DE102008061375A1 - Schwingungsdämpfungs-Steuerungsvorrichtung und Schwingungsdämpfungs-Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Schwingungsdämpfungs-Steuerungsvorrichtung und Schwingungsdämpfungs-Steuerungsverfahren für einen Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Schwingungsdämpfung für einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor geschaffen. Die Verbrennung wird in einigen Zylindern einer Vielzahl von Zylindern vorübergehend unterbrochen, und der Motor wird mit den verbleibenden Zylindern betrieben. Dann wird ein variabler Ventilmechanismus, der ein Ventilhubmaß wenigstens von Einlass- oder Auslassventilen jedes Zylinders ändert, gesteuert, um das Ventilhubmaß wenigstens der Einlass- oder Auslassventile jedes Zylinders zu verringern, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist. Des Weiteren wird eine drehende elektrische Maschine, die wenigstens Funktionen eines Elektromotors oder eines Generators erfüllt, gesteuert, um Drehmoment auf eine Ausgangswelle des Motors auszuüben, und so Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle zu der Zeit zu unterdrücken, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, so dass die Drehmomentschwankung aufgrund ungleichmäßiger Explosionsintervalle reduziert wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zum vorübergehenden Unterbrechen der Verbrennung in einigen Zylindern eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug und zum Halten wenigstens eines Einlassventils oder eines Auslassventils jedes Zylinders, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, in einem Zustand mit geringem Ventilhubmaß oder einem Ventil-Schließzustand. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Methode zum Reduzieren von Drehmomentschwankung aufgrund ungleichmäßiger Explosionsintervalle zu der Zeit, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist (im Folgenden als Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder bezeichnet).
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei einem Verbrennungsmotor, der in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H7(1995)-189757 , offenbart wird, wird in einem Niedriglast-Betriebsbereich, um einen Pumpverlust zu reduzieren, die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen. Dadurch wird Drehmomentschwankung aufgrund einer Trägheitskraft eines Kolbensystems reduziert, so dass die Schwingung des Verbrennungsmotors reduziert wird.
  • Des Weiteren wird bei einem Verbrennungsmotor, der in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. S61(1986)-65023 offenbart wird, wenn alle Zylinder betrieben werden (im Folgenden als Zeit des Betriebes aller Zylinder bezeichnet) ein Drehmoment unter Verwendung eines Motor/Generators auf eine Kurbelwelle ausgeübt, um Drehmomentschwankung aufgrund einer Explosionskraft des Verbrennungsmotors und Drehmomentschwankung aufgrund einer Trägheitskraft eines Kolbensystems zu reduzieren.
  • Jedoch tritt bei dem Verbrennungsmotor, der in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H7-189757 , offenbart wird, zu Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder die Drehmomentschwankung dadurch auf, dass die Explosion und Verbrennung bei jedem konstanten Kurbelwinkel nicht aufrechterhalten werden können, und die Drehmomentschwankung tritt des Weiteren durch das Drehmoment auf, das die Drehung der Kurbelwelle verhindert (im Folgenden als ein negatives Drehmoment bezeichnet) und auf die Kurbelwelle bei einem Expansionstakt jedes Zylinders ausgeübt wird, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist. Diese Drehmomentschwankung wird als Drehmomentschwankung aufgrund ungleichmäßiger Explosionsintervalle bezeichnet. So kann selbst bei dem Verbrennungsmotor, der in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. H7-189757 offenbart wird, die Drehmomentschwankung aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle nicht reduziert werden, und dadurch ist möglicherweise die Schwingungsverringerung des Verbrennungsmotors nicht ausreichend.
  • Weiterhin wird in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. S61-65023 , nicht speziell eine Steuerung des Motor/Generators zu der Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben aufgeführten Probleme gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Drehmomentschwankung, die auftritt, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, unter Verwendung einer drehenden elektrischen Maschine zu verringern, die mit Funktionen wenigstens eines Elektromotors oder eines Generators versehen ist.
  • Um die oben stehende Aufgabe zu erfüllen, schafft die vorliegende Erfindung ein neuartiges technisches Konzept, bei dem:
    die Verbrennung in einigen Zylindern einer Vielzahl von Zylindern in einem Verbrennungsmotor vorübergehend unterbrochen wird und die Verbrennung in den verbleibenden Zylindern mit Ausnahme der Zylinder, in denen die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, durchgeführt wird, um den Verbrennungsmotor zu betreiben;
    ein variabler Ventilmechanismus gesteuert wird, der ein Ventilhubmaß wenigstens eines Einlassventils oder eines Auslassventils jedes Zylinders in dem Verbrennungsmotor ändert, um so das Ventilhubmaß wenigstens des Einlassventils oder des Auslassventils jedes Zylinders zu verringern, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist; und
    die drehende elektrische Maschine, die mit Funktionen wenigstens des Elektromotors oder des Generators versehen ist, gesteuert wird, um so auf eine Ausgangswelle ein Drehmoment zum Unterdrücken von Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle in dem Verbrennungsmotor zu der Zeit auszuüben, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist.
  • Die weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Systemkonfigurationsschema einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Hauptteil eines variablen Ventilmechanismus darstellt, der in der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
  • 3 ist ein aus Richtung des Pfeils A in 2 gesehenes Schema;
  • 4 ist ein erläuterndes Funktionsschema, wobei 4A einen Ventil-Öffnungszustand zu der Zeit darstellt, zu der ein durch den variablen Ventilmechanismus verändertes Ventilhubmaß minimal ist, und 4B einen Ventil-Schließzustand zu der Zeit zeigt, zu der das Ventilhubmaß minimal ist;
  • 5 ist ein erläuterndes Funktionsschema, wobei 5A den Ventil-Öffnungszustand zu der Zeit darstellt, zu der das durch den variablen Ventilmechanismus veränderte Ventilhubmaß maximal ist, und 5B den Ventil-Schließzustand zu der Zeit darstellt, zu der das Ventilhubmaß maximal ist;
  • 6 ist ein Diagramm, das beispielhaft eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel und einem auf eine Kurbelwelle wirkenden Drehmoment darstellt, wobei 6A die Beziehung zur Zeit des Betriebes aller Zylinder in einer herkömmlichen Konfiguration darstellt und 6B die Beziehung zur Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder bei der herkömmlichen Konfiguration darstellt;
  • 7 ist ein erläuterndes Diagramm eines Drehmoments für Schwingungsdämpfung zur Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Flussdiagramm gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das die Details von Schritt S3 in 8 darstellt;
  • 10 ist ein erläuterndes Diagramm von Drehschwankung der Kurbelwelle und Drehmomentschwankung derselben, des Drehmomentes der Schwingungsdämpfung und des Umschaltens von Steuerung einer drehenden elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das die Details von Schritt S14 in 9 darstellt;
  • 12 ist ein veranschaulichendes Diagramm, wobei 12A eine Verschiebung einer Linie "c" in 10 zu einer Seite zunehmenden Energieverbrauchs hin darstellt und 12B die Verschiebung der Linie "c" in 10 zu einer Seite zunehmender Stromerzeugung hin darstellt;
  • 13 ist ein veranschaulichendes Diagramm einer Phasenverzögerung bei dem Antrieb und der Stromerzeugung der drehenden elektrischen Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ist ein Flussdiagramm, das das Umschalten zwischen dem Antrieb und der Stromerzeugung der elektrischen Maschine zu der Zeit, zu der ein negatives Drehmoment ausgegeben wird, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 15 ist ein erläuterndes Diagramm des negativen Drehmoments, das auf die Kurbelwelle ausgeübt wird, wenn die drehende elektrische Maschine als ein Elektromotor arbeitet, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 16 ist ein Systemkonfigurationsschema, bei dem eine zweite Stromspeichervorrichtung und eine Teilsteuereinheit in der ersten oder der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorhanden sind.
  • Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • 1 ist ein Schema, das eine Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors, der mit einem variablen Ventilmechanismus versehen ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • In einem Einlasskanal 2 eines Verbrennungsmotors 1 befindet sich ein Luftmengenmesser 3 zum Erfassen einer Einlassluftmenge Q, und an einer stromab gelegenen Seite desselben ist ein Drosselventil 4 angeordnet, das die Einlassluftmenge Q steuert.
  • Des Weiteren ist ein Kraftstoffeinspritzventil 6, das Kraftstoff in eine Brennkammer 5 jedes Zylinders einspritzt, an der stromab gelegenen Seite des Einlasskanals 2 angeordnet. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch aus dem Kraftstoff, der über das Kraftstoffeinspritzventil 6 eingespritzt wird, und der Luft, die über das Drosselventil 4 und ein Einlassventil 7 angesaugt wird, wird durch einen Kolben 8 in Brennkammer 5 verdichtet und durch eine Zündkerze 9 gezündet, die in Brennkammer 5 angeordnet ist.
  • Das verbrannte Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 wird über ein Auslassventil 16 aus Brennkammer 5 in einen Auslasskanal 11 ausgestoßen und anschließend über einen Abgasreinigungskatalysator 12, der in Auslasskanal 11 angeordnet ist, an die Atmosphäre abgeleitet.
  • Einlassventil 7 und Auslassventil 10 werden durch die Funktion von Nocken, die jeweils an einer Einlass-Nockenwelle 14 und einer Auslass-Nockenwelle 15 angeordnet sind, mittels einer Kurbelwelle 13 (Ausgangswelle) als einer Kraftquelle so angetrieben, dass sie öffnen oder schließen.
  • An der Einlassseite ist eine variable Ventilhubmaß-Steuervorrichtung (die im Folgenden als VEL (variable valve event and lift) bezeichnet wird) 16, die durch einen Gelenkgliedmechanismus gebildet wird, der kontinuierlich und variabel ein Lifthubmaß von Einlassventil 7 sowie einen Arbeitswinkel desselben steuert, an einem Außenumfang von Einlass-Nockenwelle 14 angeordnet.
  • Neben VEL 16 ist des Weiteren ein VEL-Betriebswinkelsensor 17 zum Erfassen des Ventilhubmaßes von Einlassventil 7 und des Arbeitswinkels desselben vorhanden. Der Aufbau von VEL 16 wird weiter unten im Detail beschrieben.
  • Weiterhin ist an der Einlassseite ein variabler Ventilsteuermechanismus (im Folgenden als VTC bezeichnet) 18, der durch einen Mechanismus gebildet wird, der kontinuierlich und variabel eine Differenz zwischen Drehphasen von Kurbelwelle 13 und Eingangs-Nockenwelle 14 steuert, um Ventilsteuerzeiten (Öffnungs-/Schließ-Zeiten) von Einlassventil 7 nach früh oder spät zu verlegen, an einem Ende von Einlass-Nockenwelle 14 angeordnet.
  • Des Weiteren ist am anderen Ende von Einlass-Nockenwelle 14 ein Einlass-Nockenwinkelsensor 19 zum Erfassen einer Drehposition von Einlass-Nockenwelle 14 angeordnet.
  • Eine Motorsteuereinheit (im Folgenden als ECU bezeichnet) 20 erfasst eine Motorlast und eine Motor-Drehzahl auf Basis eines Ausgangssignals von einem Luftmengenmesser 3 und eines Kurbelwinkelsignals, das von einem Kurbelwinkelsensor 21 ausgegeben wird, der an Kurbelwelle 13 angeordnet ist, um eine Drehposition von Kurbelwelle 13 zu erfassen. Dann berechnet ECU 20 eine Kraftstoffeinspritzmenge, ein Soll-Ventilhubmaß von VEL 16 und Soll-Ventilsteuerzeiten von VCT 18. Weiterhin gibt ECU 20 ein Regelungsignal an VEL 16 aus, so dass ein Ist-Ventilhubmaß von VEL 16 auf Basis eines Betriebswinkelsignals, das von VEL-Betriebswinkelsensor 17 ausgegeben wird, zu dem Soll-Ventilhubmaß wird. Desgleichen erfasst ECU 20 Ist-Ventilsteuerseiten von VTC 18 auf Basis einer Phasendifferenz zwischen einem Ausgangssignal von einem Einlass-Nockenwinkelsensor 19 und dem Kurbelwinkelsignal, das von Kurbelwinkelsensor 21 ausgegeben wird, und gibt ein Regelungssignal an VTC 18 aus, so dass sich die Ist-Ventilsteuerzeiten von VTC 18 Soll-Ventilsteuerzeiten nahem.
  • Im Folgenden wird VEL 16 auf Basis von 2 und 3 beschrieben.
  • Eine Steuerwelle 23 von VEL 16 ist parallel zu Einlass-Nockenwelle 14 angeordnet und wird von einem Lager 24, das an einem Zylinderblock (in der Figur nicht gezeigt) befestigt ist, an beiden Enden derselben getragen.
  • Ein Steuernocken 25, der in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist, die einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der von Steuerwelle 23, ist in einem Zustand angeordnet, in dem eine Achsenmitte desselben um ein vorgegebenes Maß zu einer Achsenmitte von Steuerwelle 23 hin α verschoben ist.
  • Ein Kipphebel 26 ist in einer im Wesentlichen rhombischen Form ausgebildet, und ein Außenumfang von Steuernocken 25 ist verschiebbar in ein Loch eingeführt, das durch eine Mitte von Kipphebel 26 hindurch ausgebildet ist.
  • Eine Verbindungsstange 27, die im Wesentlichen in Halbmondform ausgebildet ist, ist an einem Ende derselben über einen Bolzen 28 drehbar mit einem Endabschnitt von Kipphebel 26 verbunden und ist am anderen Ende derselben über einen Bolzen 29 drehbar mit einer Position verbunden, die gegenüber einem Achsenmittelpunkt von Einlass-Nockenwelle 14 verschoben ist.
  • Ein Antriebsnocken 30 umfasst einen Nockenkörper 30a, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, die einen großen Außendurchmesser hat, und einen zylindrischen Abschnitt 30b, der einen kleinen Außendurchmesser hat und so angeordnet ist, dass er an ein Ende von Nockenkörper 30a angrenzt. Durch einen Mittelabschnitt des zylindrischen Abschnitts 30b hindurch ist ein Wellenloch 30c so ausgebildet, dass die Eingangs-Nockenwelle 14 verschiebbar in Wellenloch 30c eingeführt ist. Des Weiteren fällt eine Achsenmitte des zylindrischen Abschnitts 30b mit der Achsenmitte X von Einlass-Nockenwelle 14 zusammen, jedoch ist eine Achsenmitte Y von Nockenkörper 30a gegenüber der Achsenmitte X von Einlass-Nockenwelle 14 um ein vorgegebenes Maß verschoben.
  • Ein Verbindungsarm 31 ist in einer Ringform ausgebildet, die einen Außenumfang hat, der größer ist als der von Antriebsnocken 30, und ein Außenumfang von Nockenkörper 30a von Antriebsnocken 30 ist über ein Lager 32 verschiebbar in ein Loch eingeführt, das durch einen Mittelabschnitt von Verbindungsarm 31 hindurch ausgebildet ist. Des Weiteren ist ein Endabschnitt von Verbindungsarm 31, der in einer Außendurchmesserrichtung vorsteht, über einen Bolzen 33 drehbar mit dem anderen Ende von Kipphebel 26 verbunden.
