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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung bzw. auf ein Steuerverfahren
zum Steuern einer Brennkraftmaschine.
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Es
wurden verschiedene herkömmliche Klopfsteuerungen
aus dem Stand der Technik für Benzinkraftmaschinen
vorgeschlagen. Davon ist das Verzögern einer Zündzeitgebung
als eine übliche Steuerung
zum Steuern des Klopfens bekannt. Die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP-11-324762 offenbart eine Technik, die eine Schließzeitgebung eines
Einlassventils verzögert,
wenn ein Klopfen auftritt. Darüber
hinaus offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift JP-11-190236
eine Technik, die die Phase einer Einlassventil-Öffnungsperiode gemäß dem Klopfzustand
verzögert
oder vorrückt, wenn
ein Klopfen auftritt. Außerdem
ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-06-129271 eine Technik
offenbart, die eine Schließzeitgebung
eines Einlassventils gemäß dem Klopfgrad ändert.
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Währenddessen
ist als ein Mechanismus eines Einlassventils ein so genannter variabler
Ventilmechanismus bekannt, der sowohl die Länge einer Ventilöffnungsperiode
(das heißt
der Arbeitswinkel) als auch eine Position der Ventilöffnungsperiode
(das heißt
die Phase der Ventilöffnungsperiode) ändern kann.
Mit einem derartigen variablen Ventilmechanismus kann das Volumen
der Einlassluft reduziert werden, indem der Arbeitswinkel reduziert
wird, anstatt dass die Öffnung
eines Drosselventils eines Einlasssystems während eines Niedriglastbetriebs
der Kraftmaschine verkleinert wird. Infolge dessen wird ein Widerstand
des Einlasssystems reduziert, und somit wird ein Pumpverlust reduziert,
wodurch der thermische Wirkungsgrad erhöht wird.
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Weitere
gattungsgemäße Steuereinrichtungen
bzw. Steuerverfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine sind jeweils
in EP-0 446 065 B1, EP-0 269 125 B1,
DE 39 34 017 C2 und
GB 2 223 807 A offenbart.
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Tatsächlich wurden
nicht viele Verbesserungen für
eine Klopfsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem variablen
Ventilmechanismus geschaffen, wie diese vorstehend beschrieben ist.
Der Arbeitswinkel eines Einlassventils einer gewöhnlichen Brennkraftmaschine
wird üblicherweise
auf 220° bis 240° festgelegt,
wohingegen der Arbeitswinkel eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine
mit einem variablem Ventilmechanismus in einigen Fällen kleiner
als 180° festgelegt
sein kann. Wenn der Arbeitswinkel des Einlassventils kleiner als
180° ist,
dann unterscheidet sich eine Klopfsteuerungswirkung, die durch Vorrücken und
Verzögern
der Phase der Ventilöffnungsperiode
erreicht wird, sehr stark von jener, die im Falle eines Arbeitswinkels
erhalten wird, der 200° oder
größer ist.
Jedoch wurden tatsächlich
nicht genügend
Gegenmaßnahmen
gegen das Klopfen einer Brennkraftmaschine entworfen, bei der der
Arbeitswinkel auf einen Winkel festgelegt werden kann, der kleiner
als 180° ist.
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Die
Erfindung löst
das vorstehend genannte Problem, und es ist die Aufgabe der Erfindung,
eine erhöhte
Zuverlässigkeit
beim Unterdrücken
von Klopfen bei einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilmechanismus
zu erreichen.
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Um
das vorstehend genannte Problem zu lösen, hat eine Steuereinrichtung
einer Brennkraftmaschine gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Einlassventil, einen variablen Ventilmechanismus, der
das Maß eines
Arbeitswinkels und einer Phase einer Ventilöffnungsperiode des Einlassventils ändern kann;
einen Klopfsensor zum Erfassen eines Auftretens eines Klopfens in
der Brennkraftmaschine, und eine Steuervorrichtung, die zum wahlweisen Ausführen von
zumindest einer Steuerung aus einer Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich einer
Phaseneinstellung der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils angepasst ist, wenn ein Klopfen durch den Klopfsensor
erfasst wird. Die Steuervorrichtung ist zum Durchführen eines
Klopfsteuerungsmodus angepasst, bei dem eine Klopfsteuerung derart
ausgewählt
und ausgeführt
wird, dass eine Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils eine vorbestimmte Zeitgebung nicht überschreitet,
die von einem oberen Totpunkt um einen vorbestimmten Winkel verzögert ist,
wenn der Arbeitswinkel des Einlassventils kleiner als 180° ist.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass das
Klopfen noch wahrscheinlicher auftritt, wenn die Öffnungszeitgebung des
Einlassventils von dem oberen Totpunkt verzögert wird, wenn der Arbeitswinkel
des Einlassventils kleiner als 180° ist. Somit ist die Steuereinrichtung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung so gestaltet, dass eine Klopfsteuerung derart
ausgewählt
wird, dass die Öffnungszeitgebung
des Einlassventils die vorbestimmte Zeitgebung nicht überschreitet,
die um den vorbestimmten Winkel von dem oberen Totpunkt verzögert ist,
wodurch ein Anstieg der Möglichkeit
eines Klopfens vermieden wird, das andererseits dann auftreten würde, wenn
die Ventilöffnungszeitgebung verzögert wird.
Somit erzielt die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung eine
erhöhte
Zuverlässigkeit beim
Unterdrücken
von Klopfen.
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Bei
der Steuereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt
der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Steuervorrichtung während des
Klopfsteuerungsmodus daran angepasst ist, eine Öffnungszeitgebung des Einlassventils
vorzurücken,
wenn die Öffnungszeitgebung
des Einlassventils hinter dem oberen Totpunkt liegt, wenn ein Klopfen
auftritt.
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Der
vorstehend beschriebene Aufbau erzielt eine erhöhte Zuverlässigkeit beim Unterdrücken von Klopfen,
das andernfalls verstärkt
auftreten würde, wenn
die Öffnungszeitgebung
des Einlassventils verzögert
wird.
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In
diesem Fall kann die Öffnungszeitgebung des
Einlassventils durch Vorrücken
der Phase der Ventilöffnungsperiode
vorgerückt
werden, während der
Arbeitswinkel des Einlassventils aufrecht erhalten wird, oder durch
Vergrößern des
Arbeitswinkels des Einlassventils.
