DE19754614C2

DE19754614C2 - Vorrichtung zur Steuerung eines Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19754614C2
Application number: DE19754614A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Mizuno; Yukio Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JP3218997B2; US6017100A; JPH10167047A; DE19754614A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer typischen Brennkraftmaschine wird Brennstoff von einem Brennstoffeinspritzventil in einen Ansaugkanal eingespritzt zum Zuführen eines gleichmäßigen Luft/ Brennstoffgemischs zur zugehörigen Brennkammer. Das homogene Luft/Brennstoffgemisch wird mittels einer Zündkerze zur Erzielung eines Drehmoments gezündet. Eine derartige Verbrennung, bei der ein Luft/Brennstoffgemisch in einer Brennkammer gezündet wird, wird im allgemeinen als eine Verbrennung eines gleichmäßigen (homogenen) Gemischs bezeichnet. In einer Brennkraftmaschine mit der Verbrennung eines gleichmäßigen Gemischs steuert ein in einem Ansaugkanal angeordnetes Drosselventil die Querschnittsfläche des Ansaugkanals zur Steuerung der Menge des einer Brennkammer zugeführten Luft/Brennstoff gemischs. Hierbei wird in entsprechender Weise die Leistung der Maschine gesteuert. Bei dem mittels des Drosselventils gebildeten Drosselvorgang wird jedoch ein hoher Unterdruck (niedriger absoluter Druck) gebildet. Dies führt zu Ansaugverlusten und dadurch zu verminderter Leistungsfähigkeit der Maschine.

Im Rahmen eines Versuchs zur Lösung des vorstehend angegebenen Problems wurde eine Schichtladeverbrennung vorgeschlagen. Bei der Schichtladeverbrennung wird ein relativ fettes Luft/Brennstoffgemisch der näheren Umgebung der Zündkerze zugeführt zur Sicherstellung der Zündung des Gemischs, und die erzeugte Flamme führt zu einer Verbrennung des in der Umgebung befindlichen mageren Gemischs. Die Leistung dar Maschine wird im wesentlichen durch Ändern der in die Nähe der Zündkerze eingespritzten Brennstoffmenge gesteuert. Dies vermeidet das Erfordernis einer Änderung der Querschnittsfläche des Ansaugkanals zur Steuerung der Maschinenleistung, wodurch insgesamt die Ansaugverluste vermindert werden und die Leistungsfähigkeit der Maschine verbessert wird. Ferner ermöglicht die Schichtladeverbrennung den Betrieb der Maschine mit einem relativ großen Luft/Brennstoff verhältnis, wodurch die Brennstoffersparnis der Maschine verbessert wird.

Ferner wurden Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, bei denen eine Umschaltung zwischen einer Schichtlade verbrennung und einer Verbrennung eines gleichmäßigen Gemischs (Gleichladeverbrennung) möglich ist. Eine derartige Maschine umfaßt ein Gleichlade-Brennstoff einspritzventil und ein Schichtlade-Brennstoff einspritzventil. Das Gleichlade-Brennstoffeinspritzventil verteilt in gleichmäßiger Weise den Brennstoff in der Brennkammer, und das Schichtlade-Brennstoffeinspritz ventil spritzt Brennstoff in die Nähe der Zündkerze. Ein Umschalten von der Gleichladeverbrennung zu einer Schichtladeverbrennung bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit geringer Belastung verbessert den Wirkungsgrad der Maschine und die Brennstoffersparnis.

Desweiteren sind einige Kraftfahrzeuge mit einem Bremskraftverstärker (Servo-Bremse, Bremskraftunter stützung) ausgestattet, die zur Verminderung der zum Niederdrücken des Bremspedals erforderlichen Kraft die Bremskraft vergrößern. Der Bremskraftverstärker verwendet einen Unterdruck (Vakuum), der im Ansaugkanal stromab des Drosselventils gebildet wird, als Antriebsquelle. Im einzelnen wird der Unterdruck dem Bremskraftverstärker über eine mit der stromab liegenden Seite des Drosselventils verbundenen Verbindungsleitung zugeführt. Der Unterdruck, der dem Grad des Niederdrückens des Bremspedals entspricht, wirkt auf eine im Bremskraftverstärker angeordnete Membran und verstärkt die Kraft der betätigten Bremse.

Bei einer derartigen Brennkraftmaschine wird der Druck im Ansaugkanal während der Gleichladeverbrennung vermindert. Daher ist ein zur Betätigung des Bremskraftverstärkers verfügbarer Unterdruck ausreichend. Bei der Schichtladeverbrennung wird jedoch der Druck im Ansaugkanal vergrößert. Daher ist der zum Bremsen verfügbare Unterdruck klein.

Aus der JP 8-164 840 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine zur Lösung des vorstehend angegebenen Problems bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist das Drosselventil geschlossen, wenn der Druck im Bremskraftverstärker größer als ein vor bestimmter Bezugspegel ist zum zeitweiligen Vermindern des Ansaugkanaldrucks oder zum zeitweiligen Vergrößern des Ansaugunterdrucks. Hierbei wird dem Bremskraft verstärker zur Betätigung ein ausreichender Unterdruck zugeführt.

Bei der Vorrichtung ist der vorbestimmte Bezugsdruckpegel sehr niedrig eingestellt zur Sicherstellung einer ausreichenden Bremskraft in jedem möglichen Fahrzustand des Fahrzeugs, d. h. zur Erzeugung der maximalen Bremskraft. Die maximale Bremskraft wird jedoch lediglich beispielsweise dann benötigt, wenn ein sich mit großer Geschwindigkeit bewegendes Fahrzeug ein schnelles Abbremsen erfordert. Bei der aus der JP 8-164 840 bekannten Vorrichtung wird daher das Drosselventil häufig geschlossen, auch wenn kein Bedarf an einer Vergrößerung des Unterdrucks für den Bremskraftverstärker besteht. Das unnötige zeitweilige Schließen des Drosselventils vermindert die Ansaugluftmenge. Dies führt zu einer verschlechterten Brennstoffausnutzung (Brennstoff ersparnis) und zu Änderungen im Drehmoment der Brennkraftmaschine und damit zu einem verschlechterten Betrieb und einer verminderten Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine.

