DE19958207A1 - EGR-Steuerung für einen Motor mit Zylinderabschaltung - Google Patents

Abstract

Eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor (3) mit Zylinderabschaltung, dessen Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb und einem Zylinder-Abschaltbetrieb umschaltbar ist, steuert/regelt den EGR-Betrieb, bei dem Abgas aus dem Motor zur Einlaßseite rückgeführt wird. Die EGR-Steuervorrichtung (1) umfaßt ein EGR-Steuerventil (6) zum Öffnen und Schließen des EGR-Rohrs (13), einen Wassertemperatursensor (5) zum Erfassen der Kühlwassertemperatur sowie eine ECU (2). Die ECU (2) steuert den EGR-Betrieb zur Ausführung, wenn im All-Zylinderbetrieb die Kühlwassertemperatur höher ist als der obere Grenzwert, oder wenn im Zylinder-Abschaltbetrieb die Kühlwassertemperatur (TW) höher ist als der untere Grenzwert.

Description

Die Erfindung betrifft eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor mit Zylinderabschaltung, die den Betrieb einer Abgas-Rückführung (EGR) in einem Motor mit Zylinderabschaltung steuert/regelt, der mit wechselndem Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb oder -lauf, in dem alle Zylinder wechselweise arbeiten, und einem Zylinder-Abschaltbetrieb oder -lauf, in dem einige der Zylinder abgeschaltet sind, laufen kann.

Eine herkömmliche EGR-Steuervorrichtung für einen Motor mit Zylinderab­ schaltung ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Showa-60-45767 (1985) beschrieben. Dieser Motor mit Zylinderabschaltung ist ein Vierzylin­ dermotor, der mit Umschaltung zwischen einem Zylinder-Abschaltbetrieb, in dem die Kraftstoffzufuhr zu zweien der vier Zylinder gestoppt ist, nach Maßgabe der Motorkühlwassertemperaturen, der Drehzahlen und der Beschleunigungs- und Verzögerungszustände, und wobei die Einlaß- und Auslaßventile dieser zwei Zylinder in einem gesperrten Zustand gehalten werden, und einem All-Zylinderbetrieb, in dem alle vier Zylinder normal arbeiten. Insbesondere, wenn die Kühlwassertemperatur nicht höher als ein Schwellenwert To ist (60°C), wird der All-Zylinderbetrieb unbedingt durchgeführt, oder, wenn die Kühlwassertemperatur nicht höher als der Schwellenwert ist, wird der Zylinder-Abschaltbetrieb nicht ausgeführt; d. h. dieser Schwellenwert To ist eine Bedingung zum Umschalten zwischen dem Zylinder-Abschaltbetrieb und dem All-Zylinderbetrieb. Die EGR-Steuereinrich­ tung steuert/regelt den EGR-Betrieb so, daß NOX im Abgas reduziert wird, indem die Verbrennungstemperaturen im Zylinder-Abschaltbetrieb durch Rückführen des Abgases durch Einlaßseite hin gesenkt werden, und der EGR-Betrieb wird nach Maßgabe der Motorlaufzustände, d. h. ob der Zylinder-Abschaltbetrieb oder der All-Zylinderbetrieb ausgeführt wird, auf unterschiedliche EGR-Raten gesteuert.

Wenn - im Vergleich zu einem Fall des Zylinder-Abschaltbetriebs bei den gleichen Kühlwassertemperaturen - der All-Zylinderbetrieb in einem niedrigen Temperaturbereich ausgeführt wird, wo die Kühlwassertemperatur niedriger als der Schwellenwert To ist, wie etwa 40°C, bewirken allgemein einen Anstieg des Pumpverlustes und eine Abnahme der Ladewirkung eine Abnahme der Verbrennungstemperaturen, so daß die NOX-Erzeugung während des Betriebs gesenkt wird, jedoch das Anhaften des Kraftstoffs an der Brennkammer verstärkt wird, wodurch dieser Motor mit Zylinderab­ schaltung die Neigung hat, unverbrannte Gase zu erzeugen. Da ferner die herkömmliche EGR-Steuereinrichtung den EGR-Betrieb des Motors mit Zylinderabschaltung im All-Zylinderbetrieb auch bei einem derart niedrigen Temperaturbereich ausführt, wie oben beschrieben, sinkt die Verbrennungs­ temperatur weiter, wodurch das oben beschriebene Problem noch schwer­ wiegender wird.