  • Ein Einlassnocken 30 ist in einer Regentropfenform ausgebildet, und Einlass-Nockenwelle 14 ist in ein Wellenloch 34b eingeführt, das durch einen unteren Endabschnitt 34a hindurch ausgebildet ist, um sie an dem Einlassnocken 34 zu befestigen. Andererseits ist ein Bolzenloch 34d durch einen Nocken-Nasenabschnitt 34c hindurch ausgebildet, der an einem Endabschnitt angeordnet ist, der in einer Außendurchmesserrichtung von dem unteren Endabschnitt 34a vorsteht, und ein Bolzen 29 ist in Bolzenloch 34d eingepasst, so dass Einlassnocken 34 drehbar mit Verbindungsstange 27 verbunden ist.
  • Ein Ventilstößel 35 ist in einer zylindrischen Form mit einer Abdeckung ausgebildet, und eine Nockenfläche 34e von Einlassnocken 34 ist entsprechend einer Schwenkposition in Kontakt mit einer vorgegebenen Position an einer oberen Fläche von Ventilstößel 35, während das Einlassventil 7 an dem unteren Abschnitt von Ventilstößel 35 befestigt ist.
  • Ein elektrisches Betätigungselement 36 ist mit einem Zahnrad, das an einem Ende von Steuerwelle 23 befestigt ist, an einem Schneckenrad 37 desselben in Eingriff, das an einem Antriebswellen-Endabschnitt befestigt ist, um Steuerwelle 23 innerhalb eines festen Bereiches auf Basis eines Antriebssignals zu drehen, das von ECU 20 ausgegeben wird.
  • Des Weiteren erfasst ein VEL-Betriebswinkelsensor 17, der an einem Ende von Steuerwelle 23 angeordnet ist, das Ventilhubmaß von VEL 16 auf Basis eines Drehmaßes der Steuerwelle 23 und gibt ein Signal des erfassten Ventilhubmaßes an ECU 20 aus.
  • Im Folgenden wird das Funktionsprinzip von VEL 16 beschrieben.
  • 4A und 4B stellen einen Ventil-Öffnungszustand und einen Ventil-Schließzustand von Einlassventil 7 dar, wenn ein Hubmaß von Einlassventil 7 so gesteuert wird, dass es minimal ist. Wenn VEL 16 das Antriebssignal von ECU 20 empfängt und Steuerwelle 23 in Drehung im Uhrzeigersinn versetzt wird, um das Ventilhubmaß auf ein Minimum zu steuern, bewegt sich ein dicker Abschnitt 25a von Steuernocken 25 nach oben, und synchron zu dieser Bewegung bewegt sich Kipphebel 26 ebenfalls nach oben.
  • Dabei wird Nockennasenabschnitt 34c von Einlassnocken 34 über Verbindungsstange 27 nach oben angehoben. Daher nähert sich Nockenfläche 34e von Einlassnocken 34, die in Kontakt mit Ventilstößel 35 ist, entsprechend der Drehung von Einlass-Nockenwelle 14 dem unteren Endabschnitt 34a, so dass das Ventilhubmaß auf ein kleines Ventilhubmaß gesteuert wird, das in der Figur mit L1 gezeigt wird.
  • 5A und 5B hingegen stellen den Ventil-Öffnungszustand und den Ventil-Schließzustand von Einlassventil 7 dar, wenn ein Hubmaß von Einlassventil 7 so gesteuert wird, dass es maximal ist. In 5 bewegt sich, wenn VEL 16 das Antriebssignal von ECU 20 empfängt und Steuerwelle 23 in Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt wird, um das Ventilhubmaß auf das Maximum zu steuern, der dicke Abschnitt 25a von Steuernocken 25 nach unten, und synchron zu dieser Bewegung bewegt sich Kipphebel 26 ebenfalls nach unten.
  • Dabei wird Nockennasenabschnitt 34c von Einlassnocken 34 über Verbindungsstange 27 nach unten gedrückt. Daher liegt Nockenfläche 34e von Einlassnocken 34, der in Kontakt mit Ventilstößel 35 ist, entsprechend der Drehung von Einlass-Nockenwelle 14 zwischen einem vorderen Ende von Nockennasenabschnitt 34c und dem unteren Endabschnitt 34a, so dass das Ventilhubmaß auf ein großes Ventilhubmaß gesteuert wird, das in der Figur mit L2 dargestellt ist.
  • Bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, wie er in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H7-189757 , offenbart ist, wird, wie beispielsweise in 6 gezeigt, wenn Drehmomentschwankung an der Kurbelwelle aufgrund ungleichmäßiger Explosionsintervalle zu einer Zeit von Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder (siehe 6B) auftritt, die Drehmomentschwankungsamplitude verglichen mit der einer Zeit des Betriebes aller Zylinder vergrößert (siehe 6A).
  • Daher ist es besonders in einem Betriebsbereich niedriger Last und niedriger Drehzahl, wenn es möglich ist, dass die Drehmomentschwankung aufgrund einer Explosionskraft des Verbrennungsmotors zunimmt, schwer, einen Leerlaufbetrieb bei niedriger Motordrehzahl durchzuführen, was eine negative Auswirkung auf eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs hat.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Motor/Generator 22 (drehende elektrische Maschine), der als ein Elektromotor oder als ein Generator arbeitet, so angeordnet, dass er über einen Steuerriemen oder dergleichen Drehmoment auf die Kurbelwelle 13 oder von ihr überträgt. Dabei gibt, wie in 7 dargestellt, Motor/Generator 22 beispielsweise ein Gegenphasen-Drehmoment Tr (das im Folgenden als Schwingungsdämpfungs-Drehmoment bezeichnet wird) aus, das entgegengesetzt zu einer Drehmomentschwankung A von Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle zur Zeit von Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder ist, um so die Drehmomentschwankung A auszugleichen.
  • Es kann eine andere Konfiguration als der Motor/Generator eingesetzt werden, wenn ein Rotor (in der Figur nicht dargestellt) in der Lage ist, das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment auf Kurbelwelle 13 und von ihr zu übertragen. Beispielsweise kann, wie in der japanischen offengelegten (Kokai) Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. S61-65023 , offenbart, der Motor/Generator so konfiguriert sein, dass ein Rotor in ein Schwungrad, ein Hohlrad eines Differentialgetriebes oder dergleichen integriert ist und des Weiteren eine Vielzahl von Ständern um den Rotor herum angeordnet sind.
  • Motor/Generator 22 ist mit einer Batterie 101 (einer ersten Stromspeichervorrichtung) verbunden. Beim Ausgeben des Schwingungsdämpfungs-Drehmoments wird, wenn ein positives Drehmoment zum Beschleunigen der Drehung von Kurbelwelle 13 ausgegeben wird, Motor/Generator 22 Strom von Batterie 101 zugeführt, so dass er als der Elektromotor angesteuert wird. Wenn hingegen ein negatives Drehmoment zum Verhindern der Drehung von Kurbelwelle 13 ausgegeben wird, erzeugt Motor/Generator 22 den Strom als der Generator, und Batterie 101 wird mit dem erzeugten Strom geladen.
  • Dabei reicht Motor/Generator 22, wenn er zum Schwingungsdämpfen von Verbrennungsmotor 1 konfiguriert ist, aus, um Antriebskapazität oder Stromerzeugung in einem Maß bereitzustellen, mit dem die Drehmomentschwankung an der Kurbelwelle 13 ausgeglichen werden kann, und dadurch können die Kosten auf ein Minimum verringert werden.
