DE19824235B4

DE19824235B4 - Steuerverfahren für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE19824235B4
Application number: DE19824235A
Authority: DE
Inventors: Takuya Hitachinaka Shiraishi; Toshiharu Hitachinaka Nogi; Minoru Hitachinaka Ohsuga; Yoko Hitachi Nakayama; Noboru Hitachi Tokuyasu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: DE19824235A1; US6371065B1; JPH10331671A; JP3355997B2; US6155217A

Abstract

Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeugs, das enthält:
– einen Ventilmechanismus, der ein Einlassventil (10) und ein Auslassventil (11) enthält und mit einem Zylinder des Verbrennungsmotors (1) kombiniert ist,
– eine Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (30, 40) zum Steuern des Ventilmechanismus (10, 11),
– eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (51) zum Erfassen des Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1),
– eine Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) zum Erfassen eines Niederdrückungsgrads eines Bremspedals (61), und
– ein Antiblockierbremssystem,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren folgende Schritte aufweist, wenn die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) einen Niederdrückungsgrad eines Bremspedals (61) erfasst und das Antiblockierbremssystem aktiviert ist:
– Schließen von mindestens einem des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11),
– Steuern eines Hubes des anderen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11), dass es während einer Bewegung des Kolbens (2) vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC) geöffnet ist, und
– Steuern eines Hubes des anderen...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5.

Zur Reduzierung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs werden gewöhnlich die durch eine Bremsvorrichtung erzeugte Bremskraft und zusätzlich die durch die Motorbremse erzeugte Bremskraft genutzt. Die Theorie der Motorbremse besteht darin, daß, wenn das Bremspedal mit dem Fuß betätigt wird, das Fahrpedal losgelassen wird, so daß die Drosselklappe, die die Luftansaugmenge des Motors steuert, geschlossen wird, ferner wird aufgrund des Unterdrucks in der Brennkammer ein Pumpverlust erzeugt. Zur Reduzierung von Motorverlusten im Hinblick auf eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sind jedoch Motoren ohne Drosselklappe entwickelt worden.

In Motoren ohne Drosselklappe tritt das Problem auf, daß die durch die Motorbremse erzeugte Bremskraft nicht stark genug ist, da in der Brennkammer kein Unterdruck auftritt und der Pumpverlust gering ist.

Dazu ist aus der US 5 740 771 ein computergesteuertes Auslassventil bekannt, das zur Erzeugung einer Motorbremse während des Ausstoß-Taktes geschlossen gehalten wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors zu schaffen, die bei einer Reduzierung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch wirksames Erzeugen eines Pumpverlusts unter Verwendung eines Ventilbetrieb-Änderungsmechanismus, der eine beliebige Steuerung des Zeitverlaufs des Öffnens und Schließens sowie des Hubbetrags der Einlaß- und Auslaßventile des Motors ermöglicht, ein steuerbares Motorbremsmoment erzeugen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die Unteransprüche sind auf zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gerichtet.

Das erfindungsgemäße Steuerverfahren ist für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeug enthält: einen Ventilmechanismus, der ein Einlaßventil und ein Auslaßventil enthält und mit einem Zylinder des Verbrennungsmotors kombiniert ist, eine Ventilmechanismus-Steuereinrichtung zum Steuern des Ventilmechanismus, eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors, und ein Antiblockierbremssystem zum Verhindern eines Blockierens seiner Räder, wenn die Kraftfahrzeugbremse betätigt wird. Im Kraftfahrzeug ist ferner eine Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Niederdrückungsgrades eines Bremspedals vorgesehen, wobei, falls die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung feststellt, daß das Bremspedal niedergedrückt wird, und falls das Antiblo ckierbremssystem aktiv ist, das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Schließen von mindestens einem der Einlaßventile und der Auslaßventile, einmal pro Umdrehung des Motors während der Bewegung eines Kolbens des Motors vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunk; Steuern eines Hubes des anderen des Einlaßventils und des Auslassventils, dass es während einer Bewegung des Kolbens vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt geöffnet ist, und Steuern eines Hubes des anderen des Einlassventils und des Auslassventils zum Einschränken eines Ausströmens der den Zylinder verlassenden Luft während einer Kolbenbewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Motorsystems, in dem das erfindungsgemäße Steuerverfahren ausgeführt wird;
2 den Öffnungs- und Schließverlauf der Einlaß- und Auslaßventile sowie die Zylinderdruck-Signalform in Abhängigkeit vom Kolbenhub;
3 die Stärke der Motorbremse in Abhängigkeit vom Hubbetrag des Einlaßventils;
4 den Öffnungs- und Schließverlauf der Einlaß- und Auslaßventile sowie die Zylinderdruck-Signalform in Abhängigkeit vom Kolbenhub während eines ABS-Betriebs gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung;
5 die Stärke der Motorbremse in Abhängigkeit vom Hubbetrag des Einlaßventils während des ABS-Betriebs;
6 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehungen zwischen dem Betätigungsgrad des Fahrpedals und des Bremspedals, dem Motorausgangsdrehmoment und dem Motorbremsdrehmoment;
7 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Steuerung für die Unterstützung der Bremskraft mittels der Motorbremse;
8 den Hub des Einlaßventils in Abhängigkeit von der Betätigungskraft des Bremspedals; und
9 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer weiteren Ausführung der Erfindung.