Ferner, wenn der Motorbetriebszustand zwischen dem Zylinder-Abschaltbe­ trieb und dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, kann der Motorver­ brennungszustand und das Abgas unstabil werden. Da die oben beschrie­ bene herkömmliche EGR-Steuereinrichtung für einen Motor mit Zylinderab­ schaltung nur die EGR-Rate gleichzeitig mit dem Umschalten des Motorbe­ triebszustands des Motors mit Zylinderabschaltung modifiziert, nimmt die Unstabilität des Verbrennungszustands in der oben beschriebenen Übergangsperiode zu. D. h. da in dem Zustand unmittelbar nach Umschalten vom All-Zylinderbetrieb zum Zylinder-Abschaltbetrieb die Verbrennungs­ temperatur mit besser werdender Füllwirkung jener Zylinder zunimmt, die kontinuierlich laufen, wird der Verbrennungszustand vorübergehend unstabil. Wenn der EGR-Betrieb für diese Zylinder im unstabilen Verbren­ nungszustand ausgeführt wird, erhöht dies die Unstabilität des Verbren­ nungszustands. Wenn im Gegensatz hierzu der EGR-Betrieb im Motor mit Zylinderabschaltung ausgeführt wird, während die Abschalt-Zylinder laufen, ist die Verbrennungstemperatur innerhalb der laufenden Zylinder gesunken, und wenn der Abschalt-Zylinder in diesem Zustand in den All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, wird der Verbrennungszustand vorübergehend unstabil, da die Verbrennungstemperatur weiter mit abnehmender Füllwirkung sinkt. Wenn der EGR-Betrieb in diesem unstabilen Verbrennungszustand ausge­ führt wird, nimmt die Unstabilität des Verbrennungszustands innerhalb der Zylinder zu.

Die Erfindung bietet eine Lösung für die oben beschriebenen Probleme und zeigt eine EGR-Steuer/Regelvorrichtung für einen Motor mit Zylinderab­ schaltung auf, welche die Kraftstoffausnutzung verbessern kann.

Zur Lösung der obigen Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung eine EGR-Steuervorrichtung 1 für einen Motor 3 mit Zylinderab­ schaltung vorgesehen, die den EGR-Betrieb steuert/regelt, wobei Abgas von dem Motor mit Zylinderabschaltung 3, dessen Betriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb, in dem alle Zylinder 3a arbeiten, und einem Abschalt-Zylinderbetrieb, in dem einige der Zylinder 3a abgeschaltet sind, umschaltbar ist, durch einen EGR-Weg (EGR-Rohr 13) zur Einlaßseite rückgeführt wird, umfassend: eine Öffnungs/Schließeinheit (z. B. ein EGR- Steuerventil 6 in der nachfolgend beschriebenen Ausführung, wie in diesem Absatz), zum Öffnen/Schließen des EGR-Wegs (des EGR-Rohrs 13), eine Erfassungseinheit (einen Wassertemperatursensor 5) zum Erfassen einer Motortemperatur (Kühlwassertemperatur TW) an dem Motor 3 mit Zylinderabschaltung, eine Vergleichseinheit (ECU 2, Schritte 2 und 4 sowie Schritte 9 und 10 in Fig. 2) zum Vergleichen der von dieser Erfassungsein­ heit (Wassertemperatursensor 5) erfaßten Motortemperatur (Kühlwassertem­ peratur TW) mit einer ersten vorbestimmten Temperatur (oberer Grenzwert TWE1H) und einer zweiten Temperatur (unterer Grenzwert TWE1L), die niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur (oberer Grenzwert TWE1H), eine Bestimmungseinheit (ECU 2, Schritt 2 in Fig. 2) zum Bestimmen der Motorbetriebszustände dahingehend, ob der All-Zylinderbe­ trieb vorliegt oder der Zylinder-Abschaltbetrieb, sowie eine Steuereinheit (ECU 2) zum Steuern/Regeln des EGR-Betriebs zur Ausführung (Schritte 6 bis 8), wenn die Motortemperatur (Kühlwassertemperatur TW) höher ist (Antwort "Ja" in Schritt 10 in Fig. 2) als die erste vorbestimmte Tempera­ tur (oberer Grenzwert TWE1H), während der All-Zylinderbetrieb vorliegt (Antwort "Nein" in Schritt 2 in Fig. 2), oder die Motortemperatur (Kühlwassertemperatur TW) höher ist (Antwort "Ja" in Schritt 3 in Fig. 2) als die zweite vorbestimmte Temperatur (unterer Grenzwert TWE1L), während der Zylinderabschaltbetrieb vorliegt (Antwort "Ja" in Schritt 2 in Fig. 2) durch Antrieb der Öffnungs/Schließeinheit (des EGR-Steuerventils 6) zum Öffnen oder Schließen, in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinheit und vom Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit.