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Außerdem ist
es vorzuziehen, dass die Steuervorrichtung zum Auswählen einer
derartigen Klopfsteuerung angepasst ist, dass die Öffnungszeitgebung
des Einlassventils die vorbestimmte Zeitgebung nicht überschreitet,
die von dem oberen Totpunkt um den vorbestimmten Winkel verzögert ist, und
das die Schließzeitgebung
des Einlassventils nicht in einen vorbestimmten Bereich nahe dem
unteren Totpunkt eintritt.
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Es
ist bekannt, dass ein Klopfen leicht auftritt, wenn die Schließzeitgebung
des Einlassventils nahe dem unteren Totpunkt ist. Daher ist es möglich, das
Klopfen noch wirksamer zu unterdrücken, indem die Ventilschließzeitgebung
ebenso wie die Ventilöffnungszeitgebung
gesteuert wird, so dass diese nicht in diesen vorbestimmten Bereich
eintritt.
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Bei
der Steuereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt
der Erfindung ist es außerdem
vorzuziehen, dass die Steuervorrichtung zum Korrigieren einer Zündzeitgebung
auf der Grundlage einer Öffnungs- und
Schließzeitgebung
des Einlassventils angepasst ist, wenn kein Klopfen auftritt.
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Wenn
der Arbeitswinkel des Einlassventils änderbar ist, dann hängt eine
zum Unterdrücken
von Klopfen geeignete Zündzeitgebung
sowohl von einer Öffnungszeitgebung
des Einlassventils als auch von einer Schließzeitgebung des Einlassventils
ab.
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Dementsprechend
kann das Klopfen wirksam vermieden werden, wenn die Zündzeitgebung auf
der Grundlage von beiden Zeitgebungen korrigiert wird, auch wenn
kein Klopfen auftritt.
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Außerdem ist
es vorzuziehen, dass die Steuervorrichtung zum Festlegen der Zündzeitgebung derart
angepasst ist, dass diese verzögert
wird, wenn die Öffnungszeitgebung
des Einlassventils von dem oberen Totpunkt verzögert wird und die Schließzeitgebung
des Einlassventils sich dem unteren Totpunkt annähert.
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Ein
Klopfen tritt noch leichter auf, wenn die Öffnungszeitgebung des Einlassventils
von dem oberen Totpunkt verzögert
wird und die Schließzeitgebung
des Einlassventils sich dem unteren Totpunkt annähert. Daher wird eine höhere Zuverlässigkeit beim
Unterdrücken
von Klopfen erreicht, wenn die Zündzeitgebung
gemäß der vorstehenden
Beschreibung festgelegt wird.
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Eine
Steuereinrichtung gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung hat ein Einlassventil; einen variablen
Ventilmechanismus, der einen Arbeitswinkel des Einlassventils und
eine Phase einer Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils ändern
kann; einen Klopfsensor zum Erfassen eines Klopfens in der Brennkraftmaschine;
und eine Steuervorrichtung, die zum wahlweisen Ausführen von
zumindest einer Steuerung aus einer Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich einer
Phaseneinstellungen der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils angepasst ist, wenn ein Klopfen durch den Klopfsensor
erfasst wird. Wenn ein Klopfen durch den Klopfsensor erfasst wird,
dann ist die Steuervorrichtung zum Bestimmen des gegenwärtigen Festlegungszustands
einer Ventilöffnungszeitgebung
und einer Ventilschließzeitgebung
des Einlassventils aus vier Festlegungszuständen angepasst: i) ein erster
Festlegungszustand, bei dem die Ventilöffnungszeitgebung des Einlassventils vor
dem oberen Totpunkt liegt und die Ventilschließzeitgebung vor einem unteren
Totpunkt liegt; ii) ein zweiter Festlegungszustand, bei dem die
Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils nach dem oberen Totpunkt liegt und die Ventilschließzeitgebung
vor dem unteren Totpunkt liegt; iii) ein dritter Festlegungszustand,
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung des
Einlassventils vor dem oberen Totpunkt liegt und die Ventilschließzeitgebung
hinter dem oberen Totpunkt liegt; und iv) ein vierter Festlegungszustand, bei
dem die Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils hinter dem oberen Totpunkt liegt und die Ventilschließzeitgebung
hinter dem unteren Totpunkt liegt, und Ausführen einer Klopfsteuerung,
die im voraus für
jeden der vier Festlegungszustände
ausgewählt
wurde.
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Eine
geeignete Klopfsteuerung unterscheidet sich von jedem der vorstehend
beschriebenen vier Festlegungszustände. Daher ist es möglich, noch
wirksamer das Klopfen zu unterdrücken,
indem eine geeignete Klopfsteuerung für jeden der vier Festlegungszustände im voraus
festgelegt wird, und indem eine oder mehrere von diesen Klopfsteuerungen
gemäß dem gegenwärtigen Festlegungszustand des
Einlassventils ausgewählt
und ausgeführt
wird, wenn ein Klopfen auftritt.
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Es
ist vorzuziehen, dass die Steuervorrichtung zum Vorrücken der Öffnungszeitgebung
des Einlassventils angepasst ist, wenn das Einlassventil in dem
zweiten Festlegungszustand ist, wenn ein Klopfen durch den Klopfsensor
erfasst wird.
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Bei
dem zweiten Festlegungszustand kann das Klopfen verstärkt hervorgerufen
werden, wenn die Ventilöffnungszeitgebung
verzögert
wird, da der Arbeitswinkel des Einlassventils kleiner als 180° ist. Wenn
die Ventilöffnungszeitgebung
gemäß der vorstehenden
Beschreibung vorgerückt
wird, dann kann daher das Klopfen noch wirksamer unterdrückt werden.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren
für eine
Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilmechanismus, der eine
Arbeitswinkel eines Einlassventils und eine Phase einer Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils ändern kann.
Das Steuerverfahren hat einen Erfassungsschritt zum Erfassen eines
Klopfens in der Brennkraftmaschine; und einen Auswahl-Ausführungsschritt
einer wahlweisen Ausführung
von zumindest einer Steuerung aus einer Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich einer
Phaseneinstellung der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils, wenn ein Klopfen erfasst wird. Bei dem Auswahl-Ausführungsschritt wird
eine Klopfsteuerung derart ausgewählt und ausgeführt, dass
eine Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils eine vorbestimmte Zeitgebung nicht überschreitet,
die von einem oberen Totpunkt um einen vorbestimmten Winkel verzögert ist,
wenn der Arbeitswinkel des Einlassventils kleiner ist als 180°.
