe und der Arbeitswinkel des Einlaßventils 105 werden in der Hubeinstellungsvorrichtung 112 auf die maximale Ventilhubhöhe und den maximalen Arbeitswinkel festgelegt.
Das Flußdiagramm von 12 stellt eine Steuerroutine dar, wenn die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung bei einem niedrigen atmosphärischen Druck gesteuert wird.
In Schritt S311 wird der Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC auf einen maximalen Nachlaufswinkel festgelegt.
In Schritt S312 wird die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung auf Basis des Ziel-Vorlaufswinkelwerts TVTC gesteuert, und die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels des Einlaßventils 105 wird auf die Position eines maximalen Nachlaufswinkels der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung festgelegt.
Das Einlaßventil 105 wird durch die Steuerung der Hubeinstellungsvorrichtung 112 und der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung auf die maximale Ventilhubhöhe und den maximalen Arbeitswinkel festgelegt, und die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels wird auf den maximalen Nachlaufswinkel festgelegt.
Die Betriebsbedingung des Einlaßventils 105 entspricht im wesentlichen einer Bedingung, wobei das Öffnen und Schließen des Einlaßventils 105 durch einen Nocken angetrieben wird, welcher ein vorgegebenes Nockenprofil aufweist, und keine Hubeinstellungsvorrichtung 112 oder Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung vorgesehen ist.
In einem derartigen Motor, der keine variable Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung aufweist, wird die aufgenommene Luftmenge nicht durch das Einlassventil 105 sondern durch die Drosselklappe verringert, so dass der Unterdruck effizient erzeugt werden kann.
Vorzugsweise werden die variable Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung so gesteuert, dass das Öffnungsverhalten des Einlassventils 105 als das normale Öffnungsverhalten eingestellt wird, wenn ein Öffnungsverhalten des Einlassventils 105 unter der Bedingung einer maximalen Ventilbewegung und einem maximalen Betätigungswinkel in der variablen Hubeinstellungsvorrichtung 112 und/oder unter der Bedingung des maximalen späten Winkels der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung unterschiedlich ist zu einem normalen Öffnungsverhalten des Einlassventils 105 eines Motors, der keine variable Hubeinstellungsvorrichtung 112 und die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung aufweist.
Daher ist der Betrag, auf den der Ventilhub festgelegt wird, nicht auf den maximalen Ventilhub beschränkt, sondern es kann jeder Ventilhub, der die Einlassluftmenge nicht wesentlich verringert, angewendet werden.
Ein Zielwert zum Steuern der Vorrichtung zur veränderlichen Ventileinstellung bei einem niedrigen atmosphärischen Druck ist nicht auf den maximalen Nachlaufswinkel beschränkt, sondern es kann ein vorbereitend gespeicherter Vorlaufswinkelwert zwischen den Positionen eines maximalen Vorlauf- und Nachlaufswinkels verwendet werden.
Das Flußdiagramm von 13 stellt eine Steuerroutine dar, wenn die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 bei einem niedrigen atmosphärischen Druck gesteuert wird.
In Schritt S321 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel gemäß einem Ausgangssignal des Gasdrossel-Öffnungswinkelsensors 116 erfaßt.
In Schritt S322 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S323 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um das Ziel-Drehmoment (die Ziel-Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zu einer gegebenen Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S324 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches einen Ziel-Drosselklappen-Öffnungswinkel, welcher durch ein Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um den Ziel-Öffnungswinkel, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S323 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S325 wird die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels gesteuert.
Wenn der atmosphärische Druck niedrig ist, wird die Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 auf den maximalen Hub und den maximalen Arbeitswinkel festgelegt, während der Drosselklappen-Öffnungswinkel gemäß einem Ziel-Drehmoment (einer Ziel-Ansaugluftmenge) geändert wird, um das Ziel-Drehmoment durch Steuern der Ansaugluftmenge gemäß einem Drosselklappen-Öffnungswinkel zu erzeugen.