Bei dieser EGR-Steuereinrichtung für einen Motor mit Zylinderabschaltung wird der EGR-Betrieb ausgeführt, wenn während des All-Zylinderbetriebs die Motortemperatur höher als die erste vorbestimmte Temperatur ist, oder wenn während des Zylinder-Abschaltbetriebs die Motortemperatur höher als die zweite vorbestimmte Temperatur ist. Wenn die erste vorbestimmte Temperatur auf eine Temperatur äquivalent einem Schwellenwert gesetzt wird, der einer der Umschaltbedingungen ist, steht der Zylinder-Abschaltbe­ trieb erfindungsgemäß zur Verfügung, während der EGR-Betrieb im niedrigen Temperaturbereich unter der ersten vorbestimmten Temperatur und über der zweiten vorbestimmten Temperatur ausgeführt wird, der ein niedrigerer Temperaturbereich ist, wo der All-Zylinderbetrieb herkömmlich durchgeführt wurde, während der EGR-Betrieb ausgeführt wird. Die Ausführung des Zylinder-Abschaltbetriebs in dem niedrigen Temperaturbereich, in dem der All-Zylinderbetrieb herkömmlich durchgeführt wurde, senkt den Pumpverlust in den laufenden Zylindern und erhöht die Ladewirkung. Dies erhöht die Verbrennungstemperaturen und senkt die Menge von an den Brennkammer­ wänden anhaftendem Kraftstoff, was demzufolge die Ladewirkung verbessert und unverbrannte Gase im Abgas senkt. Zusätzlich kann das NOX im Abgas, das mit zunehmender Verbrennungstemperatur zunimmt, durch Ausführung des EGR-Betriebs genauso wie bisher begrenzt werden. Wie oben beschrieben, ermöglicht der gleichzeitige Erhalt der Minderung unverbrannter Gase und der NOX-Steuerung eine Verbesserung der Abgaseigenschaften. Somit kann sowohl die Ladewirkung als auch das Abgasverhalten verbessert werden. Ferner wird die zweite vorbestimmte Temperatur auf eine derartige Temperatur gesetzt, als sie vorläge, wenn der EGR-Betrieb bei niedrigeren Temperaturen als dieser während des Zylinder­ abschaltbetriebs ausgeführt würde, wobei die Verbrennungstemperatur zu gering wird, im Gegensatz zur obigen Beschreibung, mit der Folge einer Zunahme der Anhaftung von Kraftstoff an den Brennkammerwänden und unverbrannter Gase im Abgas, sowie einer Verschlechterung der Kraftstoff­ ausnutzung.