  • Wenn der oben beschriebene Motor/Generator 22 vorhanden ist, hat ECU 20 zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration und dergleichen im Folgenden beschriebene Funktionen. Zunächst erfasst ECU 20 Drehungsschwankung an der Kurbelwelle 13 auf Basis eines Zyklus des Signals, das von Kurbelwinkelsensor 21 eingegeben wird, und schätzt die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13, die mit der Drehungsschwankung auftritt, auf Basis der erfassten Drehungsschwankung. Dann extrahiert ECU 20 Komponenten der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle aus der geschätzten Drehmomentschwankung. Des Weiteren legt ECU 20 das Schwingungsdampfungs-Drehmoment fest, das durch Motor/Generator 22 ausgegeben werden soll, um die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund ungleichmäßiger Explosionsintervalle auszugleichen. Dann gibt ECU 20 ein Steuersignal an Motor/Generator 22 aus, so dass Motor/Generator 22 als der Elektromotor angetrieben wird oder den Strom als der Generator ausgibt, um das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment auszugeben.
  • Dabei kann, wenn ein Drehmomentsensor vorhanden ist, ECU 20 die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 direkt erfassen, anstatt die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 auf Basis der Drehungsschwankung an Kurbelwelle 13 zu schätzen. Des Weiteren kann eine Beziehung zwischen Betriebsbedingungen von Verbrennungsmotor 1, die zuvor durch Experimente oder dergleichen ermittelt wurden, und der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 in einem Kennfeld, einer Tabelle oder dergleichen von ECU 20 gespeichert werden, so dass die Drehmomentschwankung in Kurbelwelle 13 auf Basis des Kennfeldes, der Tabelle oder dergleichen ermittelt wird. Oder die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13, die auf Basis des Kennfeldes, der Tabelle oder dergleichen ermittelt wird, kann entsprechend der erfassten Drehungsschwankung an Kurbelwelle 13 korrigiert werden.
  • Im Folgenden wird eine Steuerung von VEL 16 und Motor/Generator 22 beschrieben.
  • 8 stellt ein Flussdiagramm dar, das die Steuerung der VEL und des Motors/Generators zeigt, die durch die ECU bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
  • In Schritt S1 wird festgestellt, ob einige Zylinder einer Vielzahl von Zylindern nicht betrieben werden oder nicht.
  • Wenn in Schritt S1 festgestellt wird, dass einige Zylinder nicht betrieben werden (d. h. die Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder vorliegt), geht die Routine zu Schritt S2 über.
  • In Schritt S2 wird Steuerwelle 23 bei den Zylindern, in denen die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, wie in 4 gezeigt, in Drehung im Uhrzeigersinn versetzt, um so das Ventilhubmaß von Einlassventil 7 zu verringern, und die Routine geht zu Schritt S3 über. Das Ventilhubmaß von Einlassventil 7 wird beispielsweise auf einen minimalen Wert verringert.
  • Es ist zu bemerken, dass, um Einlassventil 7 in Schritt S2 in einem geringfügig geöffneten Zustand zu halten, ein Elektromagnetventil, ein Haltemechanismus oder dergleichen ebenfalls vorhanden sein kann.
  • In Schritt S3 wird, wie aus einem weiter unten beschriebenen Flussdiagramm in 9 zu ersehen ist, das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment, das von Motor/Generator 22 ausgegeben werden soll, festgelegt, und die Routine geht zu Schritt S4 über.
  • In Schritt S4 wird das Steuersignal an Motor/Generator 22 ausgegeben, so dass das in Schritt S3 festgelegte Schwingungsdämpfungs-Drehmoment von Motor/Generator 22 ausgegeben wird.
  • Wenn hingegen in Schritt S1 festgestellt wird, dass nicht die Zeit vorliegt, zu der einige Zylinder nicht betrieben werden, d. h., in Schritt S1 festgestellt wird, dass alle Zylinder betrieben werden, geht die Routine zu Schritt S5 über, in dem VEL 16 entsprechend den Betriebsbedingungen von Verbrennungsmotor 1 normal betrieben wird, ohne, im Unterschied zu Schritt S2, das Ventilhubmaß von Einlassventil 7 zu verringern.
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm der Einstellung des Schwingungsdämpfungs-Drehmomentes gemäß Schritt S3 in 8.
  • In Schritt S11 wird die Drehungsschwankung an Kurbelwelle 13 auf Basis des Zyklus des Signals erfasst, das von Kurbelwinkelsensor 21 eingegeben wird, und die Routine geht zu Schritt S12 über.
  • In Schritt S12 wird auf Basis der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 die Drehmomentschwankung (Linie "a" in 10) an Kurbelwelle 13, die die Drehungsschwankung verursacht, geschätzt, und die Routine geht zu Schritt S13 über.
  • Die Linie "a" in 10 gibt die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 an, die beispielsweise Komponenten der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund einer Trägheitskraft eines Kolbensystems zusätzlich zu den Komponenten der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle enthält.
  • In Schritt S13 werden die Komponenten der Drehmomentschwankung (Linie "b" in 10) an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle aus der durch die Linie "a" in 10 angezeigten Drehmomentschwankung extrahiert, und die Routine geht zu Schritt S14 über.
  • In Schritt S14 wird das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment (Linie "e" in 10), das durch Motor/Generator 22 ausgegeben werden soll, festgelegt, um die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle, die in Schritt S13 extrahiert wurde, auszugleichen.
  • 11 stellt ein Flussdiagramm zum Festlegen des Schwingungsdämpfungs-Drehmomentes gemäß Schritt S14 in 9 dar.
  • In Schritt S21 wird ein Soll-Drehmoment von Kurbelwelle 13 festgelegt. Um die Beschreibung zu vereinfachen, ist in 10 das Soll-Drehmoment als ein fester Wert relativ zu einem Kurbelwinkel angezeigt.
  • In Schritt S22 wird das Soll-Drehmoment von dem in Schritt S13 in 9 extrahierten Drehmoment (die Linie "b" in 10) von Kurbelwelle 13 subtrahiert, das aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle schwankt, um so eine Differenz zwischen ihnen zu berechnen. Es ist zu bemerken, dass die Differenz ein positiver oder negativer Wert ist.
  • In Schritt S23 werden auf Basis der in Schritt S22 berechneten Differenz der Betrag und die Richtung des Schwingungsdämpfungs-Drehmomentes festgelegt, das durch Motor/Genera tor 22 ausgegeben werden soll, um die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle auszugleichen.
  • Dabei wird die Richtung des Schwingungsdämpfungs-Drehmomentes festgelegt, um die Drehung von Kurbelwelle 13 in einem Zustand zu verhindern, in dem das Drehmoment von Kurbelwelle 13 größer ist als das Soll-Drehmoment, während sie zur Beschleunigung der Drehung von Kurbelwelle 13 in einem Zustand festgelegt wird, in dem das Drehmoment von Kurbelwelle 13 kleiner ist als das Soll-Drehmoment.
  • Des Weiteren wird, wenn ein Absolutwert der Differenz größer ist, der Betrag des Schwingungsdämpfungs-Drehmoments vorzugsweise auf einen größeren Wert festgelegt, um einen Effekt des Ausgleichens der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle zu verbessern.
  • Wenn die Drehmomentschwankung (die Linie "b" in 10) an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle, die in Schritt S13 extrahiert wird, innerhalb eines Bereiches liegt, in dem die Bedienbarkeit, der Komfort der Insassen und dergleichen nicht stark beeinträchtigt werden, kann die Ausgabe des Schwingungsdämpfungs-Drehmomentes durch Motor/Generator 22 beendet werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle extrahiert wird, wie dies beispielsweise mit der Linie "b" in 10 angedeutet ist, wie mit der Linie "c" in 10 angedeutet, das Ausüben des positiven Drehmomentes durch Motor/Generator 22 und das Ausüben des negativen Drehmomentes durch Motor/Generator 22 abwechselnd umgeschaltet.