Die prioritätsältere nachveröffentlichte Druckschrift DE 197 53 450 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in Verbrennungsmotoren von Fahr zeugen. Der Verbrennungsmotor umfaßt eine Verbrennungskammer, der über einen Einlaßluftdurchlaß und eine Drosselklappe Luft zugeführt wird. Die Drosselklappe ist in dem Einlaßdurchlaß zur Steuerung der Luftströmung in dem Einlaßdurchlaß angeordnet und zwischen einer vollständig geöffneten Position und einer geschlossenen Position bewegbar. Die Drosselklappe befindet sich in einer relativ geöffneten Position, wenn der Verbrennungsmotor eine geschichtete Befüllungsverbrennung durchführt und dient dazu, den Druck in dem Einlaßdurchlaß zu vermindern, wenn die Drosselklappe zur geschlossenen Position hin bewegt wird. Der Verbrennungsmotor umfaßt ferner einen Abgasdurchlaß, eine Rückführvorrichtung und einen Abgasregler. Der Abgasregler regelt die Strömung des Abgases, das durch die Rückführvorrichtung strömt. Das Fahrzeug umfaßt ferner einen Bremsverstärker, eine Erfassungsvorrichtung, eine Bestimmungs vorrichtung und ein Steuergerät. Der Bremsverstärker erhöht die Bremskraft des Fahrzeuges und umfaßt eine Unterdruckkammer, die mit dem Einlaßdurchlaß verbunden ist. Die Erfassungsvorrichtung erfaßt den Druck der Unterdruckkammer. Die Bestimmungsvor richtung ermittelt, ob der Druck in der Unterdruckkammer höher als ein Referenzpegel ist, basierend auf dem erfaßten Druck und stellt fest, ob der Druck in der Unterdruckkammer unzureichend ist. Das Steuergerät steuert den Abgasregler, um die Rück führung von Abgas sicher zu beschränken, wenn das Steuergerät feststellt, daß der erfaßte Druck höher als der Referenzpegel ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Steuerung des Unterdrucks in einer mit einem Bremkraftverstärker ausgestatteten Brennkraftmaschine derart auszugestalten, daß der Betrieb der Brennkraftmaschine verbessert wird und zur Sicherstellung einer gewünschten Stärke der vom Bremskraftverstärker aufgebrachten Bremskraft dem Bremskraftverstärker ein ausreichender Unterdruck zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Dem Sinn des Anspruchs 1 entsprechend gehört zur Erfindung, wie nachfolgend lediglich erläutert werden soll, eine Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine, die zunächst einen Ansaugkanal zum Einleiten einer Luftströmung in eine Brennkammer, und ein im Ansaugkanal angeordnetes Drosselventil umfaßt. Das Drosselventil dient zum selektiven Vergrößern und Vermindern der Öffnungsweite und zum Anpassen der in den Ansaugkanal gelangenden Luftströmung. In entsprechender Weise wird der Ansaugkanal jeweils vergrößert oder verkleinert. Das Drosselventil ist geöffnet, wenn die Maschine mit einer Schicht ladeverbrennung betrieben wird, und die Öffnung des Drosselventils wird auf der Basis der Belastung der Maschine gewählt, wenn die Maschine mit einer Gleichladeverbrennung betrieben wird. Die Vorrichtung umfaßt einen Bremskraftverstärker, eine erste Erfassungseinrichtung, eine Betätigungseinrichtung, eine zweite Erfassungseinrichtung und eine Korrektur einrichtung. Der Bremskraftverstärker ist mit dem Ansaugkanal zum Akkumulieren des im Ansaugkanal erzeugten Drucks verbunden. Der Bremskraftverstärker erhält eine Bremskraft für das Fahrzeug, wenn der akkumulierte Druck kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert ist. Die erste Erfassungseinrichtung erfaßt den im Bremskraftverstärker akkumulierten (angesammelten, aufsummierten) Druck. Die Betätigungseinrichtung betätigt das Drosselventil zur Vergrößerung des Drucks im Ansaugkanal, wenn der erfaßte Druck größer als ein vorbestimmter Bezugswert ist. Die zweite Erfassungseinrichtung erfaßt die Bewegungs charakteristika des Fahrzeugs. Die Korrektureinrichtung korrigiert den Bezugswert auf der Basis der erfaßten Bewegungscharakteristika einschließlich einer Beschleunigung des Fahrzeugs.

In den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 6) sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Schnitt ansicht eines Maschinenzylinders,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung des Bremskraftverstärkers,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs zur Steuerung des Unterdrucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Fortsetzung des Ablaufs zur Steuerung des Unterdrucks gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Fahrzeug geschwindigkeit und dem Druck des Bremskraftverstärkers, bei dem die Bildung eines Unterdrucks beginnt,

Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen einem Schließungskompensationsbetrag eines Drosselventils und der Differenz zwischen dem Druck im Bremskraftverstärker und dem Druckwert, bei dem die Bildung des Unterdrucks beginnt,

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs zur Steuerung des Unterdrucks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und relativen Drücken des Bremskraftverstärkers, bei welchen jeweils die Bildung des Unterdrucks beginnt und endet, und

Fig. 10 eine grafische Darstellung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Druck, bei welchem die Bildung eines Unterdrucks beginnt.

Fig. 1 zeigt eine grafische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine vom Zylindereinspritztyp eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 1 umfaßt die Brennkraftmaschine 1 (nachstehend vereinfacht als Maschine bezeichnet) vier Zylinder 1a. Der Aufbau der Brennkammer jedes Zylinders 1a ist in Fig. 2 gezeigt.

Gemäß diesen Darstellungen umfaßt die Maschine 1 einen Zylinderblock 2, der Kolben aufnimmt. Die Kolben führen eine hin- und hergehende Bewegung im Zylinderblock 2 durch. Ein Zylinderkopf 4 ist im oberen Bereich des Zylinderblocks 2 angeordnet. Eine Brennkammer 5 wird zwischen jedem Kolben und dem Zylinderkopf 4 gebildet.

Ein erster Ansaugkanal 7a und ein zweiter Ansaugkanal 7b münden in jede Brennkammer 5. Die Ansaugkanäle 7a und 7b werden jeweils mittels eines im Zylinderkopf 4 angeordneten ersten Einlaßventils 6a und eines zweiten Einlaßventils 6b geöffnet und geschlossen. Gemäß Fig. 2 ist der erste Ansaugkanal 7a gekrümmt ausgeführt und erstreckt sich schraubenförmig. Der zweite Ansaugkanal 7b ist im wesentlichen in gerader Anordnung ausgebildet. Der schraubenförmige erste Ansaugkanal 7a erzeugt eine Verwirbelung der Ansaugluft. Die Größe der Verwirbelung wird mittels eines Verwirbelungssteuerungsventils 17 gesteuert, das nachstehend noch beschrieben wird.

Zündkerzen 10 sind in der Mitte des Zylinderkopfs 4 gegenüber der Brennkammer 5 angeordnet. Den Zündkerzen 10 wird mittels einer Zündeinrichtung 12 über einen (nicht gezeigten) Verteiler eine hohe Spannung zugeführt. Jede Zündkerze 10 zündet das Luft/Brennstoffgemisch in der zugehörigen Brennkammer 5.

Ein Brennstoffeinspritzventil 11 ist in der Nähe der Innenwand des Zylinderkopfs 4 in Nachbarschaft zu jedem Satz von ersten und zweiten Einlaßventilen 6a und 6b in jeder Brennkammer 5 angeordnet. Das Brennstoffeinspritz ventil 11 spritzt Brennstoff direkt in die zugehörige Brennkammer 5 des Zylinders 1a ein. Der eingespritzte Brennstoff wird einer Schichtladeverbrennung oder einer Gleichladeverbrennung unterzogen.

Gemäß Fig. 1 sind die ersten und zweiten Ansaugkanäle 7a und 7b jedes Zylinders 1a mit einem Druck ausgleichsbehälter 16 jeweils mittels eines ersten Ansaugrohrs 15a und eines zweiten Ansaugrohrs 15b verbunden, die in einem Ansaugkrümmer 15 ausgebildet sind. Ein Verwirbelungsteuerungsventil 17 ist in jedem zweiten Ansaugrohr 15b angeordnet. Die Verwirbelungs steuerungsventile 17 sind mit einem Schrittmotor 19 über eine gemeinsame Welle 18 verbunden. Der Schrittmotor 19 wird mittels von einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 30 (die nachstehend noch beschrieben wird) ausgegebenen Signalen gesteuert und paßt die Öffnung des Verwirbelungssteuerungsventils 17 an.

Der Druckausgleichsbehälter 16 ist mit einem Luftreiniger 21 über einen Ansaugkanal 20 verbunden. Ein mittels eines Schrittmotors 22 zu öffnendes und zu schließendes Drosselventil 23 ist im Ansaugkanal 20 angeordnet. Das Drosselventil 23 wird elektronisch gesteuert. Hierbei wird der Schrittmotor 22 durch Signale der elektronischen Steuerungseinheit 30 betätigt, wodurch die Öffnung des Drosselventils 23 angepaßt wird. Der Öffnungsbetrag (Öffnungsweite) des Drosselventils 23 bestimmt die Ansaugluftmenge, die über den Ansaugkanal 20 in die Brennkammer 5 eingesaugt wird, sowie die Größe des im Ansaugkanal 20 stromab des Drosselventils 23 gebildeten Unterdrucks (Vakuum).