Der in 1 gezeigte Verbrennungsmotor 1 (im folgenden mit "Motor" bezeichnet) besitzt einen Kurbelmechanismus, der eine Pleuelstange 4 und eine Kurbelwelle 5 enthält, sowie eine Brennkammer 3, die durch einen mit dem Kurbelmechanismus verbundenen Kolben 2 und durch den Zylinderkopf 8 des Motors 1 gebildet ist. Die Brennkammer wird durch ein Einlaßventil 10 und durch ein Auslaßventil 11 geöffnet und geschlossen. Ferner sind im Zylinderkopf eine Zündkerze 12 und ein Kraftstoffeinspritzventil 13 vorgesehen. Das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 werden durch Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30 bzw. 40 betätigt. Die Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30 und 40 sind zweckmäßig Ventilmechanismen mit einem Aufbau, in dem das Öffnen und Schließen des Ventils durch wiederholte Wirkungen einer elektrostatischen Kraft ausgeführt wird, die beispielsweise durch einen durch die Spule fließenden Strom erzeugt wird und das am Ventil befestigte bewegliche Element anzieht, wobei Spulen und Federn oberhalb und unterhalb des beweglichen Elements betätigt werden. Der Motor 1 saugt die für die Verbrennung erforderliche Luft durch Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 in der Brennkammer 3 an. Die in den Motor 1 angesaugte Luft wird durch ein Luftfilter 14 gefiltert, wobei der in der Luft enthaltene Staub entfernt wird.
Die Ansaugluftmenge, die als Grundlage für die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge verwendet wird, wird durch einen Luftmassensensor 15 gemessen. Eine Steuereinheit 50 zum Steuern des Motors 1 besitzt eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 zur Erfassung des Betriebszustands des Motors 1 auf der Grundlage von Signalen von verschiedenen Sensoren, eine Ventilbetriebänderung-Steuereinrichtung 54 zum Steuern des Betriebs der im Motor 1 angebrachten Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30 und 40, eine Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 53 zum Steuern der vom Kraftstoffeinspritzventil 13 eingespritzten Kraftstoffmenge sowie eine Zündsteuereinrichtung 52 zum Steuern des Zündzeitpunkts der Zündkerzen. Steuersignale von der Ventilbetriebänderung-Steuereinrichtung 54 werden an die Ventilbetriebänderung-Treibereinrichtung 57 geliefert, so daß die Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30 und 40 so betätigt werden, daß der Betrieb der Einlaß- und Auslaßventile 10 bzw. 11 angepaßt an den jeweiligen Motorbetriebszustand geeignet gesteuert wird. Wenn das Einlaßventil 10 oder das Auslaßventil 11 geschlossen werden soll, wird durch die Spule 30b bzw. 40b ein elektrischer Strom geschickt, wodurch das entsprechende bewegliche Element angezogen wird. Das Steuersignal von der Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 53 wird an eine Kraftstoffeinspritzventil-Treiberschaltung 56 geliefert, um das Kraftstoffeinspritzventil 13 zu steuern. Das Steuersignal von der Zündsteuereinrichtung 52 wird zur Zündspule 55 geschickt, wodurch an der entsprechenden Zündkerze 12 ein Zündfunke erzeugt wird.