  • Dadurch wird, selbst wenn die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle zur Zeit der Unterbrechung des Betriebes einiger Zylinder verglichen mit der Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 zur Zeit des Betriebes aller Zylinder erhöht ist, diese erhöhte Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 durch das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment (die Linie "e" in 10) ausgeglichen, das durch Motor/Generator 22 ausgegeben wird. Daher ist es möglich, die Schwingung von Verbrennungsmotor 1 zu unterdrücken oder die Fahrleistung des Fahrzeugs zu gewährleisten. Daher wird es selbst bei niedrigerer Umdrehungszahl von Kurbelwelle 13 möglich, sta bilen Leerlaufbetrieb durchzuführen, ohne die Schwingungserregung von Verbrennungsmotor 1 berücksichtigen zu müssen, um somit ausgezeichneten Kraftstoffverbrauch zu erzielen Dabei ist es auch möglich, die Linie "c" in 10 wie folgt zu verschieben oder zu korrigieren.
  • Zunächst wird die Linie "c", wie in 12A gezeigt, verschoben, um den Stromverbrauch zu erhöhen (eine obere Seite in der Darstellung), oder, wie in 12B gezeigt, verschoben, um die Stromerzeugung zu erhöhen (eine untere Seite in der Darstellung), so dass ein Verhältnis zwischen dem Stromverbrauch und der Stromerzeugung durch Motor/Generator 22 gesteuert werden kann.
  • So wird beispielsweise in einem Zustand, in dem eine Stromladungs-Restmenge in Batterie 101 groß ist, die Linie "c", wie in 12A gezeigt, zur oberen Seite verschoben, um so den Stromverbrauch zu erhöhen, so dass die Überladung von Batterie 101 zuverlässig vermieden werden kann. Hingegen wird in einem Zustand, in dem die Stromladungs-Restmenge in Batterie 101 gering ist, die Linie "c", wie in 12B gezeigt, zur unteren Seite verschoben, um so mehr Strom zu erzeugen, so dass die Überentladung von Batterie 101 zuverlässig vermieden werden kann.
  • Als Alternative dazu wird, wenn beispielsweise Drehmoment für Verbrennungsmotor 1 aufgrund des Einsatzes einer Klimaanlage oder dergleichen benötigt wird, die Linie "c", wie in 12A gezeigt, zur oberen Seite hin verschoben, um den Stromverbrauch zu erhöhen, so dass das für Verbrennungsmotor 1 benötigte Drehmoment kompensiert werden kann. Wenn hingegen beispielsweise eine Motorbremskraft für ein Fahrzeug benötigt wird, wird die Linie "c", wie in 12B gezeigt, zur unteren Linie hin verschoben, um so mehr Strom zu erzeugen, so dass die Motorbremskraft kompensiert werden kann.
  • Wenn die Linie "c" verschoben wird, um die Stromerzeugung zu erhöhen, kann, um Drehmomentmangel an Kurbelwelle 13 aufgrund der Stromerzeugung zu kompensieren, Verbrennungsmotor 1 durch ECU 20 so gesteuert werden, dass die Ausgangsleistung desselben gegenüber einem Zustand erhöht wird, in dem die Kurbelwelle 13 auf ihrer niedrigsten Drehzahl läuft, oder gegenüber einem Zustand, in dem die Kurbelwelle 13 auf stabiler Drehzahl läuft.
  • Des Weiteren können der Stromverbrauch (c1 in 10) oder die Stromerzeugung (c2 in 10) durch Motor/Generator 22 entsprechend einem Maximalwert des Stromverbrauchs oder der Stromerzeugung korrigiert werden. Als der Maximalwert kann ein Durchschnittswert einer Vielzahl von Maximalwerten, die durch Versuche oder dergleichen ermittelt werden, verwendet werden.
  • Wenn beispielsweise ein Wert von c1 nahe an den Maximalwert des Stromverbrauchs durch Motor/Generator 22 gebracht wird, kann die Antriebsleistung von Motor/Generator 22 weiterhin weitgehend erzielt werden, um die Schwingung von Verbrennungsmotor 1 zu dämpfen. Desgleichen kann, wenn ein Wert von c2 nahe an den Maximalwert der Stromerzeugung durch Motor/Generator 22 gebracht wird, die Erzeugungsleistung von Motor/Generator 22 weitgehend weiter erzielt werden.
  • Dabei wird es, wenn beispielsweise die Korrektur von c1 der Korrektur von c2 vorangeht, möglich, den stabilen Leerlaufbetrieb selbst bei der niedrigeren Drehzahl von Kurbelwelle 13 zuverlässig zu gewährleisten, ohne die Schwingungserregung von Verbrennungsmotor 1 berücksichtigen zu müssen, um so ausgezeichneten Kraftstoffverbrauch zu erzielen.
  • Dabei kann es, selbst wenn der Stromverbrauch oder die Stromerzeugung durch Motor/Generator 22 maximal ist, möglicherweise in einigen Fallen nicht gelingen, die Drehmomentschwankung an Kurbelwelle 13 ausreichend zu unterdrücken. Auch reicht möglicherweise der Einsatz der Antriebsleistung oder der Erzeugungsleistung von Motor/Generator 22 zur Schwingungsdämpfung dann nicht aus, wenn, da die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 gering ist, obwohl Motor/Generator 22 angetrieben wird, die Erzeugung von Strom Vorrang hat oder die Leerlaufdrehzahl Vorrang hat. In diesem Fall kann ECU den Zündzeitpunkt von Zündkerze 9 für den Zylinder, in dem verbrannt werden soll, verzögern oder kann eine Öffnung von Drosselventil 4 oder eine Öffnung von Einlassventil 7 des Zylinders, in dem Verbrennung stattfinden soll, reduzieren, um die Einlassluftmenge in einem Bereich zu verkleinern, in dem die Drehzahl von Kurbelwelle 13 auf einem Wert nahe an einer erforderlichen Drehzahl gehalten werden kann. Dadurch ist es möglich, das Drehmoment von Verbrennungsmotor 1 zu reduzieren, um so die Schwingung von Verbrennungsmotor 1 zu unterdrücken.
  • Des Weiteren wird die Linie "c" in 10 wie mit einer Linie "c''' in 13 gezeigt, korrigiert. Das heißt, in einigen Fallen kann ein Schwingungsdämpfungseffekt des gesamten Fahrzeugs einschließlich Verbrennungsmotor 1 verbessert werden, indem der Antrieb oder die Stromerzeugung von Motor/Generator 22 so gesteuert wird, dass eine Phasenverzögerung um θ relativ zu dem Schwingungsdämpfungs-Drehmoment (ein Linie "e" in 13) verur sacht wird. θ kann mittels eines Konformitätstests des Verbrennungsmotors bei einem echten Fahrzeug oder dergleichen auf einen Wert festgelegt werden, mit dem der Schwingungsdämpfungseffekt ausreichend erzielt wird.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn das negative Drehmoment ausgegeben wird, Motor/Generator 22 durch ECU 20 so gesteuert, dass der Antrieb desselben als der Elektromotor und die Stromerzeugung desselben als der Generator entsprechend einem Stromzustand, so beispielsweise der Strom-Restladungsmenge in Batterie 101, umgeschaltet wird.
  • 14 zeigt ein Flussdiagramm des Umschaltens zwischen dem Antrieb und der Stromerzeugung von Motor/Generator 22 durch ECU 20, wenn das negative Drehmoment ausgegeben wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
  • In Schritt S101 wird festgestellt, ob die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 einem oberen Schwellenwert entspricht oder darüber liegt.