Ein Drosselventilsensor 25 ist in der Nähe des Drosselventils 23 zur Erfassung des Öffnungswinkels des Drosselventils 23 angeordnet. Der Ansaugkanal 20, der Druckausgleichsbehälter 16 und das erste und zweite Ansaugrohr 15a und 15b bilden einen Ansaugweg 41. Die Abgaskanäle 9 jedes Zylinders 1a sind mit einem Abgaskrümmer 14 verbunden. Nach der Verbrennung wird das Abgas nach außen über den Abgaskrümmer 14 und den Abgaskanal 40 geleitet.

Die Maschine 1 ist mit einer bekannten Abgas rückführungsanlage (EGR-Anlage) 51 ausgestattet, die einen Abgasrückführkanal 52 und ein Abgasrückführungs ventil 53 umfaßt, das jeweils im Abgasrückführungskanal 52 angeordnet ist. Der Abgasrückführungskanal 52 steht in Verbindung mit einer Öffnung des Ansaugkanals 20 auf der stromab liegenden Seite des Drosselventils 23 mittels eines Abgaskanals 40. Das Abgasrückführungsventil 53 umfaßt einen Ventilsitz, einen Ventilkörper und einen Schrittmotor (wobei diese Teile nicht gezeigt sind). Der Schrittmotor bewirkt das Annähern oder Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz zur jeweiligen Änderung des Öffnungsbetrags des Ventlis 53.

Wird das Abgasrückführungsventil 53 geöffnet, dann tritt ein Teil des in den Abgaskanal 40 gelangenden Abgases in den Abgasrückführungskanal 52 ein. Das Abgas wird sodann über den Abgasrückführungskanal 52 dem Ansaugkanal 20 zugeführt. Es wird somit ein Teil des Abgases mittels der Abgasrückführungseinrichtung 51 zum Luft/Brennstoff gemisch zurückgeführt. Die Menge an zurückgeführtem Abgas (nachstehend als Abgasrückführungsmenge bezeichnet) wird in Abhängigkeit vom Öffnungsbetrag des Abgasrückführungs ventils 53 gesteuert. Somit wird das Rückführungsabgas oder das unbrennbare Inertgas mit der in die Brennkammer 5 angesaugten Luft gemischt. Dies erniedrigt die Maximaltemperatur der Verbrennung in der Brennkammer und bewirkt dabei die Verminderung des Ausstosses von NOx.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 3 dient ein Bremskraftverstärker zur Vergrößerung der Bremskraft des Fahrzeugs. Der Bremskraftverstärker 71 vergrößert den Anpreßdruck des Bremspedals 72. Der Anpreßdruck wird in einen hydraulischen Druck umgewandelt und zur Betätigung von (nicht gezeigten) Bremsbetätigungsgliedern verwendet, die an jedem Rad vorgesehen sind. Der Brems kraftverstärker 71 ist mit der stromab liegenden Seite des Drosselventils 23 im Ansaugkanal 20 mittels eines Verbindungsrohrs 73 verbunden und wird mittels des im Ansaugkanal 20 gebildeten Unterdrucks betätigt. Mit anderen Worten, der Unterdruck bewirkt die Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 durch den atmosphärischen Druck.

Der Bremskraftverstärker 71 umfaßt eine (nicht gezeigte) Membran, die in einem Gehäuse 71a angeordnet ist. Die Membran bildet eine Atmosphärendruckkammer und eine Unterdruckkammer im Gehäuse 71a. Die Atmosphären druckkammer (Außendruckkammer) steht in Verbindung mit dem äußeren atmosphärischen Druck, während die Unterdruckkammer mit dem im Ansaugkanal 20 gebildeten Unterdruck über das Verbindungsrohr 73 verbunden ist. Somit wirkt atmosphärischer Druck auf die Seite der Membran in Richtung der Außendruckkammer ein, und der Unterdruck wirkt auf die andere Seite der Membran in Richtung der Unterdruckkammer ein.

Ein Rückschlagventil 74 ist im Verbindungsrohr 73 angeordnet. Das Rückschlagventil 74 wird geöffnet, wenn der Druck im Ansaugkanal 20 niedriger als der Druck in der Unterdruckkammer ist. Somit steht der Unterdruck im Ansaugkanal 20 in Verbindung mit der Unterdruckkammer. Im Gegensatz hierzu ist das Rückschlagventil 74 geschlossen, wenn der Druck in der Unterdruckkammer niedriger als der Druck im Ansaugkanal 20 ist. Auf diese Weise wird der Druck in der Unterdruckkammer auf einem relativ niedrigen Wert gehalten. Die Kraft der Bremsbetätigungsglieder, die mittels des Bremskraftverstärkers 71 erzeugt wird, oder die Bremskraft des Fahrzeugs wird bestimmt durch die auf das Bremspedal 72 einwirkende Kraft und die Differenz zwischen dem atmosphärischen Druck (Außendruck) und dem Unterdruck in der Unterdruckkammer. Ein Drucksensor 63 ist im Ansaugrohr 73 angeordnet zur Erfassung des Drucks PBK (absoluter Druck) in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71.

Die elektronische Steuerungseinheit (ECU) 30 umfaßt einen Schreib/Lesespeicher RAM 32, einen Festwertspeicher (Nur- Lesespeicher) ROM 33, eine Zentraleinheit CPU 34, eine Eingangsschnittstelle 35 und eine Ausgangsschnittstelle 36. Der Schreib/Lesespeicher RAM 32, der Festwertspeicher ROM 33, die Zentraleinheit CPU 34, die Eingangs schnittstelle 35 und die Ausgangsschnittstelle 36 sind miteinander über einen bidirektionalen Bus 31 verbunden.

Ein Beschleunigungspedal 24 ist mit einem Pedalwinkelsensor 26A verbunden. Der Pedalwinkelsensor 26A erzeugt eine Spannung proportional zu dem Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigungspedals 24. Dies ermöglicht die Erfassung des Beschleunigungspedal- Betätigungsbetrags ACCP. Die Ausgangsspannung des Pedalwinkelsensors 26A wird der Zentraleinheit CPU 30 über einen Analog/Digital-Wandler 37 (A/D-Wandler) und die Eingangsschnittstelle 35 zugeführt. Das Beschleunigungspedal 24 umfaßt ebenfalls einen Schließungsschalter 26B zum Erfassen des vollständigen Schließens des Beschleunigungspedals 24, wenn dieses nicht betätigt wird. Der Schließungsschalter 26B gibt ein Schließungssingal IDL (vollständig geschlossener Zustand) vom Wert EINS aus, wenn das Beschleunigungspedal 24 nicht betätigt wird, und ein Schließungssignal IDL vom Wert NULL aus, wenn das Beschleunigungspedal 24 betätigt wird. Die Ausgangsspannung des Schließungsschalters 26B wird mittels der Eingangsschnittstelle 35 der Zentraleinheit CPU 34 zugeführt.

Die Maschine umfaßt ferner einen oberen Totpunktsensor 27 und einen Kurbelwinkelsensor 28. Der obere Totpunktsensor 27 erzeugt Ausgangsimpulse, wenn der Kolben in einem der Zylinder 1a den oberen Totpunkt erreicht. Die Ausgangsimpulse werden mittels der Eingangsschnittstelle 35 der Zentraleinheit CPU 34 zugeführt. Der Kurbelwinkelsensor 28 erzeugt Ausgangspulse jedesmal dann, wenn eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle der Maschine 1 um einen vorbestimmten Winkel gedreht wurde. Die vom Kurbelwinkelsensor 28 stammenden Ausgangspulse werden mittels der Eingangsschnittstelle 35 der Zentraleinheit CPU 34 zugeführt. Die Zentraleinheit CPU 34 liest die Ausgangspulse des oberen Totpunktsensors 27 und des Kurbelwinkelsensors 28 zur Berechnung der Maschinendrehzahl NE.