Der Betätigungsgrad des vom Fahrer 60 des den Motor 1 enthaltenden Kraftfahrzeugs betätigten Bremspedals 61 wird durch eine Bremsbetätigungskraft-Erfassungseinrichtung 52 in elektrische Signale umgesetzt und von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 in der Steuereinheit 50 erfaßt. Die an die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 gelieferten Signale können weiterhin beispielsweise Drehzahlsignale, die von an der Kurbelwelle 5 angebrachten Kurbelwinkelsensoren 6 und 7 geliefert werden, ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Signal (L/K-Signal), das von einem im Abgasrohr angebrachten L/K-Sensor geliefert wird, Katalysatortemperatur-Signale von einem die Temperatur eines Abgaskatalysators 22 erfassenden Temperatursensor 23, den Druck in der Brennkammer 3 angebende Signale von einem in der Brennkammer 3 angebrachten Drucksensor 18 sowie Klopfsignale von einem Klopfsensor 19 umfassen. Die Ventilbetriebänderung-Steuereinrichtung 54 bestimmt Steuersignale für die Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30a und 30b, um das Einlaßventil 10 als Antwort auf das Signal von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 zu betätigen, und stellt somit die in den Motor 1 angesaugte Luftmasse ein. Die Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 53 gibt das Steuersignal für das Kraftstoffeinspritzventil 13 als Antwort auf ein Signal von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 aus und stellt die Kraftstoffeinspritzmenge sowie den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ein. Die Zündsteuereinrichtung 52 gibt das Steuersignal als Antwort auf ein Signal von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 an die Zündspule 55 aus und stellt den Zündzeitpunkt ein. Da der Motor 1 keine Drosselklappe zur Einstellung der Luftansaugmenge im Luftansaugkanal 16 besitzt, wird die Ansaugluftdichte nicht reduziert, so daß die Ansaugluft direkt in den Brennkammer 3 angesaugt wird. Aus diesem Grund ist der Motor 1 zweckmäßig ein Benzin-Direkteinspritzungsmotor (GDI-Motor), der eine äußerst magere Verbrennung mit einem L/K-Verhältnis von 40 oder mehr ausführen kann.
2 zeigt den Öffnungs- und Schließzeitverlauf des Einlaßventils 10 und des Auslaßventils 11 sowie die Zylinderdruck-Signalform in Abhängigkeit vom Hub des Kolbens 2. In 2 ist der Öffnungs- und Schließzeitverlauf der Einlaß- und Auslaßventile 10 bzw. 11 für normale Betriebszustände gezeigt. Das Druckdiagramm 70P entspricht dem Arbeitshub des Kolbens 2, in dem das Einlaßventil 10 mit dem Hub 70IN betätigt wird und das Auslaßventil 11 mit dem Hub 70EX betätigt wird. Da das Einlaßventil 10 nahezu vollständig bis zum maximalen Hubpunkt geöffnet wird und folglich die Ansaugluft ohne Beschränkung in die Brennkammer 3 eingeleitet werden kann, wird der Zylinderdruck während des Ansaughubs ungefähr gleich dem Atmosphärendruck 75, wobei sich herausgestellt hat, das hierbei nahezu kein Pumpverlust auftritt. Falls die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird und die Kraftstoffverbrennung in diesem Hub endet, dreht sich der Motor 1 aufgrund der Trägheitskraft, wobei die Drehzahl aufgrund des Reibungsverlusts zwischen dem Kolben 2 und der Zylinderwand und aufgrund des Reibungsverlusts in den Lagern nach kurzer Zeit abnimmt, so daß der Motor 1 schließlich anhält. Dieses Verhalten des Motors wird für eine Motorbremswirkung genutzt. Falls jedoch das Einlaßventil 10 einen Hub in der Nähe des maximalen Hubs ausführt und folglich während des Ansaughubs im wesentlichen kein Pumpverlust auftritt, ist die Motorbremskraft so gering, daß die Zeitperiode bis zum Anhalten des Motors verhältnismäßig lang ist. Wenn der Hub des Einlaßventils 10 geringer ist, wie etwa bei 71IN, 72IN und 73IN gezeigt ist, wird der Öffnungsbereich des Einlaßventils 10 während des Ansaughubs geringer, so daß das Einströmen der Ansaugluft eingeschränkt wird und der Zylinderdruck die Werte 71P, 72P bzw. 73P annimmt. Der Druck in der Brennkammer 3 ist dann während des Ansaughubs ein Unterdruck, so daß ein Pumpverlust auftritt. Somit kann durch Steuern des Hubs des Einlaßventils 10 der Pumpverlust, d. h. die Stärke der Motorbremskraft, gesteuert werden.