Bei einer derartigen Bedingung, daß der atmosphärische Druck niedrig ist, kann, wenn der Ladedruck durch Steuern des Drosselklappen-Öffnungswinkels derart gesteuert wird, daß dieser auf den Ziel-Ladedruck eingestellt wird, während die Ansaugluftmenge des Motors 101 durch Steuern der Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 gesteuert wird, die Erzeugung eines erforderlichen Ladedrucks (eines Unterdrucks), welcher zum Betreiben der Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulatinssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen notwendig ist, scheitern bzw. kann das Erreichen eines Unterdrucks, welcher im Hinblick auf das Erzeugen eines erforderlichen Drehmoments wirksam ist, zu einem Versagen führen.
Demgegenüber kann, wenn die Ansaugluftmenge des Motors 101 durch Steuern des Drosselklappen-Öffnungswinkels gesteuert wird, ein Unterdruck für einen maximalen Winkel in einem niedrigen Lastbereich erzeugt werden, da der Drosselklappen-Öffnungswinkel entsprechend einer Verminderung eines Ziel-Drehmoments (einer Ziel-Ansaugluftmenge) verkleinert wird. Infolgedessen können sowohl das Ziel-Drehmoment als auch der Ladedruck (der Unterdruck), welcher zum Betreiben der Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulatinssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen notwendig ist, einfach erzeugt werden.
Im übrigen ist es selbst dann, wenn der atmosphärische Druck niedrig ist, nicht immer erforderlich, die Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 festzulegen.
Eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei die Öffnungskennlinie des Einlaßventils 105 nicht festgelegt ist, wenn der atmosphärische Druck niedrig ist, wird nachfolgend angegeben.
Die Flußdiagramme von 14 bis 16 stellen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Steuerroutine dar, wenn der atmosphärische Druck bezüglich eines vorab festgelegten Schwellenwerts niedrig ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Ziel-Hubhöhe TVEL des Einlaßventils 105, welche gemäß einem Ziel-Drehmoment (einer Ziel-Ansaugluftmenge) festgelegt wird, auf einen Wert beschränkt, welcher gleich dem unteren Grenzwert davon oder kleiner als dieser ist, und der Drosselklappen-Öffnungswinkel wird aufgrund dieser Beschränkung um einen Wert verkleinert, welcher einer Vergrößerung des Öffnungsbereichs des Einlaßventils 105 entspricht, so daß die Ansaugluftmenge allmählich auf die Ziel-Ansaugluftmenge eingestellt wird.
Die untere Grenze ist als eine untere Grenze des Ventilhubs festgelegt, bei dem ein Ziel-Ladedruck erhalten werden kann, wenn die Drosselklappe betätigt wird, so dass sie vollständig geschlossen ist, wobei das Ziel-Drehmoment (die Ziel-Ansaugluftmenge) angenommen wird.
Das Flußdiagramm von 14 stellt das zweite Ausführungsbeispiel einer Steuerroutine der Hubeinstellungsvorrichtung 112 dar, wenn der atmosphärische Druck niedrig ist.
In Schritt S331 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals des Gasdrossel-Öffnungswinkelsensors 116 erfaßt, und in dem nächsten Schritt S332 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals von dem Kurbelwinkelsensor 117 erfaßt.
Sodann wird in Schritt S333 auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment, welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S334 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches eine Ziel-Hubhöhe, welche durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl als Variablen repräsentiert wird, im voraus speichert, um die Ziel-Hubhöhe, welche sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S333 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
Die bislang beschriebene Verarbeitung ist im wesentlichen identisch mit der Verarbeitung der normalen Steuerung, welche in dem Flußdiagramm von 7 dargestellt ist.
In Schritt S335 wird, wenn die Ziel-Hubhöhe TVEL, welche sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S334 erhalten wurde, kleiner als der vorbereitend gespeicherte untere Grenzwert ist, der untere Grenzwert als Ziel-Hubhöhe TVEL festgelegt.
In dieser Weise kann verhindert werden, daß die Ventilhubhöhe des Einlaßventils 105 auf einen niedrigen Hub gesteuert wird, welcher kleiner als der untere Grenzwert ist, so daß diese derart gesteuert wird, daß diese in einem Bereich eines hohen Hubs, welcher gleich dem unteren Grenzwert oder größer als dieser ist, veränderlich ist.