Ein Verwirbelungssteuerungsventilsensor 29 ist in der Nachbarschaft des Schrittmotors 19 angeordnet. Der Verwirbelungssteuerungsventilsensor 29 erfaßt den Drehwinkel der Welle 18 zur Messung der Öffnungs querschnittsfläche der Verwirbelungssteuerungsventile 17. Das vom Verwirbelungssteuerungsventilsensor 29 aus gegebene Signal wird mittels eines A/D-Wandlers 37 und der Eingangsschnittstelle 35 der Zentraleinheit CPU 34 zugeführt. In gleicher Weise wird das vom Drosselsensor 25 ausgegebene Signal mittels des A/D-Wandlers 37 und der Eingangsschnittstelle 35 der Zentraleinheit CPU 34 zugeführt.

Ein Außendrucksensor 61 ist im Ansaugweg 41 vorgesehen zur Erfassung des atmosphärischen Drucks PA (Außendruck). Ein Kühlmitteltemperatursensor 62 ist im Zylinderblock 2 angeordnet zur Erfassung der Temperatur des Maschinenkühlmittels. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 64 ist in der Nähe eines Rads vorgesehen zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeug geschwindigkeit SPD). Die von den Sensoren 61, 62 und 64 ausgegebenen Signale werden der Zentraleinheit CPU 34 mittels eines A/D-Wandlers 37 und der Eingangs schnittstelle 35 zugeführt. Ferner wird der Zentraleinheit CPU 34 das Ausgangssignal des Drucksensors 63 mittels des A/D-Wandlers 37 und der Eingangsschnittstelle 35 zugeführt.

Die Ausgangsschnittstelle 36 ist mit den Brennstoffeinspritzventilen 11, den Schrittmotoren 19 und 22, der Zündanlage 12 und dem Abgasrückführungsventil 53 (Schrittmotor) mittels entsprechender Ansteuerungs schaltungen 38 verbunden. Die elektronische Steuerungs einheit 30 steuert in optimaler Weise die Brennstoffeinspritzventile 11, die Schrittmotoren 19 und 22, die Zündanlage 12 (Zündkerzen 10) und das Abgas rückführungsventil 53 in Abhängigkeit von Steuerungs abläufen (Steuerungsprogramme), die im Nur-Lesespeicher ROM 33 gespeichert sind, und in Verbindung mit den von den Sensoren 25 bis 29 und 61 bis 64 ausgegebenen Signalen.

Nachstehend wird nun die Unterdrucksteuerung mittels der vorstehend angegebenen Vorrichtung beschrieben. Die Fig. 4 und 5 zeigen Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung eines Ablaufs der Unterdrucksteuerung. Bei diesem Ablauf wird das Drosselventil 23 (über den Schrittmotor 22) gesteuert zur Änderung des Drucks in der Unterdruckkammer im Bremskraftverstärker 71. Der Ablauf wird mittels der elektronischen Steuerungseinheit 30 beispielsweise in Abhängigkeit von einem Interrupt bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt.

In einem Schritt 101 bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 30, ob die Maschine 1 mit einer Schichtladeverbrennung betrieben wird. Ist die Bestimmung negativ, dann wird eine Gleichladeverbrennung durchgeführt. In diesem Fall ist der Unterdruck zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 ausreichend. Die elektronische Steuerungseinheit 30 bestimmt daher, daß der Unterdruckkammerdruck PBK nicht weiter vermindert werden muß und geht zu Schritt 112 im Ablaufdiagramm von Fig. 5 über.

In Schritt 112 setzt die elektronische Steuerungseinheit 30 den Schließungsbetrag TRTCBK des Drosselventils 23 auf Null. Der Schließungsbetrag TRTCBK bezeichnet einen Betrag, um den das Drosselventil 23 geschlossen wird, wenn das Drosselventil 23 zur Bildung eines Unterdrucks für den Bremskraftverstärker 71 geschlossen wird.

In Schritt 113 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 30 einen Grunddrosselöffnungsbetrag TRTB auf der Basis von Erfassungssignalen wie dem Beschleunigungspedalbetätigungsbetrag ACCP und der Maschinendrehzahl NE. Bei der Berechnung von TRTB bezieht sich die elektronische Steuerungseinheit 30 auf im Festwertspeicher ROM 33 gespeicherte (und nicht gezeigte) Funktionsdaten.

Im nachfolgenden Schritt 114 subtrahiert die elektronische Steuerungseinheit 30 den gegenwärtigen Drosselschließungsbetrag TRTCBK vom Grunddrossel öffnungsbetrag TRTB. Die elektronische Steuerungseinheit 30 ersetzt den letzten Soll-Drosselöffnungsbetrag TRT durch das Ergebnis und setzt zeitweilig den Ablauf aus. Nach Durchführung der Schritte 112 und 113 wird der Drosselschließungsbetrag TRTCBK zu Null. Der Soll- Drosselöffnungsbetrag TRT ist somit gleich dem Grunddrosselöffnungsbetrag TRTB, wenn die Maschine 1 mit einer Gleichladeverbrennung betrieben wird.

Wird in Schritt 101 entschieden, daß die Maschine 1 mit einer Schichtladeverbrennung betrieben wird, dann bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 30, daß eine Verminderung des Unterdruckkammerdrucks PBK erforderlich ist, und geht zu Schritt 102 über.

In Schritt 102 berechnet die elektronische Steuerungseinheit 30 einen Anfangsdruckwert PBKL unter Bezugnahme auf im Festwertspeicher ROM 33 gespeicherte Funktionsdaten. Der Anfangsdruckwert PBKL ist eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und zeigt an, ob die Bildung eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 erforderlich ist, d. h. ob die Öffnung des Drosselventils 23 zu verkleinern ist. Dieser Ablauf wird als Unterdruckbildungsablauf bezeichnet.

Fig. 6 zeigt in einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und dem Anfangsdruckwert PBKL. Der Anfangsdruckwert PBKL weist einen höheren Wert für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit SPD auf. Insbesondere wird der Anfangsdruckwert PBKL auf einen Wert PBKL1 gesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD 40 km/h oder kleiner beträgt, und wird auf einen Wert PBKL2 (< PBKL1) gesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich 70 km/h oder größer ist. Die Druckwerte PBKL1 und PBKL2 werden in Abhängigkeit von Betriebskennlinien des Brems kraftverstärkers 71 bestimmt, die primär vom Durchmesser der Membran abhängig sind, und der für das Fahrzeug erforderlichen Bremskraft.

Nach der Berechnung des Anfangsdruckwerts PBKL geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu einem Schritt 103 über. In Schritt 103 bewertet die elektronische Steuerungseinheit 30, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich einem oder niedriger als ein Bestimmungswert α ist. Der Bestimmungswert α wird verwendet zur Bewertung, ob sich das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit bewegt und daher lediglich zum Anhalten des Fahrzeugs eine schwache Bremskraft erforderlich ist. Im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Bestimmungswert α auf 40 km/h gesetzt. Ist die Bestimmung in Schritt 103 positiv, dann geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 104 über.

In Schritt 104 bewertet die elektronische Steuerungs einheit 30, ob das Schließungssignal IDL (vollständiges Schließen) den Wert 1 aufweist. Ist die Bewertung positiv, dann wird das Fahrzeug verzögert oder es bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit ohne Beschleunigung. In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 105 über zur Vergrößerung des Anfangsdruckwerts PBKL.

Insbesondere addiert die elektronische Steuerungseinheit 30 einen vorbestimmten Wert β zum gegenwärtigen Anfangsdruckwert PBKL in Schritt 105. Die elektronische Steuerungseinheit 30 ersetzt den Startdruckwert PBKL durch das Ergebnis.