3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Hub des Einlaßventils 10 und der Stärke der Motorbremskraft. Wie in 3 gezeigt ist, beträgt der maximale Hub ungefähr 8 mm. Wenn der Hub des Einlaßventils 10 nahezu 8 mm beträgt, wird aufgrund des Reibungsverlusts im Motor eine geringe Bremskraft ausgeübt. Wenn der Hub des Einlaßventils 10 reduziert wird, nimmt die Stärke der Motorbremskraft zu, wie durch die durchgezogene Linie 75 in 3 gezeigt ist.
4 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung. Falls das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 geschlossen sind, wie bei 76IN bzw. 77EX gezeigt ist, wird die Luft in der Brennkammer 3 in der Nähe des oberen Totpunkts (TDC in 4) komprimiert und in der Nähe des unteren Totpunkts (BDC in 4) expandiert, so daß der Druck in der Brennkammer 3 sich entsprechend dem Druckdiagramm 76P ändert. In diesem Zustand heben sich die Arbeit für die Kompression und für die Expansion auf, so daß die Motorbremswirkung gering ist. Falls das Einlaßventil direkt nach dem oberen Totpunkt geöffnet wird, wie durch den Hub 77IN gezeigt ist, und im unteren Totpunkt geschlossen wird, nimmt das Druckdiagramm die mit 77P bezeichnete Form an, bei der in der Nähe des oberen Totpunkts ein hoher Kompressionsdruck auftritt. Wenn das Einlaßventil 10 geöffnet wird, direkt nachdem der Zylinderdruck seinen Maximalwert erreicht, wird die verdichtete Luft in der Brennkammer 3 in die Ansaugleitung 16 ausgestoßen, so daß der Zylinderdruck plötzlich abnimmt. Die in die Ansaugleitung 16 ausgestoßene Luft wird aufgrund der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 erneut in den Brennkammer 3 angesaugt, es tritt jedoch ein geringerer Pumpverlust auf, wenn der Hub des Einlaßventils 10 seinen Maximalwert erreicht. Wenn das Einlaßventil 10 in der Nähe des unteren Totpunkts des Kolbens 2 geschlossen wird, wird die Luft in der Brennkammer 3 erneut verdichtet. Da zu diesem Zeitpunkt im Motor 1 ein Arbeitsverlust für die Verdichtung der Luft auftritt, wird die Motorbremse aktiviert. Da weiterhin während einer einzelnen Umdrehung des Motors ein einzelner Verdichtungsvorgang erfolgt, ist eine wirksame Motorbremse zu erwarten. Obwohl 4 ein Beispiel zeigt, indem das Einlaßventil 10 geöffnet wird und das Auslaßventil 10 stets geschlossen bleibt, ist es auch zulässig, daß das Auslaßventil 11 geöffnet wird und das Einlaßventil 10 stets geschlossen bleibt, um eine ähnliche Wirkung zu erhalten. In 5 zeigt der Punkt 78 die Stärke der Bremskraft der Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeugs. Die durchgezogene Linie zeigt die Stärke der Motorbremse in dem Fall, in dem der Pumpverlust im Ansaughub erzeugt wird, in dem die Wirkung der Motorbremse doppelt so groß wie im Verdichtungshub ist.