  • Wenn in Schritt S101 festgestellt wird, dass die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 dem Obergrenzen-Schwellenwert entspricht oder darüber liegt, geht die Routine zu Schritt S102 über, in dem Motor/Generator 22 zwangsweise als der Elektromotor eingesetzt wird, um das negative Drehmoment auf Kurbelwelle 13 (siehe eine Linie "c'''' in 15) auszuüben. Dadurch wird der in Batterie 101 geladene Strom zwangsweise durch Motor/Generator 22 verbraucht, so dass die Überladung von Batterie 101 vermieden werden kann.
  • Wenn hingegen in Schritt S101 festgestellt wird, dass die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 kleiner ist als der Obergrenzen-Schwellenwert, geht die Routine zu Schritt S103 über.
  • In Schritt S103 wird festgestellt, ob die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 einem Untergrenzen-Schwellenwert entspricht oder darunter liegt. Dieser Untergrenzen-Schwellenwert ist auf einen Wert kleiner als der Obergrenzen-Schwellenwert festgelegt.
  • Wenn in Schritt S103 festgestellt wird, dass die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 dem Untergrenzen-Schwellenwert entspricht oder darunter liegt, geht die Routine zu Schritt S104 über, in dem Motor/Generator 22 zwangsweise als der Generator eingesetzt wird, um ein negatives Drehmoment (siehe die Linie "c" in 10) auf Kurbelwelle 13 auszuüben.
  • Dadurch wird der erzeugte Strom von Motor/Generator 22 zwangsweise in Batterie 101 geladen, so dass die Überentladung von Batterie 101 vermieden werden kann.
  • Wenn hingegen in Schritt S103 festgestellt wird, dass die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 über dem Untergrenzen-Schwellenwert liegt, wird festgestellt, dass keine Bedenken hinsichtlich der Überladung oder der Überentladung von Batterie 101 bestehen, und die Routine kehrt zurück. In diesem Fall kann der Motor/Generator 22 die Stromerzeugung (siehe die Linie "c" in 10) als der Generator durchführen oder kann den Antrieb (siehe die Linie "c'''' in 15) als der Elektromotor durchführen, um das negative Drehmoment auf Kurbelwelle 13 auszuüben.
  • Der Untergrenzen-Schwellenwert und der Obergrenzen-Schwellenwert können in einem Bereich festgelegt werden, indem die Überentladung oder die Überladung von Batterie 101 zuverlässig vermieden werden kann.
  • Die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform können wie folgt modifiziert werden.
  • Zunächst kann auch an der Auslassseite eine VEL vorhanden sein, die kontinuierlich und variabel ein Hubmaß von Auslassventil 10 und einen Arbeitswinkel desselben steuert. Dadurch wird in dem Zylinder, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, das Hubmaß von Auslassventil 10 auf ein Minimum gesteuert, oder Auslassventil 10 wird in einem Zustand geringer Öffnung oder einem Zustand von geringem Verschluss fixiert, um so Drehwiderstand zu reduzieren, der auf Kurbelwelle 13 wirkt, so dass die Drehmomentschwankung reduziert werden kann.
  • Wenn sowohl Einlassventil 7 als auch Auslassventil 10 des Zylinders, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, in Ventilschließzuständen fixiert werden, kann, da Luftansaugen und -auslassen unterbrochen sind, ein Pumpverlust weiter reduziert werden. Um beispielsweise Einlassventil 7 in dem Ventil-Schließzustand zu fixieren, kann Steuerwelle 23 weiter im Uhrzeigersinn gedreht werden, wie dies in 4 gezeigt ist, oder ein Mechanismus, der das Zusammenwirken zwischen Einlassventil 7 und Einlassnocken 3 aufhebt, kann vorhanden sein. Desgleichen kann Auslassventil 10 auch in dem Ventil-Schließzustand fixiert werden.
  • Sowohl Einlassventil 7 als auch Auslassventil 10 des Zylinders, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, werden in den Ventilschließzuständen fixiert, wodurch ein Zwei-Zyklus-Zustand aus einem Verdichtungstakt und einem Expansionstakt entsteht. Dann wird, da eine Menge an Luft, die in dem Zylinder eingeschlossen ist, dessen Betrieb vorübergehend an einer tiefen Kolbenposition unterbrochen wird, größer wird, das negative Drehmoment, das auf Kurbelwelle 13 ausgeübt wird, bei dem Verdichtungstakt größer, während es bei dem Expansionstakt kleiner wird. Desgleichen wird, da die Menge an Luft, die in dem Zylinder eingeschlossen ist, dessen Betrieb vorübergehend an einer hohen Kolbenposition unterbrochen wird, kleiner wird, das negative Drehmoment, das auf Kurbelwelle 13 ausgeübt wird, bei dem Kompressionstakt kleiner, während es bei dem Expansionstakt größer wird. So kann die Drehmomentschwankung aufgrund ungleichmäßiger negativer Drehmomente zwischen Zylindern auftreten.
  • Daher kann eine Konfiguration so sein, dass die eingeschlossenen Luftmengen und die Takte zur Zeit vorübergehender Unterbrechung des Betriebes von Zylindern zwischen Zylindern verglichen werden, um so den Zylinder zu bestimmen, dessen Funktion vorübergehend unterbrochen werden soll, so dass die negativen Drehmomente ausgeglichen werden, oder Einlassventil 7 und Auslassventil 10 des Zylinders, dessen Betrieb vorübergehend unterbrochen ist, werden so betätigt, dass sie sich unmittelbar nachdem der Betrieb des Zylinders vorübergehend unterbrochen wird, öffnen oder schließen, um die eingeschlossene Menge an Luft zwischen Zylindern zu regulieren. Beispielsweise können die Luftmengen, die in den Zylindern eingeschlossen sind, in denen die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, auf annähernd gleiche Mengen gebracht werden. So ist es möglich, die Drehmomentschwankung aufgrund der ungleichmäßigen negativen Drehmomente zwischen Zylindern zu unterdrücken.
  • Weiterhin kann der Strom zum Antreiben des elektrischen Betätigungselementes 36 von VEL 16 mit dem Strom abgedeckt werden, der durch Motor/Generator 22 erzeugt wird, indem wenigstens ein Teil desselben von Batterie 101 zugeführt wird. In diesem Fall können die Antriebssteuerung oder die Stromerzeugungssteuerung von Motor/Generator 22 entsprechend einem Stromzustand umgeschaltet werden, der den Strom zum Antreiben des elektrischen Betätigungselementes 36 sowie die Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 einschließt.
  • Des Weiteren kann anstelle der Konfiguration, bei der Motor/Generator 22 zusätzlich zum Schwingungsdämpfen von Verbrennungsmotor 1 eingesetzt wird, die Drehmomentschwankung durch das negative Drehmoment zum Zeitpunkt der Stromerzeugung unter Verwendung eines Drehstromgenerators unterdrückt werden, der bereits in dem Fahrzeug vorhan den ist. In diesem Fall ist es, obwohl die Möglichkeit besteht, dass in Abhängigkeit von der Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 hauptsächlich entweder die Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator oder die Entladung von Batterie 101 durchgeführt werden sollte, die die Stromspeichervorrichtung des Fahrzeugs ist, kaum erforderlich, eine vorhandene Fahrzeugkonfiguration zu modifizieren, die mit dem Drehstromgenerator versehen ist, wodurch die Kosten verringert werden.
  • Die Kosten können auch verringert werden, indem ein Gleichstrommotor anstelle von Motor/Generator 22 vorgesehen wird, um das Schwingungsdämpfungs-Drehmoment mit dem Elektromotor auf die Kurbelwelle 13 auszuüben.