In Schritt S336 wird die Hubeinstellungsvorrichtung 112 auf Basis einer Ziel-Hubhöhe TVEL gesteuert, welche durch den unteren Grenzwert beschränkt wird.
Das Flußdiagramm von 15 stellt das zweite Ausführungsbeispiel einer Steuerroutine der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung dar, wenn der atmosphärische Druck niedrig ist.
In Schritt S341 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals von dem Gasdrossel-Öffnungswinkelsensor 116 erfaßt.
In Schritt S342 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) gemäß einem Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor 117 erfaßt.
In Schritt S343 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um das Ziel-Drehmoment (die Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zu der gegebenen Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S344 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches einen Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC, welcher durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um den Ziel-Vorlaufswinkelwert, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S343 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu dieser Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S345 wird die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung auf Basis des Ziel-Vorlaufswinkelwerts TVTC gesteuert.
Die oben beschriebene Verarbeitung ist die gleiche wie bei der Steuerroutine der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung zu einer normalen Zeit (einer Zeit hohen Drucks), welche in dem Flußdiagramm von 8 dargestellt ist, außer daß die Ansaugluftmenge durch derartiges Steuern der Ventilhubhöhe, daß diese auf einen Wert beschränkt wird, welcher gleich dem unteren Grenzwert davon oder größer als dieser ist, auf eine Menge eingestellt wird, welche größer als die Ziel-Ansaugluftmenge ist, und sodann der Drosselklappen-Öffnungswinkel verengt und verkleinert wird, um dadurch die Ansaugluftmenge auf die Ziel-Ansaugluftmenge einzustellen, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht.
Das Flußdiagramm von 16 stellt das zweite Ausführungsbeispiel einer Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 dar, wenn der atmosphärische Druck niedrig ist.
In Schritt S351 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals von dem Gasdrossel-Öffnungswinkelsensor 116 erfaßt.
In Schritt S352 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S353 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zur gegenwärtigen Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S354 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches einen Ziel-Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe, welcher durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um einen Ziel-Öffnungswinkel davon, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S353 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu diesem Zeitpunkt entspricht, aufzufinden.
In Schritt S355 wird die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels davon gesteuert, welcher durch die Auffindung erhalten wurde.
Ein Verzeichnis des Ziel-Öffnungswinkels, auf welches in dem Schritt S354 zurückgegriffen wird, ist in einer Weise angelegt, daß der Drosselklappen-Öffnungswinkel durch Drosseln in einem Bereich verkleinert wird, wo eine Ziel-Hubhöhe TVEL, welche kleiner als der untere Grenzwert ist, auf das Verzeichnis der Ziel-Hubhöhe TVEL, welches in dem Schritt S334 erwähnt wurde, gesetzt ist.
Das bedeutet, daß in dem Bereich, wo der untere Grenzwert als Ziel-Hubhöhe TVEL verwendet wird, aufgrund der Tatsache, daß sich die Ziel-Hubhöhe TVEL unter dem unteren Grenzwert befindet, eine tatsächliche Ventilhubhöhe derart gesteuert wird, daß diese größer als diejenige wird, welche einem Ziel-Drehmoment entspricht, und infolgedessen ist eine Ansaugluftmenge in unerwünschter Weise größer als die, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht.
Um diese Beeinträchtigung zu vermeiden, wird eine übermäßige Ansaugluftmenge, welche durch die größere Ventilhubhöhe verursacht wird, verglichen mit einer geeigneten Hubhöhe, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht, durch Verkleinern des Drosselklappen-Öffnungswinkels auf eine geeignete Ziel-Ansaugluftmenge vermindert.
Somit kann, wenn der Drosselklappen-Öffnungswinkel durch Drosseln verkleinert wird, um die übermäßige Ansaugluftmenge bezüglich einer erwünschten Ansaugluftmenge, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht, zu vermindern, der erwünschte Unterdruck erzeugt werden. Infolgedessen können, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in 11 bis 13 darge stellt ist, sowohl das Ziel-Drehmoment als auch der Ladedruck (der Unterdruck), welcher zum Betreiben der Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulatinssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen notwendig ist, sicher erreicht werden.