Ferner wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung eine EGR-Steuervor­ richtung 1 für einen Motor 3 mit Zylinderabschaltung vorgeschlagen, die den EGR-Betrieb steuert/regelt, wobei Abgas von dem Motor mit Zylinderab­ schaltung 3, dessen Motorbetriebszustand zwischen einem Alt-Zylinderbe­ trieb, in dem alle Zylinder arbeiten, und einem Zylinder-Abschaltbetrieb, in dem einige der Zylinder 3a abgeschaltet sind, umschaltbar ist, über einen EGR-Weg (EGR-Rohr 13) zu einer Einlaßseite rückgeführt wird, umfassend: eine Öffnungs/Schließeinheit (z. B. ein EGR-Steuerventil 6 in der unten beschriebenen Ausführung) zum Öffnen und Schließen des EGR-Ventils (EGR-Rohr 13); eine Bestimmungseinheit (ECU 2), Schritte 1 bis 5 und Schritte 9 und 10 zum Bestimmen, ob Bedingungen zur Ausführung des EGR-Betriebs erfüllt sind oder nicht; sowie eine Steuereinheit (ECU 2) zur Umschaltsteuerung/regelung zwischen Ausführung und Stopp des EGR- Betriebs (Schritte 6 bis 9 und Schritte 12 und 13) durch Antrieb der Öffnungs/Schließeinheit (des EGR-Steuerventils 6) zum Öffnen oder Schließen nach Maßgabe der Ergebnisse dieser Bestimmungseinheit derart, daß während des Umschaltens der Motorbetriebszustände die Umschaltzei­ ten des EGR-Betriebs (Zeit t5 und Zeit t6) nicht mit den Umschaltzeiten der Motorbetriebszustände (Zeit t4 und Zeit t7) übereinstimmen.

Die EGR-Steuervorrichtung für den Motor mit Zylinderabschaltung schaltet zwischen Ausführung und Stopp des EGR-Betriebs durch Antrieb der Öffnungs/Schließeinheit zum Öffnen und Schließen um, nach Maßgabe der durch die Bestimmungseinheit bestimmten Ergebnisse, und wenn der Motorbetriebszustand zwischen dem All-Zylinderbetrieb und dem Zylinder- Abschaltbetrieb umschaltet, stimmt die Umschaltzeit des EGR-Betriebs nicht mit der Umschaltzeit der Motorbetriebszustände überein. Daher findet das Umschalten des Motorbetriebszustands und das Umschalten des EGR- Betriebs nicht gleichzeitig statt, und daher kann das Umschalten des EGR- Betriebs zu jeder Zeit ausgeführt werden, wenn der Motorbetriebszustand oder dessen Verbrennungszustand stabil ist. Demzufolge kann im Unter­ schied zur herkömmlichen Ausführung der EGR-Betrieb ausgeführt werden, ohne die Unstabilität des Verbrennungszustands unmittelbar nach dem Umschalten des Motorbetriebszustands zu erhöhen, so daß ein stabilerer Verbrennungszustand gewährleistet bleibt. Die durch den EGR-Betrieb rückgeführte Abgasmenge wird erhöht, und daher wird die Kraftstoffaus­ nutzung verbessert.

Im Hinblick hierauf ist es günstig, wenn die Steuereinheit (die ECU 2) den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß des Umschaltens der Motorbetriebszu­ stände ausführt (Zeit t5), wenn der EGR-Betrieb auf Ausführung geschaltet werden soll (Schritte 6 bis 8), falls der Motorbetriebszustand von dem All- Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, ein in Fig. 3 gezeigter Zustand, wobei die Antwort "Ja" in Schritten 1 bis 3 und 5 vorliegt, jedoch in Schritt 4 die Antwort "Nein", und daß die Steuereinheit den EGR-Betrieb zeitlich vor dem Umschalten der Motorbetriebszustände (Zeit t6) stoppt, wenn der EGR-Betrieb auf Stop geschaltet werden soll (Schritte 12 und 13), falls der Motorbetriebszustand von dem Zylinder- Abschaltbetrieb in den All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird. (Ein in Fig. 4 gezeigter Zustand, bei dem die Antwort "Ja" in Schritt 1 und 9 vorliegt, jedoch in Schritten 2 und 10 die Antwort "Nein").

Da diese EGR-Steuervorrichtung für den Motor mit Zylinderabschaltung den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß der Motorbetriebszustandumschaltung von dem All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb ausführt, wenn die Zeit zur Ausführung des EGR-Betriebs geeignet festgelegt ist, in einer unterschiedlichen Weise als bei der herkömmlichen Ausführung, kann der EGR-Betrieb während eines unstabilen Verbrennungszustands ausgesetzt werden und nach Stabilisierung ausgeführt werden. Daher kann während des Umschaltens vom All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb ein stabilerer Verbrennungszustand erreicht werden. Da ferner der EGR-Betrieb gestoppt wird, bevor der Motorbetriebszustand vom Zylinder-Abschaltbe­ trieb in den All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, wenn die Zeit zum Stoppen des EGR-Betriebs geeignet festgelegt ist, kann das Umschalten in den All-Zylinderbetrieb ausgeführt werden, wenn sich der Verbrennungszu­ stand nach Stopp des EGR-Betriebs stabilisiert hat.