  • Des Weiteren kann, wie in 16 gezeigt, die Konfiguration so sein, dass eine zweite Stromspeichervorrichtung 102, wie beispielsweise eine Batterie, die eine von Batterie 101 separate Einheit darstellt, oder ein Kondensator vorhanden ist und wenigstens ein Teil des Stroms zum Antreiben des elektrischen Betätigungselementes 36 von VEL 16 von der zweiten Stromspeichervorrichtung 102 zugeführt wird. In diesem Fall können der durch Motor/Generator 22 erzeugte Strom, mit dem die zweite Stromspeichervorrichtung 102 geladen werden soll, und der Strom, der dem elektrischen Betätigungselement 36 oder Motor/Generator 22 von der zweiten Stromspeichervorrichtung 102 zugeführt werden soll, entsprechend einer Strom-Restladungsmenge in der zweiten Stromspeichervorrichtung 102 festgelegt werden. Dadurch ist es möglich, das elektrische Betätigungselement unabhängig von der Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 anzutreiben, die die Stromspeichereinrichtung des Fahrzeugs ist.
  • Des Weiteren kann bezüglich der Strom-Restladungsmengen in Batterie 101 und der zweiten Strom-Speichervorrichtung 102 wenigstens ein Teil des darin geladenen Stroms zwischen Batterie 101 und der zweiten Strom-Speichervorrichtung 102 wechselseitig zugeführt werden. Dadurch ist es möglich, den Strom des Fahrzeugs auf einfache Weise so zu verwalten, dass die Überentladung oder die Überladung von Batterie 101 und der zweiten Stromspeichervorrichtung 102 vermieden werden.
  • Weiterhin wird in 16 ECU 20 als eine Hauptsteuereinheit eingesetzt, und es ist eine elektronische Steuereinrichtung 38 (eine Teilsteuereinrichtung) vorhanden, die eine von ECU 20 getrennte Einheit bildet und in der Lage ist, mit ECU 20 zu kommunizieren. So werden von den jeweiligen Steuervorgängen, wie beispielsweise den Vorgängen des Ansteuerns von VEL 16 und VTC 18, der Antriebssteuerung oder Stromerzeugungs-Steue rung von Motor/Generator 22, der Lade- und Entlade-Steuerung von Batterie 101 und der zweiten Strom-Speichervorrichtung 102 und dergleichen die Steuervorgänge, die eng zusammenhängen, gemeinsam durch die elektronische Steuereinrichtung 38 durchgeführt, so dass die jeweiligen Steuervorgänge effizient durchgeführt werden können. 16 stellt ein Beispiel dar, bei dem die Ansteuerung von VEL 16 und die Antriebs-Steuerung oder die Stromerzeugungs-Steuerung von Motor/Generator 22 durch die elektronische Steuereinrichtung 38 durchgeführt werden. Des Weiteren kann so Überhitzung von ECU 20 durch die verschiedene Steuervorgänge vermieden werden, da die Belastungen durch verschiedene Steuervorgänge reduziert werden können. Dabei werden die Verwaltung der Strom-Restladungsmenge in Batterie 101 oder der zweiten Strom-Speichervorrichtung 102, die Antriebs-Steuerung oder die Stromerzeugungs-Steuerung von Motor/Generator 22 und dergleichen vorzugsweise unter Berücksichtigung des Stromverbrauchs wenigstens der elektrischen Betätigungseinrichtung 36 von VEL 16 oder der elektronischen Steuereinrichtung 38 durchgeführt. Des Weiteren ist es auch möglich, den Strom für die elektrische Betätigungseinrichtung 36 von VEL 16 und die elektronische Steuereinrichtung 38 über die zweite Strom-Speichervorrichtung 102 zuzuführen.
  • Weiterhin ist es auch möglich, die verschiedenen Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung von Verbrennungsmotor 1 unabhängig von dem Fahrzeug oder dem Verbrennungsmotor 1 zu konfigurieren, um sie an dem vorhandenen Fahrzeug in einem Zustand anzubringen, in dem ein Steuerungs-Sollwert und dergleichen bereits eingestellt sind. So können die verschiedenen Vorrichtungen kostengünstig zusätzlich an dem Fahrzeug angeordnet werden, ohne einen Aufbau des Fahrzeugs nennenswert zu verändern.
  • Des Weiteren ist es bei einer Konfiguration, bei der die Zylinder von Verbrennungsmotor 1 eine Vielzahl von Reihen bilden und VEL 16 in jeder Reiheneinheit gesteuert werden können, möglich, das Ventilhubmaß von Einlassventil 16 in jeder Reiheneinheit zu steuern, um so vorübergehend den Betrieb der Zylinder zu unterbrechen. Dadurch wird es möglich, die effiziente Steuerung mit einer einfachen Konfiguration zu erreichen, und es ist des Weiteren möglich, die Drehmomentschwankung an der Kurbelwelle 13 aufgrund der ungleichmäßigen Explosionsintervalle auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-318206 , die am 10. Dezember 2007 eingereicht wurde und deren Priorität beansprucht wird, wird hiermit durch Verweis einbezogen.
  • Obwohl nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung darzustellen und zu beschreiben, wird für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
  • Des Weiteren dient die oben stehende Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung und nicht dazu, die Erfindung einzuschränken, die durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (19)

  1. Schwingungsdämpfungs-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (1), der mit einem variablen Ventilmechanismus (16) versehen ist, der ein Ventilhubmaß wenigstens eines Einlassventils (7) oder eines Auslassventils (10) verändert, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Zylinderverbrennungs-Steuereinrichtung, mit der die Verbrennung in einigen Zylindern einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors (1) vorübergehend unterbrochen wird, um den Verbrennungsmotor (1) durch die Verbrennung in den verbleibenden Zylindern mit Ausnahme der Zylinder zu betreiben, in denen die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist; und eine Steuereinrichtung für den variablen Ventilmechanismus, mit der der variable Ventilmechanismus (16) gesteuert wird, um das Ventilhubmaß wenigstens des Einlassventils (17) oder des Auslassventils (10) jedes Zylinders zu verringern, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie des Weiteren umfasst: eine drehende elektrische Maschine (22), die Funktionen wenigstens eines Elektromotors oder eines Generators erfüllt und in der Lage ist, ein Drehmoment wechselseitig zu/von einer Ausgangswelle (13) des Verbrennungsmotors (1) zu übertragen; und eine Steuereinrichtung für die drehende elektrische Maschine, mit der die drehende elektrische Maschine (22) gesteuert wird, um ein Drehmoment zum Unterdrücken von Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) zu der Zeit auf die Ausgangswelle (13) auszuüben, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: eine Drehmomentschwankungs-Speichereinrichtung, mit der Daten von Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) im Voraus zu der Zeit gespeichert werden, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, wobei die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) auf Basis der Daten von Drehmomentschwankung steuert, die von der Drehmomentschwankungs-Speichereinrichtung ausgegeben werden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: eine Drehmomentschwankungs-Erfassungseinrichtung, mit der die Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) erfasst wird, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, wobei die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) auf Basis eines Erfassungswertes der Drehmomentschwankung steuert, der von der Drehmomentschwankungs-Erfassungseinrichtung ausgegeben wird.