Die Flußdiagramme von 17 bis 19 liefern eine Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Steuerroutine, wenn der atmosphärische Druck bezüglich eines vorab festgelegten Schwellenwerts niedrig ist.
Das Flußdiagramm von 17 stellt die Steuerroutine der Hubeinstellungsvorrichtung 112 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter einer Bedingung dar, wobei der atmosphärische Druck gleich dem vorab festgelegten Schwellenwert oder niedriger als dieser ist.
In Schritt S361 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals von dem Gasdrossel-Öffnungswinkelsensor 116 erfaßt.
In Schritt S362 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S363 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment (eine Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zur gegenwärtigen Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S364 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches eine Ziel-Hubhöhe TVEL, welche durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um die Ziel-Hubhöhe, welche sowohl dem Ziel-Drehmoment als auch der Motordrehzahl NE zu diesem Zeitpunkt entspricht, aufzufinden.
Die bislang beschriebene Verarbeitung ist die gleiche wie bei der normalen Steuerung der Hubeinstellungsvorrichtung 112, welche in 7 dargestellt ist.
In Schritt S365 wird zu der Ziel-Hubhöhe TVEL, welche in Schritt S364 erhalten wurde, einheitlich ein Korrekturwert addiert, und die resultierende Ventilhubhöhe wird als endgültige Ziel-Hubhöhe TVEL behandelt.
Das bedeutet, daß eine Ventilhubhöhe, welche größer als die Ziel-Hubhöhe TVEL ist, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht, als Zielwert festgelegt wird.
In dieser Phase kann der Korrekturwert zum Korrigieren des Ziel-Ventilhubs TVEL auf Basis des von dem Unterdrucksensor 908 detektierten Unterdruck festgesetzt werden.
In Schritt S366 wird die Hubeinstellungsvorrichtung 112 auf Basis der Ziel-Hubhöhe TVEL gesteuert, welche durch die durchgeführte Korrektur um einen Betrag, welcher dem Korrekturwert entspricht, vergrößert wird.
Das Flußdiagramm von 18 stellt die Steuerroutine der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter einer Bedingung dar, wobei der atmosphärische Druck gleich dem vorab festgelegten Schwellenwert oder niedriger als dieser ist.
In Schritt S371 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals von dem Gasdrossel-Öffnungswinkelsensor 116 erfaßt.
In Schritt S372 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S373 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment, welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zur gegenwärtigen Zeit entspricht, aufzufinden.
In Schritt S374 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches einen Ziel-Vorlaufswinkelwert TVTC, welcher durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um den Ziel-Vorlaufswinkelwert, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment, welches in Schritt S373 erhalten wurde, als auch der Motordrehzahl NE zu diesem Zeitpunkt entspricht, aufzufinden.
In Schritt S375 wird die Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung auf Basis des aufgefundenen Ziel-Vorlaufswinkelwerts TVTC gesteuert.
Die oben beschriebene Verarbeitung ist die gleiche wie bei der Steuerroutine der Vorrichtung 113 zur veränderlichen Ventileinstellung zu einer normalen Zeit, welche in dem Flußdiagramm von 7 dargestellt ist.
Das Flußdiagramm von 19 stellt die Steuerroutine der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter einer Bedingung dar, wobei der atmo sphärische Druck gleich dem vorab festgelegten Schwellenwert oder niedriger als dieser ist.
In Schritt S381 wird ein Gasdrossel-Öffnungswinkel auf Basis eines Ausgangssignals des Gasdrossel-Öffnungswinkelsensors 116 erfaßt.
In Schritt S382 wird eine Motordrehzahl NE (U/min.) auf Basis eines Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 117 erfaßt.
In Schritt S383 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches ein Ziel-Drehmoment (eine Ziel-Ansaugluftmenge), welches durch den Gasdrossel-Öffnungswinkel und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert wird, im voraus speichert, um ein Ziel-Drehmoment (eine Ansaugluftmenge), welches dem Gasdrossel-Öffnungswinkel und der Motordrehzahl NE zur gegenwärtigen Zeit entspricht, aufzufinden.