Daher kann ein stabilerer Verbrennungszustand während des Umschaltens vom All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb erreicht werden.

Somit kann man während des Umschaltens vom Zylinder-Abschaltbetrieb in den All-Zylinderbetrieb einen stabileren Verbrennungszustand erhalten. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer EGR-Steuervorrichtung in einem Motor mit Zylinderabschaltung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm des Steuerprozesses für den EGR-Betrieb der EGR- Steuervorrichtung;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm für das Umschalten des Motors vom All-Zylinder­ betrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb zur Durchführung des EGR-Betriebs;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm für das Umschalten des Motors vom Abschalt- Zylinderbetrieb in den All-Zylinderbetrieb zum Stoppen des EGR-Betriebs; und

Fig. 5 ein Diagramm der Beziehung zwischen der EGR-Rate und dem Timer.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen eine EGR-Steuereinrichtung 1 für einen Motor 3 mit Zylinderabschaltung als Ausführung der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt den strukturellen Umriß des Motors 3 mit Zylinderabschaltung (nachfolgend als "Motor" bezeichnet) und eine EGR- Steuervorrichtung 1 dafür. Wie in der Figur gezeigt, umfaßt die EGR- Steuervorrichtung 1 eine ECU (Vergleichseinheit, Bestimmungseinheit und Steuereinheit) 2, ein EGR-Steuerventil (Öffnungs/Schließeinheit) 6, einen Hydrauliköl-Steuermechanismus 8, der mit der ECU 2 so verbunden ist, daß er Erfassungssignale von einem Wassertemperatursensor (Erfassungseinheit) 5 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur (Motortemperatur) TW des Motors 3, einem Hubsensor 7 zum Erfassen des Ventilhubbetrags des EGR- Steuerventils 6 und so fort erhält. Wie nachfolgend beschrieben, steuert/re­ gelt die ECU 2 den EGR-Betrieb durch Antrieb zum Öffnen oder Schließen des EGR-Steuerventils 6 in Antwort auf die Eingangssignale und schaltet den Motorbetriebszustand zwischen dem All-Zylinderbetrieb und dem Zylinder-Abschaltbetrieb um, durch Antrieb des Hydrauliköl-Mechanismus 8 nach Maßgabe der nachfolgend beschriebenen Betriebsparameter.

Der Motor ist ein Sechszylinder-V-Motor mit einzelner oben liegender Nockenwelle, dessen Laufbetrieb umschaltbar ist zwischen dem All- Zylinderbetrieb, bei dem alle sechs Zylinder normal arbeiten, und dem Zylinder-Abschaltbetrieb, bei dem die Kraftstoffzufuhr zu drei Zylindern der rechten Bank der sechs Zylinder unterbrochen wird, um diese drei Zylinder gemeinsam mit den Einlaß- und Auslaßventilen 4a und 4b in einem abgeschalteten Zustand zu halten, nach Maßgabe der vorbestimmten Betriebsparameter (wie etwa Drosselöffnungsgrad, Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit, Kühlwassertemperatur TW, Beschleunigungs- und Verzögerungszustände, und Gangzahl).

Fig. 1 zeigt eine Schnittstruktur wesentlicher Teile der rechten Bank des Motors 3, der nachfolgend beschrieben wird. Wie in der Figur gezeigt, umfaßt jeder Zylinder 3a des Motors 3 einen Kolben 3b und einen Ventilan­ triebsmechanismus 4, wobei jeder Ventilantriebsmechanismus zwei Einlaßventile 4a und zwei Auslaßventile 4b aufweist (in der Figur ist jeweils nur eines gezeigt), Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d zum Antrieb der Einlaßventile 4a bzw. der Auslaßventile 4b, eine Nockenwelle 4e zum Antrieb der Kipphebel 4c und 4d und so fort.