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Ein
vierter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren
für eine
Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilmechanismus, der einen Arbeitswinkel
eines Einlassventils und eine Phase einer Ventilöffnungsperiode des Einlassventils ändern kann.
Das Steuerverfahren hat einen Erfassungsschritt zum Erfassen eines
Klopfens in der Brennkraftmaschine, und einen Auswahl-Ausführungsschritt
zum wahlweisen Ausführen
von zumindest einer Steuerung aus einer Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich einer
Phaseneinstellung der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils, wenn ein Klopfen erfasst wird. Der Auswahl-Ausführungsschritt
beinhaltet ein Bestimmen, wenn ein Klopfen erfasst wird, des gegenwärtigen Festlegungszustands
der Ventilöffnungszeitgebung
und der Ventilschließzeitgebung des
Einlassventils aus vier Festlegungszuständen: i) ein erster Festlegungszustand,
bei dem eine Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils vor einem oberen Totpunkt ist und eine Ventilschließzeitgebung vor
einem unteren Totpunkt ist; ii) ein zweiter Festlegungszustand,
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung des
Einlassventils hinter dem oberen Totpunkt ist und die Ventilschließzeitgebung
vor dem unteren Totpunkt ist; iii) ein dritter Festlegungszustand,
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils vor dem oberen Totpunkt ist und die Ventilschließzeitgebung
hinter dem unteren Totpunkt ist; und iv) ein vierter Festlegungszustand,
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
des Einlassventils hinter dem oberen Totpunkt ist und die Ventilschließzeitgebung
hinter dem unteren Totpunkt ist, und der Auswahl-Ausführungsschritt
beinhaltet des weiteren ein Ausführen
einer Klopfsteuerung, die für
jeden der vier Festlegungszustände
im voraus ausgewählt
wurde.
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Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung in vielfältiger Ausführungsform
erzielt wird, und zwar einschließlich einer Steuereinrichtung
und eines Steuerverfahrens für
eine Brennkraftmaschine, eines Computerprogramms, das die Funktionen
einer derartigen Steuereinrichtung und eines derartigen Steuerverfahrens
verwirklicht, und eines Aufzeichnungsmediums, das das Computerprogramm speichert,
sowie Datensignale, die das Computerprogramm beinhalten und in einer
Trägerwelle
ausgeführt
sind, und dergleichen.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe sowie weitere Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, bei denen gleiche Bezugszeichen zum Darstellen
von gleichen Elementen verwendet werden, wobei:
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1 zeigt
eine Konzeptansicht eines Aufbaus einer Steuereinrichtung gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 zeigt
eine graphische Darstellung einer Einstellung einer Öffnungs-
und Schließzeitgebung
eines Einlassventils 112 über einen variablen Ventilmechanismus 114;
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3 zeigt eine graphische Darstellung einer
ersten exemplarischen Klopfsteuerung, die durch die Steuereinrichtung
gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird;
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4 zeigt eine graphische Darstellung einer
VVT-Verzögerung
mit großen
und kleinen Arbeitswinkeln des Einlassventils 112;
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5 zeigt
eine Flusskarte der ersten exemplarischen Klopfsteuerung;
-
6 zeigt eine graphische Darstellung einer
zweiten exemplarischen Klopfsteuerung, die durch die Steuereinrichtung
gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt wird;
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7 zeigt
eine Flusskarte der zweiten exemplarischen Klopfsteuerung;
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8 zeigt eine graphische Darstellung einer
dritten exemplarischen Klopfsteuerung, die durch die Steuereinrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird;
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9 zeigt
eine Flusskarte der dritten exemplarischen Klopfsteuerung;
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10 zeigt
eine Flusskarte einer vierten exemplarischen Klopfsteuerung, die
durch die Steuereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird; und
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11 zeigt eine graphische Darstellung und
Tabellen zum Darstellen einer fünften
exemplarischen Klopfsteuerung, die durch die Steuereinrichtung gemäß dem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird.
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Nachfolgend
wird ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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(Systemkonfiguration)
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Die 1 zeigt
die Konfiguration einer die Steuereinrichtung gemäß einem
exemplarischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Diese die Steuereinrichtung ist als ein System zum
Steuern einer Benzinkraftmaschine 100 aufgebaut (die nachfolgend
zur Vereinfachung als „Kraftmaschine" bezeichnet wird, sofern
dies angemessen ist), die an einem Fahrzeug angebracht ist. Die
Kraftmaschine 100 zieht ein Gemisch aus Benzin und Luft über ein
Einlassrohr 110 ein und zündet das Luft/Kraftstoff-Gemisch
durch eine Zündkerze 102.
Abgas wird zu der Außenseite durch
ein Abgasrohr 120 ausgelassen. Das Einlassrohr 110 ist
mit einem Drosselventil 111 zum Einstellen des Volumens
des Luft/Kraftstoff-Gemisches versehen. Ein Kraftstoffeinspritzmechanismus
zum Einspritzen von Kraftstoff in das Einlassrohr 110 ist
in der Zeichnung nicht gezeigt. Alternativ kann die Kraftmaschine 100 so
aufgebaut sein, dass Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingespritzt
wird. Das Abgasrohr 120 ist mit einem Katalysator 124 zum
Beseitigen von schädlichen
Komponenten in dem Abgas versehen.
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Ein
Einlasshub und ein Auslasshub der Kraftmaschine 100 werden
gemäß dem Öffnungs-/Schließ-Zustand
eines Einlassventils 112 und eines Auslassventils 122 geschaltet.
Das Einlassventil 112 ist mit einem variablen Ventilmechanismus 114 zum
Einstellen einer Öffnungs-
und Schließzeitgebung
des Einlassventils 112 versehen. Der variable Ventilmechanismus 114 kann
die Länge
einer Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils 112 (das heißt der Arbeitswinkel) und die
Position der Ventilöffnungsperiode
(das heißt
die Phase einer Ventilöffnungsperiode
oder eine Position der variablen Ventilzeitgebung (VVT)) ändern. Als
ein derartiger variabler Ventilmechanismus kann jener verwendet
werden, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-263015
beschrieben ist.