In dem nächsten Schritt S384 wird auf ein Verzeichnis zurückgegriffen, welches Ziel-Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe, welche durch das Ziel-Drehmoment und die Motordrehzahl NE, welche als Variablen verwendet werden, repräsentiert werden, im voraus speichert, um einen Ziel-Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe, welcher sowohl dem Ziel-Drehmoment als auch der Motordrehzahl NE zu diesem Zeitpunkt entspricht, aufzufinden.
In Schritt S385 wird die elektronisch gesteuerte Drosselklappe auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels gesteuert.
Wie oben beschrieben, steigt, wenn die Ziel-Hubhöhe TVEL durch die Korrektur einheitlich vergrößert wird, aufgrund der Tatsache, daß die Ventilhubhöhe derart gesteuert wird, daß diese auf die Ziel-Hubhöhe TVEL eingestellt wird, welche grö ßer als die Ventilhubhöhe ist, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht, die Ansaugluftmenge an, verglichen mit einer erwünschten Ziel-Ansaugluftmenge, welche mit dem Ziel-Drehmoment vergleichbar ist.
Daher ist das Verzeichnis der Ziel-Öffnungswinkel, auf welches in dem Schritt S384 zurückgegriffen wird, in einer derartigen Weise angelegt, daß die übermäßige Ansaugluftmenge, welche durch die Korrektur bewirkt wird, welche die Ziel-Hubhöhe vergrößert, durch Verkleinern des Drosselklappen-Öffnungswinkels auf eine geeignete Ansaugluftmenge vermindert wird, welche mit dem Ziel-Drehmoment vergleichbar ist.
Ferner kann, wenn der Drosselklappen-Öffnungswinkel verkleinert wird, um die übermäßige Ansaugluftmenge bezüglich einer erwünschten Ansaugluftmenge, welche dem Ziel-Drehmoment entspricht, der erwünschte Unterdruck gleichfalls zur gleichen Zeit erzeugt werden. Infolgedessen können wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in 11 bis 13 dargestellt ist, sowohl das Ziel-Drehmoment als auch der erwünschte Ladedruck (der Unterdruck), welcher zum Betreiben der Kraftstoffdampf-Verarbeitungseinheit 700, des Abgasrezirkulatinssystems 800, der direkt wirkenden Vakuumservobremse 900, und dergleichen notwendig ist, erreicht werden.
Anders ausgedrückt, durch Korrigieren des Ziel-Ventilhunbetrags TVEL in einer ansteigenden Weise durch Drosseln de Drosselklappe zur Veränderung der Ansaugluftmenge, die durch die Korrektur erhöht wird, wird die Rate der Ansaugluft, die durch das Einlassventil verringert wird, reduziert, wohingegen die Menge, die durch die Drosselklappe verringert wird, erhöht wird, so dass der Unterdruck erhöht werden kann und folglich der Ziel-Unterdruck zuverlässig erzeugt werden kann.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-355267 , eingereicht am 28. Dezember 2006 und die japanische Offenlegungsschrift 2007-329012 , die am 20. Dezember eingereicht wurde, seien hiermit durch Verweis aufgenommen.
Obgleich lediglich ausgewählte Ausführungsbeispiele gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist für Fachkundige anhand dieser Offenbarung ersichtlich, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.