Die Einlaßventile 4a sind jeweils an einem Zylinderkopf 3e angebracht, um die Einlaßöffnung 3d einer Brennkammer 3c des Motors 3 zu öffnen und zu schließen, und sie sind frei beweglich angeordnet zwischen einer Ventil­ schließstelfung (der in Fig. 1 gezeigten Stellung), wobei die Einlaßöffnung 3d geschlossen ist, und einer Ventilöffnungsstellung (einer in der Figur nicht gezeigten Stellung), in der die Einlaßöffnung 3d geöffnet ist und das Ventil in die Brennkammer 3c hinein vorsteht. Das Einlaßventil 4a umfaßt eine Schraubenfeder, die in der Figur nicht gezeigt ist und die normalerweise eine Kraft in die Ventilschließstellung ausübt. Genauso wie die Einlaßventile 4a sind die Auslaßventile 4b jeweils an dem Zylinderkopf 3e angebracht, um die Auslaßöffnung 3f der Brennkammer 3c zu öffnen und zu schließen, und sind frei beweglich angebracht zwischen einer Ventilschließstellung (der in Fig. 1 gezeigten Stellung), bei der die Auslaßöffnung 3f geschlossen ist, und einer Ventilöffnungsstellung (in der Figur nicht gezeigt), wobei die Auslaßöffnung 3f geöffnet wird, indem das Ventil in die Brennkammer 3c vorsteht. Das Auslaßventil 4b umfaßt ebenfalls eine Schraubenfeder, die in der Figur nicht gezeigt ist und die normalerweise eine Kraft in Richtung der Ventilschließstellung ausübt.

Die Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d sind an einer Einlaß- bzw. Auslaßkipphebelwelle 4f und 4g frei verschwenkbar angebracht, und die Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 4f und 4g, die sich orthogonal zur Blattebene von Fig. 1 erstrecken, sind durch einen in der Figur nicht gezeigten Halter fest angebracht. Die äußeren Endteile der Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d stehen mit oberen Endabschnitten der Einlaß- bzw. Auslaßventile 4a und 4b in Berührung, und in der Figur nicht gezeigte Rollen sind an den inneren Endabschnitten der Einlaß- bzw. Auslaßkipphebel 4c und 4d angebracht. Einlaß- und Auslaßkupplungs-Kipphebel, die in der Figur nicht gezeigt sind, sind normalerweise mit den Einlaß- bzw. Auslaß­ kipphebeln 4c und 4d gekoppelt, und in der Figur nicht gezeigte Rollen sind an der Nockenwelle 4e zugewandten Endabschnitten der Einlaß- bzw. Auslaßkipphebel frei drehbar angebracht.

Die Nockenwelle 4e umfaßt Einlaß- und Auslaßantriebsnocken 4h und 4i mit Nockenflächen und mit vorbestimmten Querschnittsformen sowie Abschalt­ nocken 4k (in Fig. 1 ist nur einer gezeigt) mit vollständig kreisförmigem Querschnitt. Die Einlaß- und Auslaßkupplungs-Kipphebel-Rollen stehen normalerweise mit den Nockenflächen der Einlaß- bzw. Auslaßkipphebel 4h und 4i in Berührung, wobei die Oberflächen der Rollen unter Führung der Nockenflächen umlaufen, wenn sich die Nockenwelle 4e dreht. Diese Rollbewegung bewirkt, daß sich die Einlaß- und Auslaßkupplungs-Kipphebel um die jeweiligen Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 4f und 4g drehen, und hierbei drehen sich die Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d um die jeweiligen Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 4f und 4g. Diese Drehbewe­ gungen treiben die Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b zum jeweiligen Öffnen und Schließen gegen die von den Schraubenfedern ausgeübten Kräfte an.

Innerhalb der Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 4f und 4g sind Einlaß- und Auslaßölwege 8a und 8b ausgebildet, und stromaufwärtige Enden der Einlaß- und Auslaßölwege 4a und 4b sind mit dem Hydrauliköl-Steuermecha­ nismus 8 verbunden. Ein Ventilantriebsmechanismus 4 umfaßt einen Einlaßventil-Abschaltmechanismus, der in dem Einlaßkipphebel 4c und dem in der Figur nicht gezeigten Einlaßkupplungskipphebel enthalten ist, sowie einen Auslaßventil-Abschaltmechanismus, der in dem Auslaßkipphebel 4d und dem in der Figur nicht gezeigten Auslaßkupplungskipphebel enthalten ist, wobei stromaufwärtige Enden der Einlaß- und Auslaßölwege 8a und 8b mit diesen Einlaß- und Auslaßventil-Abschaltmechanismen verbunden sind.