6 zeigt die Beziehungen zwischen dem Betätigungsgrad des Fahrpedals und des Bremspedals, des Motorausgangsdrehmoments und des Motorbremsdrehmoments. Die Absicht des Fahrers 60 zum Anfahren und Beschleunigen des Kraftfahrzeugs wird durch den Betätigungsgrad des Fahrpedals wiedergegeben. Falls der Niederdrückungsgrad des Fahrpedals größer ist, kann die Absicht des Fahrers so interpretiert werden, daß das Kraftfahrzeug nach einem Anhalten anfahren soll oder daß der Fahrer für eine Beschleunigung ein größeres Motordrehmoment anfordert. Wenn hingegen der Niederdrückungsgrad des Fahrpedals geringer ist, ist die Last während eines Fahrbetriebs mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit gering, so daß kein hohes Motordrehmoment erforderlich ist. Somit wird die Beziehung zwischen dem Fahrpedalniederdrückungsgrad und dem erforderlichen Drehmoment durch die gezeigte durchgezogene Linie 80 wiedergegeben. Wenn sich die Neigung dieser Linie als Antwort auf die Drehzahl des Motors ändert, erfaßt die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 die Motordrehzahl und stellt sie ein. Wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abnimmt, ist der Niederdrückungsgrad des Fahrpedals null, wobei der Fahrer eventuell das Bremspedal betätigt. Der Niederdrückungsgrad des Bremspedals wird durch die Bremspedalniederdrükkungsgrad-Erfassungseinrichtung 62, die den Niederdrükkungsgrad des Bremspedals erfaßt, ermittelt. Der Niederdrückungsgrad des Bremspedals gibt die Absicht des Fahrers zum Verzögern des Kraftfahrzeugs wieder, wobei die dem Niederdrückungsgrad entsprechende Bremskraft an das Bremssystem übertragen wird. Erfindungsgemäß erzeugt der Motor als Antwort auf den Niederdrückungsgrad des Bremspedals ein Motorbremsdrehmoment, um die Bremskraft für das Kraftfahrzeug zu unterstützen. Die durchgezogene Linie 84 gibt eine Beziehung zwischen dem Niederdrükkungsgrad des Bremspedals und dem Motorbremsdrehmoment wieder, wobei durch Reduzierung des Hubs des Einlaßventils 10 eine wirksame Motorbremskraft erzeugt wird. Wenn der Fahrer die Absicht hat, das Kraftfahrzeug stark zu verzögern, wird dies durch einen höheren Niederdrückungsgrad des Bremspedals wiedergegeben, so daß sich der Motorbetrieb in den Betriebsbereich 85 für das Antiblokkierbremssystem (ABS), mit dem das Kraftfahrzeug ausgestattet ist, verschiebt. In diesem Fall erzeugt der Motor eine die Bremswirkung unterstützende starke Bremskraft, die durch die durchgezogene Linie 86 angezeigt ist. Unter Verwendung der Verdichtungswirkung des Motors wird ein hohes Motorbremsdrehmoment erzeugt. Zustände, in denen weder das Fahrpedal noch das Bremspedal niedergedrückt werden, umfassen die drei folgenden Fälle: den Zustand 82, in dem der Motor stillsteht, den Zustand 81, in dem das Kraftfahrzeug stillsteht, der Motor jedoch (im Leerlauf) läuft, und den Zustand 83, in dem das Kraftfahrzeug seine Geschwindigkeit aufgrund der Trägheitskraft langsam reduziert. Im Zustand 81 erzeugt der Motor ein geringes Motordrehmoment, so daß sich der Motor unter Überwindung des Reibungsverlusts und anderer mechanischer Verluste dreht. Im Zustand 83 ist die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, ferner wird ein Motordrehmoment aufgrund einer Kraftstoffverbrennung nicht erzeugt, es wird jedoch eine geringe Motorbremskraft erzeugt, die zum Reibungswiderstand des Motors äquivalent ist.
7 zeigt einen Ablaufplan dieser Ausführung der Erfindung. Die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 erfaßt im Block 91 ein Niederdrücken des Fahrpedals, wobei, falls das Fahrpedal niedergedrückt wird, festgestellt wird, daß eine Motorbremse nicht erforderlich ist, woraufhin der Ablauf beendet ist. Falls das Fahrpedal nicht niedergedrückt wird, wird im Block 92 beurteilt, ob das Bremspedal 61 niedergedrückt wird. Falls das Bremspedal 61 nicht niedergedrückt wird, wird im Schritt 93 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt, um zu beurteilen, ob das Kraftfahrzeug fährt oder nicht. Falls die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs null ist, wird festgestellt, daß das Kraftfahrzeug stillsteht, woraufhin der Ablauf beendet ist. Falls im Block 93 beurteilt wird, daß die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von