Nach der Durchführung von Schritt 105 oder bei einer negativen Bestimmung nach der Durchführung der Schritte 103 oder 104 geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu einem Schritt 106 in Fig. 5 über. In Schritt 106 bewertet die elektronische Steuerungseinheit 30, ob der Druck PBK in der Unterdruckkammer des Brems kraftverstärkers 71 größer als der Anfangsdruckwert PBKL ist. Ist die Bestimmung positiv, dann ist der Unterdruck im Bremskraftverstärker 71 nicht ausreichend (der Druck in der Unterdruckkammer ist zu groß). In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 107 über und setzt eine Anforderungsmarke XBKL auf eins. Die Anforderungsmarke XBKL zeigt an, ob ein Ablauf zur Bildung eines Unterdrucks erforderlich ist. Insbesondere zeigt die Anforderungsmarke XBKL an, ob die Öffnung des Drosselventils 23 zur Bildung eines Unterdrucks im Bremskraftverstärker 71 zu vermindern ist.

Ist in Schritt 106 die Bestimmung negativ, dann ist der Unterdruck im Bremskraftverstärker 71 ausreichend. In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 108 über. In Schritt 108 setzt die elektronische Steuerungseinheit die Anforderungsmarke XBKL auf Null.

Nach Durchführung der Schritte 107 oder 108 geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Sehritt 109 über und bestimmt, ob die Anforderungsmarke XBKL auf eins gesetzt ist. Ist die Bestimmung negativ, dann verarbeitet die elektronische Steuerungseinheit 30 die Schritte 112, 113 und 114, als sei die Bestimmung in Schritt 101 positiv, d. h. für den Fall des Betriebs der Brennkraft maschine mit der Gleichladeverbrennung.

Ist in Schritt 109 andererseits die Bestimmung positiv, dann führt die elektronische Steuerungseinheit 30 die Schritte 110 bis 114 durch zur Verminderung des Öffnungsgrads des Drosselventils 23, wodurch im Bremskraftverstärker 71 ein ausreichender Unterdruck gebildet wird.

In Schritt 110 berechnet die elektronische Steuerungs einheit 30 einen Schließungskompensationsbetrag γ unter Bezugnahme auf im Festwertspeicher ROM 33 gespeicherte Funktionsdaten. Der Schließungskompensationsbetrag γ steht in Verbindung mit einer Druckdifferenz (PBK - PBKL), oder einem Wert, der berechnet wird durch Subtrahieren des Anfangsdruckwerts PBKL vom Druckkammerdruck PBK.

Fig. 7 zeigt in Form einer grafischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Schließungskompensationsbetrag γ und der Druckdifferenz (PBK - PBKL). Gemäß der grafischen Darstellung weist der Schließungskompensationsbetrag γ einen größeren Wert bei einem entsprechend größeren Wert der Druckdifferenz (PBK - PBKL) auf. Je größer der Wert der Druckdifferenz (PBK - PBKL) ist, desto größer ist folglich die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23. Somit wird die Vergrößerungsrate des Ansaug unterdrucks bei größeren Druckdifferenzen vergrößert. Erreicht im Gegensatz dazu der Druckkammerdruck PBK des Bremskraftverstärkers 71 den Anfangsdruckwert PBKL, d. h. ist die Druckdifferenz (PBR - PBKL) vermindert, dann wird der Schließungskompensationsbetrag γ auf einen kleineren Wert gesetzt. Dies vermindert die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23.

Im nachfolgenden Schritt 111 addiert die elektronische Steuerungseinheit 30 den Schließungskompensationsbetrag γ zum gegenwärtigen Drosselschließungsbetrag TRTCBK. Die elektronische Steuerungseinheit 30 ersetzt den Drosselschließungsbetrag TRTCBK durch das Ergebnis. Danach führt die elektronische Steuerungseinheit 30 die Schritte 113 und 114 zur Berechnung der Soll- Drosselöffnung TRT durch.

Die elektronische Steuerungseinheit 30 sendet Signale zum Schrittmotor 22 zur Steuerung des Öffnungsbetrags des Drosselventils 23, die auf den berechneten letzten Soll- Drosselöffnungsbetrag TRT zurückgehen. Ist der Druckkammerdruck PBK daher größer als der Anfangs druckwert PBKL, dann wird der Öffnungsbetrag des Drosselventils 23 vermindert. Auf diese Weise wird der Ansaugunterdruck vergrößert. Der vergrößerte Unterdruck wird mittels des Verbindungsrohrs 73 der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 zugeführt. Im Ergebnis wird der Druckkammerdruck PBK vermindert und gleich oder niedriger als ein Anfangsdruckwert PBKL gehalten.

Auf diese Weise wird bewertet, ob ein Unterdruck zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 erforderlich ist. Ist die Bestimmung positiv, dann wird der Unterdruckbildungsablauf durchgeführt zur Bildung eines Unterdrucks zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Druckkammerdruck PBK (Druck der Unterdruckkammer) mit dem Anfangsdruckwert PBKL verglichen zur Bestimmung, ob zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 ein Unterdruck zu bilden ist. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD groß, dann wird eine größere Bremskraft zum Anhalten des Fahrzeugs benötigt. Daher muß der Druckkammerdruck PBK niedriger sein. Ist im Gegensatz hierzu die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD niedrig, dann wird lediglich eine kleine Bremskraft benötigt. Es ist daher nicht erforderlich, einen derartig niedrigen Druck PBK in der Unterdruckkammer aufrechtzuerhalten. In der geschilderten Weise ändert sich die Bremskraft des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD.

Unter Berücksichtigung des Erfordernisses an unter schiedlichen Bremskräften wird der Anfangsdruckwert PBKL auf einen höheren Wert bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gesetzt. Somit wird der Druckkammerdruck PBK auf einen ausreichenden Wert zur Bereitstellung einer gewünschten Bremskraft gesteuert. Ein unnötiger Unterdruckbildungsablauf wird daher nicht durchgeführt. Die Ansaugluftmenge unterliegt dann keinen wiederholten Änderungen. Dies führt zu verminderten Drehmomentschwankungen und einem verbesserten Brennstoff verbrauch.

Wenn das Fahrzeug nicht beschleunigt wird, sondern sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt oder verzögert wird, dann ist die erforderliche Bremskraft kleiner als die erforderliche Bremskraft bei gleicher Momentan geschwindigkeit des Fahrzeugs, wenn dieses beschleunigt wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bewertet, ob sich das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit und ohne Beschleunigung bewegt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD den Wert 40 km/h oder niedriger aufweist und das Beschleunigungspedal nicht betätigt wird. In diesem Fall wird der Anfangsdruckwert PBKL weiter vergrößert. Auf diese Weise wird ein unnötiger Unterdruckbildungsablauf nicht durchgeführt. Dies verbessert die Fahreigenschaften des Fahrzeugs wie Drehmomentstabilität und Brennstoffverbrauch.

Ferner wird ein elektronisch gesteuerter Drossel mechanismus verwendet, der das Drosselventil 23 und den Schrittmotor 22 umfaßt, zur Vergrößerung des Unterdrucks im Ansaugkanal 41. Somit kann eine bereits vorliegende Einrichtung zur Bildung des Unterdrucks verwendet werden. Dies vermindert die Herstellungskosten der Einrichtung.

Bei der Vergrößerung des Drosselschließungsbetrags TRTCBK wird der im gegenwärtigen Ablauf berechnete Schließungs kompensationsbetrag γ zu dem Drosselschließungsbetrag TRTCBK addiert, der im vorherigen Ablauf verwendet wurde. Der Schließungskompensationsbetrag γ weist einen größeren Wert auf, wenn die Differenz zwischen dem Druckkammerdruck PBK und dem Anfangsdruckwert PBKL (PBK - PBKL) größer ist. Daher wird die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23 vergrößert. In entsprechender Weise wird der Druckkammerdruck PBK (Druck in der Unterdruckkammer) schnell vermindert.