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Der
Betrieb der Kraftmaschine 100 wird durch eine Steuervorrichtung 10 gesteuert.
Die Steuervorrichtung 10 ist als ein Mikrocomputer einschließlich einer
CPU, eines RAM und eines ROM aufgebaut. Die Steuervorrichtung 10 ist
dazu eingerichtet, Signale von verschiedenen Sensoren aufzunehmen, wie
zum Beispiel ein Klopfsensor 104 zum Erfassen eines Klopfens,
ein Kühlmitteltemperatursensor 106 zum
Erfassen der Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels, ein Drehzahlsensor
108 zum Erfassen einer Kraftmaschinendrehzahl und ein Beschleunigungsvorrichtungssensor 109 zum
Erfassen einer Beschleunigungsvorrichtungsposition.
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Der
ROM der Steuervorrichtung 10 speichert eine VVT-Abbildung 12 zum
Festlegen einer Phase der Ventilöffnungsperiode
(das heißt
die VVT-Position), eine Arbeitswinkelabbildung 14 zum Festlegen eines
Arbeitswinkels des Einlassventils 112 und eine Zündzeitgebungsabbildung 116 zum
Festlegen einer Zündzeitgebung
der Zündkerze 102.
Diese Abbildungen werden beim Festlegen von Betriebszuständen des
variablen Ventilmechanismus 114 und der Zündkerze 102 gemäß der Kraftmaschinendrehzahl,
der Kraftmaschinenlast, der Temperatur des Kraftmaschinenkühlmittels
und dergleichen verwendet. In dem ROM der Steuervorrichtung 10 ist
des weiteren eine Klopfsteuerungstabelle 18 zum Bestimmen
einer Klopfsteuerung gespeichert. Die Steuervorrichtung 10 ist
zum Auswählen
einer oder mehrerer geeigneter Klopfsteuerungen angepasst, indem
sie sich auf die Klopfsteuerungstabelle 18 bezieht. Diese Auswahl
der Klopfsteuerung wird später
im Einzelnen beschrieben.
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Die 2 zeigt
eine Einstellung einer Öffnungs-
und Schließzeitgebung
des Einlassventils 112 durch den variablen Ventilmechanismus 114. Durch
diesen variablen Ventilmechanismus 114 wird die Länge der
Ventilöffnungsperiode
(Arbeitswinkel) durch Ändern
eines Hubs einer Ventilwelle eingestellt. Darüber hinaus wird eine Phase
der Ventilöffnungsperiode
(das heißt
die Mitte der Ventilöffnungsperiode)
unter Verwendung eines variablen Ventilzeitgebungsmechanismus (VVT-Mechanismus)
eingestellt, der bei dem variablen Ventilmechanismus 114 vorgesehen
ist. Außerdem
ist es durch den variablen Ventilmechanismus 114 möglich, den
Arbeitswinkel des Einlassventils 112 und die Phase der
Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils 112 getrennt zu ändern. Daher werden der Arbeitswinkel
und die Phase der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils 112 jeweils nach Wunsch gemäß dem Betriebszustand
der Kraftmaschine 100 festgelegt.
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(Erste exemplarische Klopfsteuerung)
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Die 3A zeigt
eine verbotene Periode einer Ventilöffnungszeitgebung IVO des Einlassventils 112,
die bei der ersten exemplarischen Klopfsteuerung übernommen
wird, welche durch die Steuereinrichtung des Ausführungsbeispiels
ausgeführt
wird. Bei dieser Klopfsteuerung wird während der Ausführung des
Prozesses verboten, dass die Ventilöffnungszeitgebung IVO des Einlassventils 112 eine vorbestimmte
Zeitgebung (TDC + α) überschreitet, die
von dem oberen Totpunkt TDC um einen vorbestimmten Winkel α verzögert ist.
Hierbei nimmt der Winkel α einen
positiven Wert ausschließlich
Null an. Der hierbei verwendete Begriff „Winkel" bezeichnet einen Kurbelwinkel. Die 3B zeigt
eine Ausführungsform
der ersten exemplarischen Klopfsteuerung. Bei dieser Ausführungsform
ist der Arbeitswinkel θ kleiner
als 180°.
Falls ein Klopfen in diesem Zustand auftritt, dann wird die Ventilöffnungsperiode des
Einlassventils 112 durch den VVT-Mechanismus verzögert. Dabei
verbleibt der Arbeitswinkel θ unverändert. Dann
wird eine andere Klopfsteuerung wie zum Beispiel eine Einstellung
einer Zündzeitgebung und
einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung ausgeführt, wenn das Klopfen nicht
stoppt, auch nachdem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO zu der Nähe
der Zeitgebung (TDC + α)
verzögert
wurde.
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Die
Gründe
zum Beschränken
der Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 gemäß der vorstehenden Beschreibung
werden nachfolgend beschrieben. Die 4A zeigt
einen Zustand einer VVT-Verzögerung,
wenn der Arbeitswinkel größer als 180° ist, während die 4B einen
Zustand einer VVT-Verzögerung
darstellt, wenn der Arbeitswinkel kleiner als 180° ist. Unter
Bezugnahme auf die 4A verbleibt die Ventilöffnungszeitgebung
IVO noch vor dem oberen Totpunkt TDC, nachdem die VVT-Verzögerung durchgeführt wurde,
wenn der Arbeitswinkel groß ist
(normalerweise ungefähr
230°). Wenn
der Arbeitswinkel klein ist (das heißt kleiner als 180°), dann gelangt
die Ventilöffnungszeitgebung IVO
im Gegensatz dazu zu einem Punkt, der von dem oberen Totpunkt TDC
stark verzögert
ist, wenn die VVT-Verzögerung
durchgeführt
wird.
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Wenn
die Ventilöffnungszeitgebung
IVO von dem oberen Totpunkt TDC mit dem kleinen Arbeitswinkel stark
verzögert
wird, dann erhöht
dies die Möglichkeit
eines Klopfens, wie dies nachfolgend beschrieben wird:
- (i) Eine kleine Menge von verbleibendem Abgas in der Brennkammer
wird durch eine Zylinderwand erwärmt,
bis die Ventilöffnungszeitgebung
IVO, die infolgedessen die Temperatur eines Luft/Kraftstoff-Gemisches
bei dem Verdichtungshub erhöht,
ein Klopfen hervorruft, das noch wahrscheinlicher auftritt.