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass ein Drehmoment zum Verhindern einer Drehung der Ausgangswelle (13) in einem Zustand ausgeübt wird, in dem ein sich änderndes Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als ein Soll-Drehmoment, und die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie das Drehmoment zum Beschleunigen der Drehung der Ausgangswelle (13) in einem Zustand ausübt, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die drehende elektrische Maschine (22) durch einen einzelnen Körper gebildet wird, der die Funktion des Elektromotors erfüllt, und wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie in dem Zustand, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als das Soll-Drehmoment, und in dem Zustand, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment, einander entgegengesetzte Drehmomente ausübt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die drehende elektrische Maschine (22) die Funktionen des Elektromotors und des Generators erfüllt, indem sie durch einen einzelnen oder eine Vielzahl von Körpern gebildet wird, und wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie als der Generator arbeitet und so das Drehmoment zum Verhindern der Drehung der Ausgangswelle (13) in dem Zustand ausübt, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als das Soll-Drehmoment, und die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie als der Elektromotor arbeitet und so das Drehmoment zum Beschleunigen der Drehung der Ausgangswelle (13) in dem Zustand ausübt, in dem das sich das ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die des Weiteren umfasst: eine erste Strom-Speichereinrichtung (101), in die durch die drehende elektrische Maschine (22), die als der Generator arbeitet, erzeugter Strom geladen werden kann, und die den Strom auch der drehenden elektrischen Maschine (22) zuführen kann, die als der Elektromotor arbeitet; und eine Stromzustands-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromzustandes einschließlich einer Strom-Restladungsmenge in der ersten Strom-Speichereinrichtung (101), wobei die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) steuert und dabei entsprechend dem durch die Strom-Zustandserfassungseinrichtung erfassten Strom-Zustand zwischen dem Drehmoment, das durch die Funktion des Generators ausgeübt wird, und dem Drehmoment, das durch die Funktion des Elektromotors ausgeübt wird, umschaltet, wenn sie die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie das Drehmoment zum Verhindern der Drehung der Ausgangswelle (13) ausübt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der variable Ventilmechanismus (16) so konfiguriert ist, dass er durch den Strom angetrieben wird, eine Teilsteuereinheit (38), die die Steuereinrichtung des variablen Ventilmechanismus enthält, und eine Hauptsteuereinheit (20) separat angeordnet sind, und die Strom-Zustandserfassungseinrichtung den Strom-Zustand einschließlich des Stromverbrauchs wenigstens des variablen Ventilmechanismus (16) oder der Teilsteuereinheit (38) erfasst.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die des Weiteren umfasst: eine zweite Strom-Speichereinrichtung, in die der durch die drehende elektrische Maschine (22), die als der Generator arbeitet, erzeugte Strom geladen werden kann und die auch in der Lage ist, den Strom dem variablen Ventilmechanismus (16) und der Teilsteuereinheit (38) zuzuführen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zylinder des Verbrennungsmotors (1) in eine Vielzahl von Zylindergruppen unterteilt sind, der variable Ventilmechanismus (16) so eingerichtet ist, dass er gemeinsam für die Zylinder in der gleichen Gruppe eingesetzt wird, und die Zylinderverbrennungs-Steuereinrichtung die Verbrennung in allen Zylindern in der gleichen Gruppe vorübergehend unterbricht.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, die Steuereinrichtung der drehenden elektrischen Maschine die drehende elektrische Maschine (22) so steuert, dass sie das Drehmoment zum Unterdrücken der Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) aufgrund ungleichmäßiger Zylinderexplosionsintervalle auf die Ausgangswelle (13) ausübt.
  12. Schwingungsdämpfungs-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1), das die folgenden Schritte umfasst: vorübergehendes Unterbrechen der Verbrennung in einigen Zylindern einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors (1), um den Verbrennungsmotor (1) durch die Verbrennung in den verbleibenden Zylindern mit Ausnahme der Zylinder zu betreiben, in denen die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist; und Steuern eines variablen Ventilmechanismus (16), der ein Ventilhubmaß wenigstens eines Einlassventils (7) oder eines Auslassventils (10) jedes Zylinders des Verbrennungsmotors (1) ändert, um das Ventilhubmaß wenigstens des Einlassventils (7) oder des Auslassventils (10) jedes Zylinders zu verringern, in dem die Verbrennung vorübergehend unterbrochen ist; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es des Weiteren den folgenden Schritt umfasst: Steuern einer drehenden elektrischen Maschine (22), die wenigstens Funktionen eines Elektromotors und eines Generators erfüllt, um ein Drehmoment zum Unterdrücken von Drehmomentschwankung an einer Ausgangswelle (13) zu der Zeit auf die Ausgangswelle (13) des Verbrennungsmotors (1) auszuüben, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment auf die Ausgangswelle (13) ausübt, die drehende elektrische Maschine (22) auf Basis im Voraus gespeicherter Daten der Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) zu der Zeit gesteuert wird, zu der die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment auf die Ausgangswelle (13) ausübt, die Drehmomentschwankung an der Ausgangswelle (13) erfasst wird, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, und die drehende elektrische Maschine (22) auf Basis eines Erfassungswertes der Drehmomentschwankung gesteuert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei, wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment auf die Ausgangswelle (13) ausübt, die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie ein Drehmoment zum Verhindern einer Drehung der Ausgangswelle (13) in einem Zustand ausübt, in dem ein sich änderndes Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als ein Soll-Drehmoment, und die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment zum Beschleunigen der Drehung der Ausgangswelle (13) in einem Zustand ausübt, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die drehende elektrische Maschine (22) durch einen einzelnen Körper gebildet wird, der die Funktion des Elektromotors hat, und wenn die Verbrennung in einigen Zylinder vorübergehend unterbrochen ist, mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment an die Ausgangswelle (13) anlegt, die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie in dem Zustand, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als das Soll-Drehmoment, und in dem Zu stand, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment, einander entgegengesetzte Drehmomente ausübt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die drehende elektrische Maschine (22) Funktionen des Elektromotors und des Generators erfüllt, indem sie als ein einzelner Körper oder eine Vielzahl von Körpern ausgeführt ist, und wenn die Verbrennung in einigen Zylindern vorübergehend unterbrochen ist, mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment auf die Ausgangswelle (13) ausübt, die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie als der Generator arbeitet und so das Drehmoment zum Verhindern der Drehung der Ausgangswelle (13) in dem Zustand ausübt, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) größer ist als das Soll-Drehmoment, und die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie als der Elektromotor arbeitet und so das Drehmoment zum Beschleunigen der Drehung der Ausgangswelle (13) in dem Zustand ausübt, in dem das sich ändernde Drehmoment der Ausgangswelle (13) kleiner ist als das Soll-Drehmoment.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei mit dem Schritt, in dem die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment auf die Ausgangswelle (13) ausübt, die drehende elektrische Maschine (22) gesteuert wird und dabei zwischen dem Ausüben des Drehmomentes durch die Funktion des Generators und dem Ausüben des Drehmomentes durch die Funktion des Elektromotors entsprechend einem Strom-Zustand umgeschaltet wird, der eine Strom-Restladungsmenge in einer ersten Strom-Speichereinrichtung (101) einschließt, in die durch die drehende elektrische Maschine (22), die als der Generator arbeitet, erzeugter Strom geladen werden kann, und die den Strom auch der drehenden elektrischen Maschine (22) zuführen kann, die als der Elektromotor arbeitet, wenn die drehende elektrische Maschine (22) so gesteuert wird, dass sie das Drehmoment zum Verhindern der Drehung der Ausgangswelle (13) ausübt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Zylinder des Verbrennungsmotors (1) in eine Vielzahl von Zylindergruppen unterteilt sind, der variable Ventilmechanismus (16) so eingerichtet ist, dass er gemeinsam für die Zylinder in der gleichen Gruppe eingesetzt wird, und mit dem Schritt des vorübergehenden Unterbrechens der Verbrennung in einigen Zylindern der Vielzahl von Zylindern die Verbrennung in allen Zylindern in der gleichen Gruppe vorübergehend unterbrochen wird.
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