Nähert sich demgegenüber der Druckkammerdruck PBK dem Anfangsdruckwert PBKL an, wobei die Druckdifferenz (PBK - PBKL) vermindert ist, dann wird der Schließungs kompensationsbetrag γ auf einen kleineren Wert gesetzt. Daher kann eine Unterschreitung im Drosselschließungs ablauf vermindert werden und der Druckkammerdruck PBK kann positiv an den Anfangsdruckwert PBKL angenähert werden. Ferner kann bei einem ausreichenden Unterdruck die verminderte Ansaugluftmenge schnell auf die normale Menge zurückgebracht werden. Somit wird die Ansaugluftmenge vergrößert, wenn ein ausreichender Unterdruck gebildet wird. Dies verbessert ferner den Betrieb der Maschine bezüglich der Drehmomentstabilität und des Brennstoffverbrauchs.

Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Der Steuerungsablauf gemäß Fig. 8 wird verwendet zur Steuerung der gleichen Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 des ersten Ausführungsbeispiels.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird das Drosselventil 23 zur Bildung eines Unterdrucks geschlossen, wenn die Maschine 1 mit einer Schichtladeverbrennung betrieben wird. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird der Verbrennungszustand der Maschine 1 von der Schicht ladeverbrennung zur Gleichladeverbrennung zur Bildung eines Unterdrucks umgeschaltet.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs der Unterdrucksteuerung. Dieser Ablauf wird mittels der elektronischen Steuerungseinheit 30 beispielsweise im Interrupt-Betrieb jeweils nach vorbestimmten Kurbelwinkeln durchgeführt.

In Schritt 200 subtrahiert die elektronische Steuerungseinheit 30 den Druckkammerdruck PBK vom Atmosphärendruck (äußerer Druck) PA. Die elektronische Steuerungseinheit 30 ersetzt einen relativen Druckwert DPBK durch das Ergebnis. Im Gegensatz zum Druck PBK in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 wird der Wert des relativen Drucks DPBK vermindert, wenn sich der Unterdruck in der Unterdruckkammer des Brems kraftverstärkers 71 vermindert, d. h. der Druck wird vermindert, wenn der absolute Druck im Brems kraftverstärker 71 ansteigt.

In Schritt 201 berechnet die elektronische Steuerungs einheit 30 unter Bezugnahme auf im Festwertspeicher ROM 33 gespeicherte Funktionsdaten einen relativen Druckwert KPBKL, bei welchem der Unterdruckbildungsablauf gestartet wird. Der berechnete relative Druckwert KPBKL entspricht der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit SPD. Fig. 9 zeigt eine grafische Darstellung der in Schritt 201 verwendeten Funktionsdaten. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel weist der relative Startdruckwert KPBKL einen niedrigen Wert für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit SPD auf, da im Gegensatz zu Fig. 6 die Druckskala (vertikale Achse) von Fig. 9 den relativen Druck zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 anzeigt. Ist beispielsweise die Fahrzeug geschwindigkeit 40 km/h oder niedriger, dann ist der relative Druckwert KPBKL gleich KPBKL1. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit 70 km/h oder größer, dann ist der relative Druckwert KPBKL gleich KPBKL2, der größer ist als KPBKL1. Die relativen Druckwerte KPBKL1 und KPBKL2 werden auf der Basis der Betriebskennlinien des Bremskraftverstärkers 71 bestimmt, die hauptsächlich vom Durchmesser der Membran und der für das Fahrzeug erforderlichen Bremskraft abhängen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigen höhere Werte auf der vertikalen Achse in Fig. 9, daß ein größerer Unterdruck in der Unterdruckkammer des Bremskraft verstärkers 71 verfügbar ist. Somit zeigen höhere Werte der vertikalen Achse von Fig. 9 einen niedrigen absoluten Druck in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71.

In Schritt 202 bestimmt die elektronische Steuerungs einheit 30, ob eine Anforderungsmarke XBKS auf eins gesetzt ist. Die Anforderungsmarke XBKS zeigt an, ob ein Ablauf zur Bildung eines Unterdrucks erforderlich ist. Ist die Bestimmung negativ, dann wurde im vorherigen Ablauf der Unterdruckbildungsablauf nicht durchgeführt.

In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 203 über.

In Schritt 203 bestimmt die elektronische Steuerungs einheit 30, ob der relative Druckwert DPBK kleiner als der relative Startdruckwert KPBKL ist. Ist die Bestimmung positiv, dann hat sich der Druckkammerdruck PBK vergrößert und ein Unterdruck zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 muß gebildet werden. Daher geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 204 über. In Schritt 204 setzt die elektronische Steuerungseinheit 30 die Anforderungsmarke XBKS auf eins zur Anzeige, daß ein Unterdruckbildungsablauf erforderlich ist. Die elektronische Steuerungseinheit 30 geht sodann zu Schritt 209 über.

Ist in Schritt 203 die Bestimmung negativ, dann liegt ein ausreichender Unterdruck zur Betätigung des Brems kraftverstärkers 71 vor. Die elektronische Steuerungs einheit 30 ändert somit nicht den Wert der Anforderungsmarke XBKS und geht zu Schritt 209 über.

Ist in Schritt 202 die Bestimmung positiv, dann wird der Unterdruckbildungsablauf gegenwärtig durchgeführt. In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 205 über. In Schritt 205 addiert die elektronische Steuerungseinheit 30 einen vorbestimmten Wert δ zu dem relativen Startdruckwert KPBKL und ersetzt den relativen Beendigungsdruckwert KPBKO, bei welchem der Unterdruckbildungsablauf zur Betätigung des Bremskraft verstärkers 71 beendet wird, durch das Ergebnis. Da somit eine Gleichung (KPBKO = KPBKL + δ) erfüllt ist, kann die Beziehung zwischen dem relativen Beendigungsdruckwert KPBKO und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD in Fig. 9 mittels einer gestrichelten Linie angegeben werden. In gleicher Weise wie beim relativen Startdruckwert KPBKL weist der relative Beendigungsdruck KPBKO für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit SPD einen höheren Wert auf.

Im nachfolgenden Schritt 206 bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 30, ob der relative Druckwert DPBK gleich dem relativen Beendigungsdruckwert KPBKO oder größer ist. Ist die Bestimmung positiv, dann liegt ein ausreichender Unterdruck zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 vor. In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu einem Schritt 207 über. In Schritt 207 setzt die elektronische Steuerungseinheit 30 die Anforderungsmarke XBKS zur Anzeige, ob ein Unterdruckbildungsablauf erforderlich ist, auf Null und geht zu Schritt 209 über. Ist in Schritt 206 demgegenüber die Bestimmung negativ, dann ist es erforderlich, den Unterdruckbildungsablauf fortzu setzen. In diesem Fall ändert die elektronische Steuerungseinheit 30 nicht den Wert der Anforderungsmarke XBKS und geht zu Schritt 209 über.

In Schritt 209 bestimmt die elektronische Steuerungs einheit 30, ob die Anforderungsmarke XBKS auf eins gesetzt ist. Ist die Bestimmung positiv, dann ist die Durchführung eines Unterdruckbildungsablaufs er forderlich. In diesem Fall geht die elektronische Steuerungseinheit 30 zu Schritt 210 über. In Schritt 210 schaltet die elektronische Steuerungseinheit 30 den Verbrennungszustand der Maschine 1 zur Gleichlade verbrennung um und setzt den gegenwärtigen Ablauf zeitweilig aus.

Ist in Schritt 209 die Bestimmung negativ, dann liegt ein ausreichender Unterdruck zur Betätigung des Bremskraft verstärkers 71 vor. Die elektronische Steuerungseinheit 30 ändert in diesem Fall nicht den gegenwärtigen Verbrennungszustand der Maschine 1 und setzt den gegenwärtigen Ablauf zeitweilig aus.