- (ii) Infolge der Verzögerung
der Ventilöffnungszeitgebung
IVO wird ein großer
Teil der kinetischen Energie der Frischluft, wenn diese durch Öffnen des
Einlassventils 112 eingezogen wird, zu Reibungswärme aufgrund
eines Drosselverlustes umgewandelt. Daher wird die Temperatur des
Luft/Kraftstoff-Gemisches bei dem Verdichtungshub erhöht, wodurch
das Klopfen noch wahrscheinlicher auftritt.
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Außerdem überlappen
sich im Falle des kleinen Arbeitswinkels die Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils und jene des Auslassventils nicht miteinander,
und daher wird angenommen, dass keine Verstärkung der internen EGR-Wirkung
(das heißt eine
Reduzierung der Verbrennungstemperatur aufgrund des verbleibenden
Abgases) infolge der VVT-Verzögerung
erreicht wird. Dementsprechend tritt ein Klopfen noch wahrscheinlicher
auf, wenn die Ventilöffnungszeitgebung
IVO von dem oberen Totpunkt TDC stark verzögert wird.
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Daher
wird bei der ersten exemplarischen Klopfsteuerung die Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 so reguliert, dass sie einen Punkt
TDC + α nicht überschreitet.
Wenn angenommen wird, dass die Zeitgebung IVO den Punkt TDC + α überschreitet,
falls die VVT-Verzögerung
ausgeführt
wird, dann wird somit eine andere Klopfsteuerung außer der
VVT-Verzögerung
ausgeführt.
Bei diesem Prozess ist es vorzuziehen, dass unterschiedliche Werte
als der Winkel α entsprechend
verschiedenen Betriebszuständen
der Kraftmaschine 100 wie zum Beispiel der Kraftmaschinendrehzahl, der
Kraftmaschinenlast und der Kühlmitteltemperatur voreingestellt
werden, auch wenn der Winkel α ein fester
Wert sein kann, der die verbotene Periode der Ventilöffnungszeitgebung
IVO definiert.
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Die 5 zeigt
eine Flusskarte der Prozedur der ersten exemplarischen Klopfsteuerung.
Unter Bezugnahme auf die 5 bestimmt die Steuervorrichtung 10 zunächst, ob
das Klopfen aufgetreten ist, und zwar auf der Grundlage eines Abgabesignals von
dem Klopfsensor 104 (Schritt S1). Falls bei diesem Schritt
bestimmt wird, dass das Klopfen aufgetreten ist, dann bestimmt die
Steuervorrichtung 10, ob die Ventilöffnungszeitgebung IVO des Einlassventils 112 in
die verbotene Periode eintreten wird (das heißt die Periode, die bei TDC
+ α beginnt),
falls die VVT-Verzögerung durchgeführt wird
(Schritt S2). Falls bestimmt wird, dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO nicht in die verbotene Periode eintreten wird, dann wird die
VVT-Verzögerung
durchgeführt, während der
Arbeitswinkel auf dem selben Winkel aufrechterhalten wird (Schritt
S3). Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO in die verbotene Periode eintreten wird, wenn die VVT-Verzögerung durchgeführt wird,
dann wird eine andere Klopfsteuerung (zum Beispiel eine Zündzeitgebungseinstellung)
außer
der VVT- Verzögerung ausgeführt (Schritt
S4). Falls jedoch bestimmt wird, dass Schrankenwerte, die für die VVT-Position und
die Zündzeitgebung
voreingestellt sind, infolge der Ausführung der Klopfsteuerung erreicht
oder überschritten
werden, dann wird die Klopfsteuerung beendet (Schritte S5 und S6).
Diese Beschränkung mit
den Schrankenwerten soll hauptsächlich
Fehlzündungen
der Kraftmaschine verhindern. Wenn bestimmt wird, dass das Klopfen
gestoppt wurde (Schritt S7), dann wird die in der 5 gezeigte Klopfsteuerung
beendet. In umgekehrter Weise kehrt die ECU 10 zu dem Schritt
S2 zurück,
um die Prozesse von den Schritten S2 bis S7 zu wiederholen, falls bestimmt
wird, dass das Klopfen noch nicht gestoppt wurde.
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Wie
dies bei der ersten exemplarischen Klopfsteuerung vorstehend beschrieben
ist, wird die Zeitgebung des Einlassventils 112 derart
reguliert, dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 den Punkt TDC + α nicht überschreitet, wenn
die Klopfsteuerung ausgeführt
wird, wodurch ein nachteiliges Ergebnis verhindert wird, das das Klopfen
infolge der Klopfsteuerung noch einfacher auftritt. Diese Regulierung
der Zeitgebung ist insbesondere dann wirksam, wenn der Arbeitswinkel
des Einlassventils 112 kleiner als 180° ist. Eine derartige Regulierung
der Zeitgebung ist jedoch auch wirksam, wenn der Arbeitswinkel des
Einlassventils 112 auf 180° oder größer festgelegt ist.
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(Zweite exemplarische
Klopfsteuerung)
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Die 6A und
die 6B zeigen eine verbotene Periode der Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 sowie eine verbotene Periode der
Ventilschließzeitgebung
IVC des Einlassventils 112, die bei einer zweiten exemplarischen
Steuerung übernommen
werden, welche durch die Steuereinrichtung des Ausführungsbeispieles
ausgeführt
wird. Bei diesem Prozess wird die verbotene Periode der Ventilschließzeitgebung
IVC zusätzlich
zu der verbotenen Periode der Ventilöffnungszeitgebung IVO verwendet,
die bei der ersten exemplarischen Klopfsteuerung beschrieben ist.
Die verbotene Periode der Ventilschließzeitgebung IVC ist ein vorbestimmter Bereich
(BDC ± β) nahe dem
unteren Totpunkt BDC. In diesem Fall nimmt der Winkel β einen positiven Wert
außer
Null an. Der Winkel β kann
auf einen festen Wert festgelegt sein, aber es ist vorzuziehen, dass
unterschiedliche Werte als der Winkel β den verschiedenen Betriebszuständen der
Kraftmaschine 100 wie zum Beispiel die Kraftmaschinendrehzahl, die
Kraftmaschinenlast und die Kühlmitteltemperatur voreingestellt
werden.