null verschieden ist, wird festgestellt, daß das Kraftfahrzeug aufgrund der Trägheitskraft rollt. In diesem Fall wird die Betriebsart im Block 94 in den Verzögerungsmodus geschaltet, in dem der Hub des Einlaßventils auf einen Bruchteil des Maximalhubs (z. B. 70 % des Maximalhubs) gesetzt wird und die Motorbremse mit Pumpverlust betätigt wird, indem in der Brennkammer 3 ein Unterdruck erzeugt wird. Durch diesen Vorgang wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs allmählich reduziert. Im Block 95 wird erneut ermittelt, ob das Bremspedal 61 niedergedrückt wird. Falls beurteilt wird, daß das Bremspedal nicht niedergedrückt wird, geht der Ablauf zurück zum Block 91. Falls im Block 95 oder im Block 92 beurteilt wird, daß das Bremspedal 61 niedergedrückt wird, ermittelt die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung 62 den Niederdrückungsgrad des Bremspedals wie in 8 gezeigt. Ferner ermittelt die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung 62, ob sich der Motor in einem Betriebsbereich befindet, in dem das Antiblockierbremssystem, mit dem das Kraftfahrzeug ausgestattet ist, aktiviert werden soll. Falls festgestellt wird, daß das ABS nicht aktiv ist, wird der Hub des Einlaßventils 10 ermittelt, ferner wird an die Motorbremskraft-Bestimmungseinrichtung ein Steuersignal ausgegeben, um im Block 96 die Motorbremskraft entsprechend dem Bremspedalniederdrükkungsgrad einzustellen. Falls festgestellt wird, daß das ABS aktiv ist, wird der Motorbetrieb zum ABS-Modus geschaltet, ferner werden der Hub des Einlaßventils 10 oder des Auslaßventils 11 sowie der Zeitverlauf zum Öffnen/Schließen dieser Ventile ermittelt, wobei ein Steuersignal ausgegeben wird, so daß eine starke Motorbremswirkung durch die Verdichtungswirkung erzeugt werden kann. Das Steuersignal vom Block 96 oder vom Block 98 wird zur Ventilbetriebänderung-Steuereinheit 54 geschickt, die das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 über die Ventilbetriebänderung-Treibereinrichtung 57 betätigt.
Im folgenden wird eine weitere Ausführung der Erfindung beschrieben. Falls das Kraftfahrzeug, das mit dem in 1 gezeigten, die Ventilbetrieb-Änderungsmechanismen 30 und 40 enthaltenden Motor 1 ausgerüstet ist, einen Aufprall erfährt, so daß der im Lenkrad 65 untergebrachte Airbag 67 betätigt wird, wird der in die Brennkammer 3 eingespritzte Kraftstoff 17 nicht verbrannt und verbleibt in der Brennkammer 3. In diesem Fall hält der Motor 1 an, wobei speziell dann, wenn das Auslaßventil geöffnet bleibt, der in der Brennkammer 3 vorhandene Kraftstoff 17 in die Abgasleitung 24 ausfließen kann. Da die Abgasleitung 24 stets mit Abgas mit hoher Temperatur beaufschlagt wird, ist es auf ungefähr 300° C erhitzt, so daß der aus der Brennkammer 3 auslaufende Kraftstoff in der Abgasleitung 24 entzünden kann.
9 zeigt einen Ablaufplan dieser Ausführung der Erfindung. Wenn das Kraftfahrzeug einen Aufprall erfährt, erfaßt die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 51 im Block 106 unter Verwendung der Airbag-Erfassungseinrichtung 66, ob der Airbag 67, mit dem das Kraftfahrzeug ausgerüstet ist, betätigt wird. Falls die Betätigung des Airbags 67 erfaßt wird, wird der Block 107 gewählt, in dem der Airbag-Betrieb ausgeführt wird und Steuersignale zum Schließen der Einlaßventile 10 und Auslaßventile 11 an die Ventilbetriebänderung-Steuereinheit 54 ausgegeben werden. Die Ventilbetriebänderung-Steuereinheit 54 schickt durch die Spulen 30a und 40a in der Ventilbetriebänderung-Treiberschaltung 57 zum Schließen der Ventile einen elektrischen Strom, wodurch das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 und somit die Brennkammer 3 geschlossen werden. Im Ergebnis wird verhindert, daß in der Brennkammer 3 vorhandener und unverbrannter Kraftstoff in die Abgasleitung 24 entweichen kann und sich entzündet.
Da in dem Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung der Motorbremsmodus des Ventilbetrieb-Änderungsmechanismus entsprechend dem Bremssystem, mit dem das Kraftfahrzeug ausgestattet ist, gesteuert werden kann und die Bremskraft des Kraftfahrzeugs unter stützt werden kann, ist eine kleinere Dimensionierung und eine Vereinfachung des Bremssystems möglich.