Die elektronische Steuerungseinheit 30 führt den ausgewählten Verbrennungszustand der Maschine 1 aus durch optimale Steuerung der Brennstoffeinspritzventile 11, der Schrittmotoren 19 und 22, der Zündanlage 12 (der Zündkerzen 10) und des Abgasrückführungsventils 53, wobei weitere Steuerungsabläufe (Programm) verwendet werden.

Der Verbrennungszustand der Maschine 1 wird somit zur Gleichladeverbrennung umgeschaltet, wenn der relative Druckwert DPBK niedriger als der relative Startdruckwert KPBKL ist, d. h. wenn der Druckkammerdruck PBK (Druck in der Unterdruckkammer) größer als ein gewünschter Druck ist, der um einen vorbestimmten Betrag niedriger als der Atmosphärendruck ist. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird die Öffnung des Drosselventils 23 bei der Durchführung der Gleichladeverbrennung in erheblichem Umfang vermindert im Vergleich zur Durchführung der Schichtladeverbrennung. Der Betrieb der Gleichlade verbrennung bewirkt eine Vergrößerung des Unterdrucks im Ansaugkanal 41 oder eine Verminderung des absoluten Drucks im Ansaugkanal 41 auf einen ausreichenden Wert zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71. Der gebildete Unterdruck wird mittels des Verbindungsrohrs 73 der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 zugeführt. Der relative Druckwert DPBK wird sodann schnell vergrößert. Ist der relative Druckwert DPBK gleich dem Beendigungsdruckwert KPBKO, dann wird der Unterdruck bildungsablauf beendet, in welchem der Verbrennungs zustand der Maschine 1 zur Gleichladeverbrennung umgeschaltet wird.

Auf diese Weise wird bei dem Erfordernis der Bildung eines Unterdrucks zur Betätigung des Brems kraftverstärkers 71 die Gleichladeverbrennung durch geführt. Auf diese Weise wird der Ansaugunterdruck ausreichend und schnell vergrößert. Dies gewährleistet in positiver Weise eine Betätigung des Bremskraftverstärkers 71.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der relative Startdruckwert KPBKL und der Beendigungs druckwert KPBKO bei einer niedrigen Fahrzeug geschwindigkeit SPD auf einen niedrigen Wert gesetzt. Da bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit SPD die er forderliche Bremskraft klein ist, ist ein kleiner relativer Druck DPBK tolerierbar (oder es ist ein höherer Druckkammerdruck PBK in der Unterdruckkammer tolerierbar). Bewegt sich das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit, dann wird daher der Verbrennungszustand der Maschine 1 nicht häufig zur Gleichladeverbrennung umgeschaltet, so daß ein verbesserter Brennstoffverbrauch erzielt wird.

Der Unterdruckbildungsablauf wird gestartet, wenn der relative Druckwert DPBK kleiner als der Anfangsdruckwert KPBKL ist. Der Ablauf wird fortgesetzt, nachdem der relative Druckwert DPBK den Startdruckwert KPBKL überschreitet. Der Ablauf wird beendet, wenn der relative Druck DPBK gleich dem Beendigungsdruckwert KPBKO ist, der seinerseits größer als der Druckwert KPBKL ist. Somit weisen die Sollwerte (die Druckwerte KPBKL und KPBKO) eine Hysterese auf. Dies verhindert Regelungsschwingungen oder verhindert das wiederholte Starten und Beenden des Unterdruckbildungsablaufs, wodurch der gesamte Steuerungsablauf stabilisiert wird.

Die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck PA und dem Druckkammerdruck PBK wird berechnet und bezeichnet den relativen Druck DPBK. Ist der relative Druck DPBK kleiner als der relative Startdruckwert KPBKL, dann wird der Unterdruckbildungsablauf gestartet. Die Bremskraft des Bremskraftverstärkers 71 ändert sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Atmosphärendruck der Atmosphärendruckkammer und dem Unterdruck (dem Druckkammerdruck PBK), der der Unterdruckkammer mittels des Verbindungsrohrs 73 zugeführt wird. Bei einer Fahrt in großer Höhe über dem Meer ist der Atmosphärendruck PA relativ niedrig. Daher wird die Bremskraft des Bremskraftverstärkers 71 vermindert, auch wenn der Druckkammerdruck PBK konstant ist.

Ein Unterdruck wird, jedoch dann gebildet, wenn der relative Druck DPBK und nicht der Druckkammerdruck PBK kleiner als der relative Startdruckwert KPBKL ist. Wird somit die Bremskraft infolge eines niedrigen Atmosphärendrucks PA unter einen bestimmten Wert vermindert, dann wird der Unterdruckbildungsablauf gestartet zur Bildung eines ausreichenden Unterdrucks zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen lediglich beispielhaft die Ausgestaltung der Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine und sind nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr kann die Vorrichtung in der nachfolgenden Weise ausgestaltet bzw. abgeändert werden.

1. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Unterdruck im Ansaugkanal 20 mittels eines elektronisch gesteuerten Drosselmechanismus einschließlich des im Ansaugkanal 20 angeordneten Drosselventils 23 und des Schrittmotors 22 zur Betätigung des Drosselventils 23 gesteuert. Der Unterdruck im Ansaugkanal 20 kann jedoch auch mittels anderer Einrichtungen gesteuert werden. Beispielsweise kann der Unterdruck im Ansaugkanal 20 mittels des Abgasrückführungsmechanismus 51 einschließlich des Abgasrückführungsventils 53 gesteuert werden. Alternativ kann der Unterdruck im Ansaugkanal 20 mittels einer Leerlaufdrehzahlsteuerungseinrichtung (ISC) einschließ lich eines Umgehungskanals (Bypass) zur Umgehung des Drosselventils, eines Leerlaufdrehzahlsteuerungsventils und eines Betätigungsglieds zur Betätigung des Leerlaufdrehzahlsteuerungsventils gesteuert werden. Ferner kann der Unterdruck im Ansaugkanal 20 sowohl mittels des Abgasrückführungsmechanismus 51 als auch mittels der Leerlaufdrehzahlsteuerungseinrichtung ge steuert werden.
2. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird nicht bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungszustand befindet, wenn das Schließungssignal IDL (vollständiges Schließen) auf eins gesetzt ist. In diesem Fall wird der Startdruckwert PBKL vergrößert. Dabei wird der angenommene Beschleunigungszustand des Fahrzeugs erfaßt unter Bezugnahme auf das Schließungssignal IDL, und der Startdruckwert PBKL wird in Abhängigkeit vom erfaßten Beschleunigungszustand geändert. Eine Beschleunigung des Fahrzeugs kann jedoch auch in genauer Weise erfaßt werden, und der Startdruckwert PBKL kann auf einen größeren Wert eingestellt werden, wenn die erfaßte Beschleunigung kleiner ist, wobei auf Funktionsdaten zurückgegriffen wird, die gleich den Daten gemäß Fig. 10 sind. In diesem Fall berechnet die elektronische Steuerungseinheit 30 die Beschleunigung des Fahrzeugs auf der Basis der mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 64 ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit SPD. Alternativ kann das Fahrzeug auch mit einem Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung des Fahrzeugs ausgestattet sein. Ferner zeigen die Fig. 7 und 10 lediglich Beispiele der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und dem Startdruckwert PBKL. Die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und dem Startdruckwert PBKL kann in Abhängigkeit von den Betriebskennlinien des Bremskraftverstärkers 71 und in Abhängigkeit von der erforderlichen Bremskraft verändert werden, die von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sein kann.
3. Beim ersten Ausführungsbeispiel werden der Druckkammerdruck PBK in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 und der Startdruck PBKL miteinander verglichen zur Bewertung, ob zur Betätigung des Bremskraftverstärkers 71 eine Unterdruckbildung erforderlich ist. In gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel kann jedoch durch Vergleichen des relativen Druckwerts DPBK mit einem relativen Startdruckwert KPBKL bestimmt werden, ob es erforderlich ist, einen Unterdruck zu bilden. Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann durch Vergleichen des Druckkammerdrucks PBK mit einem Startdruckwert PBKL ferner bestimmt werden, ob ein Unterdruck zu bilden ist.
4. In gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungs beispiel kann ein Beendigungsdruckwert PBKO, der niedriger ist als der Startdruckwert PBKL, im ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. In diesem Fall weisen die Sollwerte (Druckwerte PBKL und PBKO) eine Hysterese auf. Dies stabilisiert den gesamten Steuerungsablauf.
5. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Bestimmungsgeschwindigkeit α, die zur Bestimmung verwendet wird, ob sich das Fahrzeug mit relativ niedriger Geschwindigkeit bewegt und daher eine relativ geringe Bremskraft erfordert, auf 40 km/h gesetzt. Die Bestimmungsgeschwindigkeit α kann jedoch in Abhängigkeit von den Betriebskennlinien des Bremskraftverstärkers 71 und in Abhängigkeit von der erforderlichen Bremskraft verändert werden, die von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden sein kann.
6. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Schließungskompensationsbetrag γ in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Druckkammerdruck PBK in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 71 und dem Startdruckwert PBKL (PBK - PBKL) verändert. Der Schließungskompensationsbetrag γ kann jedoch auch konstant gehalten werden.
7. In den Schritten 103 bis 105 des ersten Ausführungsbeispiels wird der Startdruckwert PBKL vergrößert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder kleiner 40 km/h ist und das Beschleunigungspedal 24 nicht betätigt wird. Die Schritte 103 bis 105 können jedoch zur Vereinfachung des Programms gelöscht werden.
8. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Fahrzeug geschwindigkeit SPD mittels des Fahrzeuggeschwindigkeits sensors 64 erfaßt, und die Beschleunigung des Fahrzeugs wird ungefähr mittels des Schließungsschalters 26B (vollständiges Schließen) erfaßt. Die Fahrzeug geschwindigkeit SPD und die Beschleunigung können auch indirekt ermittelt werden auf der Basis von Parametern wie der Maschinendrehzahl NE, dem Ansaugdruck, dem Beschleunigungspedalbetätigungsbetrag ACCP und der ausgewählten Fahrstufe (eingelegter Gang) des Getriebes.
9. Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine bei einer Brennkraftmaschine vom Zylindereinspritztyp verwendet. Die Vorrichtung kann jedoch auch bei einer Maschine verwendet werden, die eine Schichtladeverbrennung und eine Halb-Schichtlade verbrennung durchführt. Beispielsweise kann die Vorrichtung auch bei einer Maschine verwendet werden, bei der Brennstoff unter die Einlaßventile 6a und 6b eingespritzt wird, die in den zugehörigen Ansaugkanälen 7a und 7b angeordnet sind.
10. Im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind schraubenförmig angeordnete Ansaugkanäle vorgesehen zur Bildung von Wirbeln. Die Wirbel müssen jedoch nicht notwendigerweise gebildet werden. In einem derartigen Fall können entsprechende Teile wie das Verwirbelungs steuerungsventil 17 und der Schrittmotor 19 weggelassen werden.
11. Der Unterdruckbildungsablauf des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels wird bei Vorliegen einer Schichtladeverbrennung durchgeführt. Der Unterdruck bildungsablauf kann jedoch auch bei einer Mager verbrennung durchgeführt werden, bei der der Ansaugunterdruck relativ niedrig ist.
12. In den Schritten 103 bis 105 des ersten Ausführungsbeispiels wird der Startdruckwert PBKL vergrößert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD 40 km/h oder niedriger ist und das Beschleunigungspedal 24 nicht betätigt wird. In gleicher Weise kann der Startdruckwert KPBKL des zweiten Ausführungsbeispiels vermindert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist und das Beschleunigungspedal 24 nicht betätigt wird.

Somit wird der Druck in einem Ansaugkanal 41 in Abhängigkeit vom Öffnungsausmaß eines Drosselventils 23 geändert. Das Drosselventil 23 ist geöffnet, wenn eine Maschine 1 mit einer Schichtladeverbrennung betrieben wird. Das Öffnungsausmaß des Drosselventils 23 wird in Abhängigkeit von der an die Maschine 1 angelegten Belastung ausgewählt, wenn die Maschine 1 mit einer Gleichladeverbrennung betrieben wird. Ein Bremskraft verstärker 71 ist mit dem Ansaugkanal 41 verbunden und akkumuliert den im Ansaugkanal 41 gebildeten Unterdruck. Der Bremskraftverstärker 71 bildet eine Bremskraft für das Fahrzeug, wenn der akkumulierte Druck kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert ist. Das Drosselventil 23 wird mittels einer Steuerungseinrichtung 30 betätigt zur Verminderung des Drucks im Ansaugkanal 41, wenn der mittels eines Drucksensors 63 erfaßte Druck im Bremskraftverstärker 71 größer als der vorbestimmte Bezugswert ist. Der Bezugswert wird mittels der Steuerungseinrichtung 30 auf der Basis von Bewegungs kennlinien des Fahrzeugs korrigiert, die mittels eines Geschwindigkeitssensors 64 erfaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung des Unterdrucks in einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugkanal (41) zur Einführung einer Luftströmung in eine Brennkammer (5) und einem im Ansaugkanal (41) angeordneten Drosselventil (23), wobei das Drosselventil (23) vorgesehen ist zum selektiven Vergrößern oder Verkleinern seiner Öffnung zur Anpassung der Luftströmung im Ansaugkanal (41), wodurch der Druck im Ansaugkanal (41) jeweils entsprechend vergrößert oder verkleinert wird,
wobei das Drosselventil (23) geöffnet ist, wenn die Maschine (1) in einer Schichtladeverbrennung betrieben wird,
wobei ein Bremskraftverstärker (71) mit dem Ansaugkanal (41) verbunden ist zum Akkumulieren des im Ansaugkanal (41) gebildeten Drucks, und
wobei der Bremskraftverstärker (71) eine Bremskraft für das Fahrzeug bildet, wenn der akkumulierte Druck kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Drosselventil (23) mittels einer Steuerungs einrichtung (30) betätigt wird zur Verminderung des Drucks im Ansaugkanal (41), wenn der mittels eines Drucksensors (63) erfaßte Druck im Bremskraftverstärker (71) größer als der vorbestimmte Bezugswert ist, und die elektronische Steuerungseinrichtung (30) den Bezugswert auf der Basis von Bewegungskennlinien des Fahrzeugs einschließlich einer Beschleunigung des Fahrzeugs korrigiert, die mittels eines Geschwindigkeitssensors (64) erfaßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungskennlinien ferner eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (30) den Bezugswert umgekehrt proportional zur Bewegungskennlinie wählt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugswert auf einer Differenz zwischen dem Druck im Bremskraftverstärker (71) und einem Atmosphärendruck beruht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Drosselventils (23) in Abhängigkeit von der an die Maschine (1) angelegten Last gewählt wird, wenn die Maschine (1) mit einer Gleichladeverbrennung betrieben wird und die Steuerungseinrichtung (30) eine Verbrennungsbetriebsart der Maschine (1) von der Schichtladeverbrennung zur Gleichladeverbrennung ändert zur Verminderung des Drucks im Ansaugkanal (41).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Schrittmotor (22) mit einer Motorwelle zum einstückigen Tragen des Drosselventils (23), wobei der Schrittmotor (22) mittels der Steuerungseinrichtung (30) angesteuert wird.