Ferner ist die vorangehende Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung, und nicht zum Beschränken der Erfindung gemäß Definition in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-173470 [0002]
- JP 2001-182563 [0088]
- JP 2000-213663 [0088]
- JP 2006-355267 [0203]
- JP 2007-329012 [0203]

Claims

Ansaugluft-Steuervorrichtung für einen Motor (101), welcher eine Ventileinstellungseinheit (112, 113) aufweist, welche in der Lage ist, eine Öffnungskennlinie eines Einlaßventils (105) und einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), welche in einem Ansaugrohr (102) auf einer Zuflußseite des Einlaßventils (105) vorgesehen ist, zu ändern, umfassend: eine Ziel-Ansaugluftmengen-Berechnungseinrichtung (114) zum Berechnen einer Ziel-Ansaugluftmenge des Motors (101) gemäß einer Betriebsbedingung des Motors (101); und eine Steuereinrichtung (114) zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis der Ansaugluftmenge, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuereinrichtung umfaßt: eine Atmosphärendruck-Erfassungseinrichtung (136) zum Erfassen eines atmosphärischen Drucks; eine erste Steuereinrichtung (114) zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) in einer derartigen Weise, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) derart eingestellt wird, daß diese die Ziel-Ansaugluftmenge erreicht, wenn der atmosphärische Druck einen Schwellenwert überschreitet; und eine zweite Steuereinrichtung (114) zum Steuern der Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105), um einen Zustand davon zu erreichen, wobei die Ansaugluftmenge des Motors (101) stärker als in einem anderen Zustand davon ansteigt, welcher auftritt, wenn die Ansaugluftmenge durch die erste Steuereinrichtung gesteuert wird, und zum Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) in einer derartigen Weise, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) die Ziel-Ansaugluftmenge erreicht, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinrichtung (114) einen Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) bei einer derartigen vorgegebenen Betriebsbedingung des Motors, daß es notwendig ist, daß ein Ladedruck ein Unterdruck ist, auf einen kleineren Wert als den einer vollständigen Öffnung davon vermindert, und den Öffnungswinkel der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) bei einer Betriebsbedingung des Motors mit Ausnahme der vorgegebenen Bedingung auf dem der vollständigen Öffnung davon hält; und die Ventileinstellungseinheit in einer derartigen Weise steuert, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge bei einer gegebenen Ladedruckbedingung gebracht wird.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinrichtung (114) die Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) gemäß der Ziel-Ansaugluftmenge zu einem Zustand korrigiert, wobei die Ansaugluftmenge stärker ansteigt; und eine Menge der Ansaugluft, welche durch die Korrektur bezüglich der Ziel-Ansaugluftmenge vergrößert wird, durch Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) ausgleicht.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinrichtung (114) umfaßt: eine Einrichtung zum Berechnen eines Ziel-Ladedrucks auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge; eine Einrichtung zum Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), welcher notwendig ist, um die Ansaugluftmenge des Motors (101) unter einer Bedingung des berechneten Ziel-Ladedrucks auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge zu bringen, und zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des Zielwerts davon; eine Einrichtung zum Erfassen des Ladedrucks des Motors (101); und eine Einrichtung zum Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis des erfaßten Ladedrucks und des Ziel-Ladedrucks.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinrichtung (114) umfaßt: eine Einrichtung zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113), um dadurch die Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) auf eine Normal-Öffnungskennlinie davon festzulegen; eine Einrichtung zum Berechnen eines Ziel-Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge des Motors; und eine Einrichtung zum Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels davon, welcher durch die Ziel-Öffnungswinkel-Berechnungseinrichtung berechnet wird.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 5, wobei die Ventileinstellungsvorrichtung (112, 113) eine Hubeinstellungsvorrichtung (112) umfaßt, welche in der Lage ist, den Arbeitswinkel und eine Hubhöhe des Einlaßventils (105) kontinuierlich zu ändern, und wobei die Einrichtung zum Steuern der Ventileinstellungsvorrichtung, um dadurch die Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) festzulegen, die Hubeinstellungsvorrichtung (112) derart steuert, daß der Arbeitswinkel auf einen maximalen Wert eines variablen Bereichs festgelegt wird.