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Wenn
sich die Ventilschließzeitgebung
IVC des Einlassventils 112 sehr nahe an den unteren Totpunkt
BDC annähert,
dann erhöht
sich ein tatsächliches
Verdichtungsverhältnis,
wodurch ein Zustand erzeugt wird, bei dem ein Klopfen noch einfacher
auftreten kann. Daher wird bei der zweiten exemplarischen Klopfsteuerung
die verbotene Periode für
die Ventilschließzeitgebung
IVC zusätzlich
verwendet, um so das Klopfen noch wirksamer zu unterdrücken. Im
Falle des kleinen Arbeitswinkels (das heißt 180° oder kleiner) wurde es offensichtlich,
dass das Klopfen noch wirksamer unterdrückt wird, wenn die verbotene
Periode der Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 dann festgelegt wird, wenn die
verbotene Periode der Ventilschließzeitgebung des IVC festgelegt
wird. Somit wird angenommen, dass eine starke Wirkung zum Unterdrücken des
Klopfens erreicht werden kann, auch wenn nur die verbotene Periode
der Ventilöffnungszeitgebung
IVO wie bei der vorstehend beschriebenen ersten exemplarischen Klopfsteuerung
festgelegt wird, und es ist vorzuziehen, dass die verbotene Periode
für die
Ventilschließzeitgebung
IVC zusätzlich
festgelegt wird.
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Die 6B zeigt
einen Steuerprozess, der dann ausgeführt wird, wenn der Arbeitswinkel β größer ist
als 180°.
Wenn in diesem Zustand ein Klopfen auftritt, dann wird eine VVT-Verzögerung durchgeführt, während der
Arbeitswinkel θ auf
den selben Winkel aufrechterhalten wird. Dann wird eine andere Klopfsteuerung
(zum Beispiel das Verzögern
der Zündzeitgebung)
durchgeführt,
falls das Klopfen nicht stoppt, auch nachdem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO in die Nähe
von TDC + α verzögert wurde.
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In ähnlicher
Weise zeigt die 6C einen Steuerprozess, der
dann ausgeführt
wird, wenn der Arbeitswinkel θ kleiner
als 180° ist.
Wenn in diesem Zustand ein Klopfen auftritt, dann wird eine VVT-Vorrückung anstelle
der VVT-Verzögerung
derart durchgeführt,
dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO und die Ventilschließzeitgebung
IVC nicht in die jeweiligen verbotenen Perioden eintreten. Darüber hinaus wird
dann eine andere Klopfsteuerung (zum Beispiel das Verzögern der
Zündzeitgebung)
ausgeführt, wenn
das Klopfen nicht stoppt, auch wenn das Klopfen selbst nach einem
bestimmten Ausmaß der VVT-Vorrückung nicht
stoppt. Wenn in diesem Fall die VVT-Vorrückung anstelle der VVT-Verzögerung durchgeführt wird,
und wenn der Arbeitswinkel θ kleiner
als 180° ist,
dann wird zuverlässig
jener Zustand verhindert, bei dem ein Klopfen noch einfacher infolge
einer Verzögerung
der Ventilöffnungszeitgebung IVO
auftritt. Dementsprechend wird hinsichtlich der Zuverlässigkeit
beim Unterdrücken
des Klopfens die in der 6C gezeigte
zweite exemplarische Klopfsteuerung als erstrebenswerter im Vergleich
mit der in der 3B gezeigten ersten exemplarischen Klopfsteuerung
betrachtet.
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Die 7 zeigt
eine Flusskarte der Prozedur der zweiten exemplarischen Klopfsteuerung.
Unter Bezugnahme auf die 7 bestimmt die Steuervorrichtung 10 zunächst, ob
der Arbeitswinkel des Einlassventils 112 kleiner als 180° ist (das
heißt,
ob der kleine Arbeitswinkel oder der große Arbeitswinkel gegenwärtig festgelegt
ist), wenn bestimmt wird, dass ein Klopfen aufgetreten ist (Schritte
S11 und S12). Im Falle des kleinen Arbeitswinkels wird eine VVT-Vorrückung oder
eine Zündzeitgebungsverzögerung durchgeführt (Schritt
S13). Im Falle des großen
Arbeitswinkels wird im Gegensatz dazu eine VVT- Verzögerung
oder eine Zündzeitgebungsverzögerung durchgeführt (Schritt
S14). Die Schritte S15 bis S17 sind gleich den Schritten S5 bis
S7 in der 5, so dass die nähere Beschreibung
weggelassen wird.
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Wie
dies vorstehend bei der zweiten exemplarischen Klopfsteuerung beschrieben
ist, wird die Auswahl der Klopfsteuerungen so gestaltet, dass die Wirkzeitgebung
des Einlassventils 112 reguliert wird, so dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 den Punkt TDC + α nicht überschreitet und
dass die Ventilschließzeitgebung
IVC nicht in den Bereich BDC ± β eintritt.
Dadurch kann eine nachteilige Wirkung noch wirksamer vermieden werden,
dass das Klopfen noch einfacher auftritt, und zwar infolge der Ausführung der
Klopfsteuerung.
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(Dritte exemplarische
Klopfsteuerung)
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Die 8 zeigt eine dritte exemplarische Klopfsteuerung,
die durch die Steuereinrichtung des Ausführungsbeispieles ausgeführt wird.
Die 8A und 8B sind
gleich den 6A und 6B hinsichtlich
der zweiten exemplarischen Klopfsteuerung. Unter Bezugnahme auf
die 8C wird bei diesem Prozess die Ventilöffnungszeitgebung
IVO durch Vergrößern des
Arbeitswinkels vorgerückt,
wenn der Arbeitswinkel der kleine Winkel ist. In diesem Fall können die
Ventilöffnungszeitgebung
IVO und die Ventilschließzeitgebung
IVC so festgelegt werden, dass beide Zeitgebungen nicht in die jeweiligen
verbotenen Perioden eintreten. Darüber hinaus kann der Arbeitswinkel
vorzugsweise 180° oder
größer sein, wenn
der Arbeitswinkel auf diese Weise vergrößert wird. Falls das Klopfen
nicht gestoppt wird, obwohl der Arbeitswinkel auf ein bestimmtes
Maß erhöht wurde,
dann wird eine andere Klopfsteuerung ausgeführt (zum Beispiel eine Zündzeitgebungseinstellung).
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Die 9 zeigt
eine Flusskarte der Prozedur der dritten exemplarischen Klopfsteuerung.