Obwohl oben zweckmäßige Ausführungen der Erfindung beschrieben worden sind, kann der Fachmann verschiedene Abwandlungen und Änderung vornehmen, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die folgenden Ansprüche angegeben ist.

Claims

Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeugs, das enthält: – einen Ventilmechanismus, der ein Einlassventil (10) und ein Auslassventil (11) enthält und mit einem Zylinder des Verbrennungsmotors (1) kombiniert ist, – eine Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (30, 40) zum Steuern des Ventilmechanismus (10, 11), – eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (51) zum Erfassen des Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1), – eine Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) zum Erfassen eines Niederdrückungsgrads eines Bremspedals (61), und – ein Antiblockierbremssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist, wenn die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) einen Niederdrückungsgrad eines Bremspedals (61) erfasst und das Antiblockierbremssystem aktiviert ist: – Schließen von mindestens einem des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11), – Steuern eines Hubes des anderen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11), dass es während einer Bewegung des Kolbens (2) vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC) geöffnet ist, und – Steuern eines Hubes des anderen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11) zum Einschränken eines Ausströmens der den Zylinder verlassenden Luft während einer Bewegung des Kolbens (2) vom unteren Totpunkt (BDC) zum oberen Totpunkt (TDC), um ein Ausmaß einer Verdichtung für eine Motorbremse zu steuern.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuern eines Hubes des anderen des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11) zum Einschränken eines Einströmens der in die Brennkammer (3) angesaugten Luft während einer Bewegung des Kolbens (2) vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC), um eine Motorbremse zu steuern.
Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Steuern eines Hubes des Einlassventils (10) und/oder des Auslassventils (11) als Antwort auf einen von der Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) erfassten Bremspedal-Niederdrückungsgrad zum Steuern einer Motorbremse.
Steuerverfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kraftfahrzeug weiter ein Airbag-System (67) enthält, gekennzeichnet durch Steuern des Hubes des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11), dass das Einlassventil (10) und das Auslassventil (11) geschlossen ist, falls die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (51) eine Betätigung des Airbag-Systems (67) erfasst.
Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors (1) eines Kraftfahrzeugs, mit: – einem Ventilmechanismus, der ein Einlassventil (10) und ein Auslassventil (11) enthält und mit einem Zylinder des Verbrennungsmotors (1) kombiniert ist, – einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (30, 40) zum Steuern des Ventilmechanismus (10, 11), – einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (51) zum Erfassen des Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1), – einer Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) zum Erfassen eines Niederdrückungsgrads eines Bremspedals (61), und – einer Steuereinheit (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50), wenn die Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) einen Niederdrückungsgrad eines Bremspedals (61) erfasst und ein Antiblockierbremssystem aktiviert ist, die folgenden Schritte durchführt: – Schließen von zumindest einem Einlassventil (10) oder Auslassventil (11), – Steuern eines Hubes von zumindest einem anderen nicht geschlossenen Einlassventil (10) oder Auslassventil (11) derart, dass es während einer Bewegung des Kolbens (2) vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC) geöffnet ist, und – Steuern eines Hubes von zumindest dem oder den anderen nicht geschlossenen Einlassventilen (10) oder Auslassventilen (11) zum Einschränken eines Ausströmens der den Zylinder verlassenden Luft während einer Bewegung des Kol bens (2) vom unteren Totpunkt (BDC) zum oberen Totpunkt (TDC), um ein Ausmaß einer Verdichtung für eine Motorbremse zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) den Hub von zumindest dem oder den anderen des nicht geschlossenen Einlassventils (10) und Auslassventils (11) zum Einschränken eines Einströmens der in die Brennkammer (3) angesaugten Luft während einer Bewegung des Kolbens (2) vom oberen Totpunkt (TDC) zum unteren Totpunkt (BDC) steuert, um eine Motorbremse zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Steuern eines Hubes des Einlassventils (10) und/oder des Auslassventils (11) als Antwort auf einen von der Bremspedalniederdrückungsgrad-Erfassungseinrichtung (62) erfassten Bremspedal-Niederdrückungsgrad zum Steuern einer Motorbremse.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Kraftfahrzeug weiter ein Airbag-System (67) enthält, gekennzeichnet durch Steuern des Hubes des Einlassventils (10) und des Auslassventils (11), dass das Einlassventil (10) und das Auslassventil (11) geschlossen ist, falls die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (51) eine Betätigung des Airbag-Systems (67) erfasst.