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 6, wobei die Ventileinstellungseinheit (112, 113) eine Vorrichtung (113) zur veränderlichen Ventileinstellung zum Ändern einer Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels des Einlaßven tils (105) gemeinsam mit der Hubeinstellungsvorrichtung (112) umfaßt, und die Einrichtung zum Steuern der Ventileinstellungseinheit, um dadurch die Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) festzulegen, die Hubeinstellungsvorrichtung (112) derart steuert, daß der Arbeitswinkel auf einen maximalen Wert in einem variablen Bereich davon festgelegt wird, und die Vorrichtung (113) zur veränderlichen Ventileinstellung derart steuert, daß die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels auf eine Position eines maximalen Nachlaufswinkels eines variablen Bereichs davon festgelegt wird.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinrichtung (114) umfaßt: eine Einrichtung zum Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), welcher verwendet wird, um die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge zu bringen; eine Einrichtung zum Festlegen des gegebenen Grenzwerts als Zielwert unter einer derartigen Bedingung, daß der Zielwert ein Wert ist, welcher ermöglicht, daß die Ansaugluftmenge kleiner wird als in dem Fall, daß ein gegebener Grenzwert als Zielwert verwendet wird; eine Einrichtung zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des Zielwerts, welcher durch den Grenzwert beschränkt wird; und eine Einrichtung zum Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), um dadurch die Ansaugluftmenge des Motors (101) zu steuern, welche auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht werden soll, wenn der Zielwert, welcher der Ziel-Ansaugluftmenge entspricht, durch den Grenzwert ersetzt wird.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 8, wobei die Ventileinstellungseinheit (112, 113) eine Hubeinstellungsvorrichtung (112) zum kontinuierlichen Ändern des Betriebswinkels und einer Hubhöhe des Einlaßventils (105) umfaßt, und eine Einrichtung zum Festlegen des gegebenen Grenzwerts als Zielwert den Zielwert der Hubeinstellungsvorrichtung derart beschränkt, daß der Arbeitswinkel und die Hubhöhe des Einlaßventils (105) jeweils gleich einem gegebenen Grenzwert davon oder größer als dieser werden.
Ansaugluft-Steuervorrichtung für den Motor (101) nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinrichtung (114) umfaßt: eine Einrichtung zum Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), welcher verwendet wird, um zu ermöglichen, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird; eine Einrichtung zum derartigen Korrigieren des berechneten Zielwerts, daß die Ansaugluftmenge des Motors ansteigt; eine Einrichtung zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des korrigierten Zielwerts; und eine Einrichtung zum Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe, um dadurch eine Menge der Ansaugluft, welche durch die Korrektur bezüglich der Ziel-Ansaugluftmenge vergrößert wird, auszugleichen, um dadurch die Ansaugluftmenge des Motors (101) zu steuern, welche auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht werden soll.
Verfahren zum Steuern einer Motoransaugluft eines Motors (101), welcher eine Ventileinstellungseinheit (112, 113) aufweist, welche in der Lage ist, die Öffnungskennlinie eines Einlaßventils (105) und einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), welche in einem Ansaugrohr (102) auf der Zuflußseite des Einlaßventils (105) vorgesehen ist, zu ändern, umfassend die Schritte: Berechnen einer Ziel-Ansaugluftmenge des Motors (101) gemäß einer Betriebsbedingung des Motors (101); und Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Erfassen eines atmosphärischen Drucks; derartiges Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113), daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der berechneten Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird, wenn der erfaßte atmosphärische Druck einen Schwellenwert davon überschreitet; und Steuern der Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105), um einen Zustand davon zu erreichen, wobei die Ansaugluftmenge des Motors (101) stärker ansteigt als in dem Fall, daß der atmosphärische Druck einen Schwellenwert davon überschreitet, und derartiges Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert überschreitet, der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Verkleinern eines Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) bezüglich einer vollständigen Öffnung davon bei einer vorgegebenen Betriebsbedingung, wobei es erforderlich ist, daß ein Ladedruck für den Motor ein Unterdruck wird; Halten des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) bei dem der vollständigen Öffnung davon bei einer Betriebsbedingung mit Ausnahme der vorgegebenen Bedingung; und derartiges Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113), daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge unter der vorgegebenen Bedingung für den Ladedruck gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Korrigieren der Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) gemäß der