Der Prozess besteht aus den gleichen Schritten gemäß der 7,
außer
dass der Schritt S13 in der 7 durch einen
Schritt S13a ersetzt wurde. Falls bestimmt wird, dass das Klopfen
aufgetreten ist, wobei der Arbeitswinkel des Einlassventils 112 auf
dem kleinen Winkel festgelegt ist, dann wird der Arbeitswinkel erhöht und/oder
die Zündzeitgebung
wird verzögert, um
weiteres Klopfen zu unterdrücken.
In diesem Fall kann ein Schrankenwert zum Beschränken des Arbeitswinkels bei
dem Schritt S15 verwendet werden.
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Wie
dies vorstehend bei dem dritten Beispiel beschrieben ist, kann die
Ventilöffnungsperiode
in einfacher Weise eingestellt werden, so dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO und die Ventilschließzeitgebung
IVC nicht in die jeweiligen verbotenen Perioden eintreten, da der
Arbeitswinkel des Einlassventils 112 je nach Bedarf erhöht wird.
Somit bietet die dritte exemplarische Klopfsteuerung einen Vorteil
einer weiter verbesserten Wirkung beim Unterdrücken des Klopfens.
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(Vierte exemplarische
Klopfsteuerung)
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Die 10 zeigt
eine Flusskarte einer vierten exemplarischen Klopfsteuerung, die
durch die Steuereinrichtung des Ausführungsbeispieles ausgeführt wird.
Schritte S21 und S25 bis S27 sind gleich dem Schritt S1 und S5 bis
S7 in der 5. Bei dieser Steuerung werden
nachfolgend beschriebene Klopfsteuerprozesse gemäß vier Kombinationen (die als erster
bis vierter Festlegungszustand bezeichnet werden) einer Position
der Ventilöffnungszeitgebung IVO
und einer Position der Ventilschließzeitgebung IVC des Einlassventils 112 durchgeführt (Schritt S22),
wenn bestimmt wird, dass ein Klopfen aufgetreten ist.
- i) Bei einem „ersten
Festlegungszustand",
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO vor dem oberen Totpunkt TDC liegt und bei dem die Ventilschließzeitgebung
IVC vor dem unteren Totpunkt BDC liegt, wird eine Zündzeitgebungsverzögerung durchgeführt. ii)
Bei einem „zweiten
Festlegungszustand",
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO hinter dem oberen Totpunkt TDC liegt und bei dem die Ventilschließzeitgebung
IVC vor dem unteren Totpunkt BDC liegt, wird eine VVT-Vorrückung durchgeführt. iii)
Bei einem „dritten
Festlegungszustand",
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO vor dem oberen Totpunkt TDC liegt und bei dem die Ventilschließzeitgebung
IVC hinter dem unteren Totpunkt BDC liegt, wird eine VVT-Verzögerung durchgeführt. iv)
Bei einem „vierten
Festlegungszustand",
bei dem die Ventilöffnungszeitgebung
IVO hinter dem oberen Totpunkt TDC liegt und bei dem die Ventilschließzeitgebung
IVC hinter dem unteren Totpunkt BDC liegt, wird eine Zündzeitgebungsverzögerung durchgeführt.
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Die
vorstehend beschriebenen vier Festlegungszustände i) bis iv) sind in dem
unteren rechten Bereich der 10 dargestellt.
Bei dem zweiten Festlegungszustand ii) wird der Arbeitswinkel kleiner als
180° gehalten.
Daher werden die Ventilöffnungszeitgebung
IVO und die Ventilschließzeitgebung
IVC so gesteuert, dass sie nicht in die jeweiligen verbotenen Perioden
eintreten, wie dies in der 6A gezeigt
ist, und zwar durch eine VVT-Vorrückung, wenn ein Klopfen bei
dem zweiten Festlegungszustand ii) aufgetreten ist. Dieser Steuerprozess
ist gleich jenem, der in der 6C gezeigt
ist. Anstelle der Ausführung
von diesem Steuerprozess kann der Arbeitswinkel vergrößert werden,
wie dies in der 8C angegeben ist, um die Ventilöffnungszeitgebung
IVO vorzurücken.
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Der
Arbeitswinkel kann bei dem ersten und vierten Festlegungszustand
i) und iv) kleiner als 180° sein.
Daher wird die Zündzeitgebung
verzögert,
ohne dass die VVT-Steuerung bei dem ersten und vierten Festlegungszustand
i) und iv) durchgeführt
wird, um so zu verhindern, dass die Ventilöffnungszeitgebung IVO und die
Ventilschließzeitgebung
IVC in die jeweiligen verbotenen Perioden eintreten. Da darüber hinaus
der Arbeitswinkel immer 180 oder größer bei dem dritten Festlegungszustand
iii) ist, wird die VVT-Verzögerung
durchgeführt,
um weiteres Klopfen zu unterdrücken.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird ein geeigneter Klopfsteuerprozess
im voraus gemäß der jeweiligen
Kombination von den vier Kombinationen der Position der Ventilöffnungszeitgebung
IVO und jener der Ventilschließzeitgebung
IVC des Einlassventils 112 ausgewählt, nämlich ein geeigneter Klopfsteuerprozess
kann wahlweise gemäß dem Festlegungszustand
der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils 112 ausgeführt werden.
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Die
Klopfsteuerprozesse entsprechend den vier Festlegungszuständen i)
bis iv), die vorstehend beschrieben sind, sind lediglich Beispiele,
und daher können
andere verschiedene Klopfsteuerungen übernommen werden, sofern diese
geeignet sind. Jedoch unterscheidet sich von den Klopfsteuerprozessen
für die
vier Festlegungszustände
i) bis iv) der Klopfsteuerprozess für zumindest einen Festlegungszustand
vorzugsweise von jenen der anderen Festlegungszustände. Insbesondere
werden unterschiedliche Klopfsteuerprozesse vorzugsweise für den zweiten
Festlegungszustand ii) ausgewählt,
bei dem der Arbeitswinkel immer der kleine Arbeitswinkel ist, und
für den
dritten Festlegungszustand iii), bei dem der Arbeitswinkel immer
der große
Arbeitswinkel ist.