Ziel-Ansaugluftmenge zu einem Zustand, wobei die Ansaugluftmenge stärker ansteigt; und Ausgleichen einer Menge der Ansaugluft, welche durch den Korrekturwert bezüglich der Ziel-Ansaugluftmenge vergrößert wird, durch Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert überschreitet, der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Berechnen eines Ziel-Ladedrucks des Motors auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge; derartiges Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gemäß einer Bedingung des Ziel-Ansaugdrucks, welcher durch den Berechnungsschritt berechnet wurde, gebracht wird; Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des Zielwerts; Erfassen eines Ladedrucks des Motors (101); und Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis des Ladedrucks, welcher durch den Ladedruckerfassungsschritt erfaßt wurde, und des Ziel-Ladedrucks, welcher durch den Berechnungsschritt berechnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113), um die Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) auf eine Normal-Öffnungskennlinie davon festzulegen; Berechnen des Ziel-Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis der Ziel-Ansaugluftmenge; und Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) auf Basis des Ziel-Öffnungswinkels, welcher durch den Berechnungsschritt berechnet wurde.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Ventileinstellungseinheit (112, 113) mit einer Hubeinstellungseinheit (112) versehen ist, welche in der Lage ist, den Arbeitswinkel und eine Hubhöhe des Einlaßventils (105) kontinuierlich zu ändern, und der Schritt zum Festlegen der Öffnungskennlinie des Einlaßventils (105) auf die Normal-Öffnungskennlinie den Schritt des derartigen Steuerns der Hubeinstellungsvorrichtung (112), daß der Arbeitswinkel des Einlaßventils auf einen maximalen Wert in einem variablen Bereich davon festgelegt wird, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Ventileinstellungseinheit (112, 113) mit einer Vorrichtung (113) zur veränderlichen Ventileinstellung zum Ändern einer Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels des Einlaßventils (105) gemeinsam mit der Hubeinstellungsvorrichtung (112) vorgesehen ist, und der Schritt zum Festlegen der Öffnungskennlinie des Einlaßventils auf die Normal-Öffnungskennlinie die Schritte umfaßt: derartiges Steuern der Hubeinstellungsvorrichtung (112), daß der Arbeitswinkel auf einen maximalen Wert in einem variablen Bereich davon festgelegt wird; und Steuern der Vorrichtung (113) zur veränderlichen Ventileinstellung derart, daß die Mittelpunktsphase des Arbeitswinkels auf eine Position eines maximalen Nachlaufswinkels des variablen Bereichs davon festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, der Schritt des Steuerns der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), welcher verwendet wird, um die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge zu bringen; Festlegen des gegebenen Grenzwerts als Zielwert gemäß einer derartigen Bedingung, daß der Zielwert ein Wert ist, welcher ermöglicht, daß die Ansaugluftmenge kleiner wird als in dem Fall, daß ein gegebener Grenzwert als Zielwert verwendet wird; Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des Zielwerts, welcher durch den Grenzwert beschränkt wird; und Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), um dadurch die Ansaugluftmenge des Motors (101) derart zu steuern, daß diese auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird, wenn der Zielwert, welcher der Ziel-Ansaugluftmenge entspricht, durch den Grenzwert ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Ventileinstellungseinheit (112, 113) eine Hubeinstellungsvorrichtung (112) zum kontinuierlichen Ändern des Arbeitswinkels und einer Hubhöhe des Einlaßventils (105) umfaßt, und der Schritt des Beschränkens des Zielwerts den Schritt des derartigen Beschränkens des Zielwerts der Hubeinstellungsvorrichtung (112), daß der Arbeitswinkel und die Hubhöhe des Einlaßventils jeweils einem gegebenen Grenzwert gleich oder größer als dieser werden, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn der atmosphärische Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, der Schritt zum Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) und der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104) die Schritte umfaßt: Berechnen eines Zielwerts der Ventileinstellungseinheit (112, 113), welcher verwendet wird, um zu ermöglichen, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird; derartiges Korrigieren des Zielwerts, daß die Ansaugluftmenge des Motors (101) ansteigt; Steuern der Ventileinstellungseinheit (112, 113) auf Basis des korrigierten Zielwerts; und Verkleinern des Öffnungswinkels der elektronisch gesteuerten Drosselklappe (104), um dadurch eine Menge der Ansaugluft, welche durch den Korrekturschritt bezüglich der Ziel-Ansaugluftmenge vergrößert wird, auszugleichen, um dadurch die Ansaugluftmenge des Motors (101) derart zu steuern, daß diese auf die Größe der Ziel-Ansaugluftmenge gebracht wird.