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(Fünfte exemplarische Klopfsteuerung)
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Die 11 zeigt eine graphische Darstellung einer
fünften
exemplarischen Klopfsteuerung, die durch die Steuereinrichtung des
Ausführungsbeispieles
ausgeführt
wird. Bei dieser Steuerung wird die Zündzeitgebung der Zündkerze 102 im
voraus eingestellt, um Klopfen zu verhindern. Und zwar wird unter Bezugnahme
auf die 11A die Zündzeitgebung verzögert, wenn
die Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 verzögert wird, und wenn sich die
Ventilschließzeitgebung
IVC dem unteren Totpunkt BDC annähert.
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Die 11B und 11C zeigen
exemplarische Tabellen, die zum Bestimmen eines Einstellbetrags ΔTo der Zündzeitgebung
gemäß der Ventilöffnungszeitgebung
IVO bzw. eines Einstellbetrags ΔTc der
Zündzeitgebung
gemäß der Ventilschließzeitgebung
IVC verwendet wird. In der 11B gibt
B10 an, dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO 10° vor dem
oberen Totpunkt TDC liegt, und A10 gibt an, dass die Ventilöffnungszeitgebung
IVO 10° hinter dem
oberen Totpunkt TDC liegt. In der 11C gibt B10
in ähnlicher
Weise an, dass die Ventilschließzeitgebung
IVC 10° vor
dem unteren Totpunkt BDC liegt, und A10 gibt an, dass die Ventilschließzeitgebung IVC
10° hinter
dem unteren Totpunkt BDC liegt. Darüber hinaus geben negative Werte
des Einstellbetrags ΔTo
und ΔTc
an, dass die Zündzeitgebung
verzögert
wird.
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Eine
tatsächliche
Zündzeitgebung
Tig wird zum Beispiel durch die folgende Gleichung bestimmt. Tig = Tbase + ΔTo
+ ΔTc + ΔTkcs + ΔTandere
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In
dieser Gleichung ist Tbase eine Hauptzündzeitgebung, die gemäß der Kraftmaschinendrehzahl
und der Kraftmaschinenlast bestimmt wird, und ΔTkcs ist ein Zündzeitgebungseinstellbetrag,
der als ein Klopfsteuerwert bei dieser Klopfsteuerung bestimmt wird. ΔTandere ist
ein Zündzeitgebungseinstellbetrag
auf der Grundlage von anderen Faktoren, und er wird in Abhängigkeit
von der Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur,
der Einlasslufttemperatur und der gleichen bestimmt.
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Der
Zweck zum Ändern
der Zündzeitgebung gemäß der Ventilöffnungszeitgebung
IVO und der Ventilschließzeitgebung
IVC des Einlassventils 112 gemäß der vorstehenden Beschreibung
ist die Festlegung einer geeigneten Zündzeitgebung zum Reduzieren
der Möglichkeit
eines Klopfens, wenn das Maß des
Arbeitswinkels durch den variablen Ventilmechanismus 114 geändert werden
kann. Herkömmlicherweise
wird eine Zündzeitgebung
durch Korrigieren einer Hauptzündzeitgebung
festgelegt, die gemäß der Kraftmaschinendrehzahl
und der Kraftmaschinenlast bestimmt ist, und zwar auf der Grundlage
der Phase der Ventilöffnungsperiode
(VVT-Position) des Einlassventils. Jedoch werden die Ventilöffnungszeitgebung
IVO und die Ventilschließzeitgebung
IVC stark geändert,
auch wenn die VVT-Positionen nicht geändert werden, falls eine Kraftmaschine
den Arbeitswinkel des Einlassventils variabel ändern kann und wenn der Arbeitswinkel
geändert
wird. Dementsprechend ist es mit dem Einlassventil 112 schwierig,
dessen Arbeitswinkel variabel ist, die Zündzeitgebung Tig auf einen
geeigneten Wert zu legen, indem einfach die Korrektur auf der Grundlage
der VVT-Position durchgeführt
wird. Wie dies in der 11 gezeigt ist,
kann im Gegensatz dazu eine zum Reduzieren der Möglichkeit von Klopfen geeignete
Zündzeitgebung
festgelegt werden, auch wenn der Arbeitswinkel des Einlassventils 112 geändert wird,
falls die Zündzeitgebung
auf der Grundlage der Ventilöffnungszeitgebung
IVO und der Ventilschließzeitgebung
IVC des Einlassventils 112 korrigiert wird.
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(Abwandlungen)
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
und Beispiele beschränkt,
und sie kann somit in verschiedenen Formen einschließlich der
folgenden Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung erreicht
werden.
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(Abwandlung 1)
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Die
vier exemplarischen Klopfsteuerungen wurden vorstehend beschrieben:
Einstellen der Phase der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils; Vergrößern des
Arbeitswinkels; Einstellen der Zündzeitgebung;
und Einstellen der Kraftstoffeinspritzzeitgebung. Jedoch ist die
vorliegende Erfindung auch auf jenen Fall anwendbar, bei dem eine
Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich der Phaseneinstellung der
Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils verwendet werden.
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(Abwandlung 2)
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Die
Erfindung ist auch auf eine Steuerung einer Zylinderinnentemperatur
von Dieselkraftmaschinen und auch auf eine Klopfsteuerung der Benzinkraftmaschinen
anwendbar.
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Eine
Kraftmaschine 100 ist mit einem variablen Ventilmechanismus 114 versehen,
der ein Maß eines
Arbeitswinkels und einer Phase einer Ventilöffnungsperiode eines Einlassventils 112 ändern kann. Eine
Steuervorrichtung 10 kann wahlweise zumindest eine Steuerung
aus einer Vielzahl Klopfsteuerungen einschließlich einer Phaseneinstellung
der Ventilöffnungsperiode
des Einlassventils 112 ausführen, wenn das Auftreten eines
Klopfens durch einen Klopfsensor 104 erfasst wird. Wenn
der Arbeitswinkel des Einlassventils 112 kleiner als 180° ist, dann
wird eine Klopfsteuerung derart ausgewählt und ausgeführt, dass
eine Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 eine vorbestimmte Zeitgebung (TDC
+ α) nicht überschreitet,
die von einem oberen Totpunkt TDC um einen vorbestimmten Winkel α verzögert ist.
Insbesondere wird zum Beispiel die Ventilöffnungszeitgebung IVO vorgerückt, wenn
der Arbeitswinkel kleiner als 180° ist
und die Ventilöffnungszeitgebung
IVO des Einlassventils 112 hinter dem oberen Totpunkt TDC
liegt.