Der Hydrauliköl-Steuermechanismus 8 ist eine Kombination eines Solenoid­ ventils und einer Hydrauliköl-Hilfspumpe, die beide mit der ECU 2 verbunden sind, und der Hydraulikölmechanismus 8 wird normalerweise mit niedrigem Hydrauliköldruck von einer Hydrauliköldruckquelle 9 versorgt. Die Hydraulik­ öl-Hilfspumpe wird durch ein Signal von der ECU 2 gestartet, und dies hebt den Hydrauliköldruck von einem niedrigen Hydrauliköldruck auf einen hohen Hydrauliköldruck. Das Solenoidventil wirkt so, daß es den niedrigen Hydrauliköldruck den Einlaß- und Auslaßventilabschaltmechanismen über die Einlaß- und Auslaßölwege 8a und 8b dann anlegt, wenn es nicht erregt ist, und den hohen Hydrauliköldruck von der Hydraulikölhilfspumpe an die Einlaß- und Auslaßventil-Abschaltmechanismen selektiv anlegt, wenn es durch ein Signal von der ECU 2 erregt wird. Auf diese Weise steuert der Hydrauliköl- Steuermechanismus 8 den Ölhydraulikdruck für die Einlaß- und Auslaßventil­ abschaltmechanismen normal mit einem niedrigen Hydrauliköldruck, jedoch bei Betrieb durch die ECU 2 mit einem hohen Hydrauliköldruck.

Wenn der hohe Hydraulikdruck von dem Hydrauliköl-Drucksteuermechanis­ mus 8 angelegt wird, entkoppeln die Einlaß- und Auslaßventilabschaltme­ chanismen die Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d von den Einlaß- und Auslaßkupplungs-Kipphebeln. Während des Entkuppelns von den Einlaß- und Auslaßkupplungs-Kipphebeln werden die oben beschriebenen Rollen der Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d entlang den Nockenflächen der Abschaltnocken 4k der Nockenwellen 4e geführt, und in diesem Fall werden die Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand mit den durch die Schraubenfedern der Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b ausgeübten Kräften gehalten, ohne sich um die Einlaß- und Auslaßkipphebelwellen 4f und 4g zu drehen, da die Abschaltnocken 4k die vollkreisförmigen Querschnitte haben. Somit gehen die Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b in den Abschaltzustand.

Wenn hingegen der niedrige Ölhydraulikdruck an die Einlaß- und Auslaßven­ tilabschaltmechanismen angelegt wird, indem der Antrieb des Hydrauliköl­ steuermechanismus 8 durch die ECU 2 ausgesetzt wird, koppeln die Einlaß- und Auslaßventilabschaltmechanismen die Einlaß- und Auslaßkipphebel 4c und 4d mit den Einlaß- und Auslaß-Kupplungskipphebeln. Hierdurch kehren die Einlaß- und Auslaßventile in ihren Betriebszustand zurück. Wie oben beschrieben, können die Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b zwischen den Stopp- und Betriebszuständen umgeschaltet werden durch Antrieb und Stoppen des Hydraulikölsteuermechanismus 8 durch die ECU 2 mit der nachfolgend in den Fig. 3 und 4 gezeigten Zeit.

Die rechte Bank des Motors 3 hat die oben beschriebene Struktur, und die linke Bank hat genau dieselbe Struktur wie die rechte Bank, außer daß die Einlaß- und Auslaßventil-Abschaltmechanismen für die Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b und die Einlaß- und Auslaßölwege 4a und 4b nicht vorgesehen sind.

Kraftstoffeinspritzventile 10 sind an dem Motor 3 so angebracht, daß sie jeweils zu dessen Einlaßöffnungen 3d weisen, und die ECU 2 steuert die Dauer und Zeit der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 10. Wie später beschrieben, werden die Kraftstoffeinspritzventile an der rechten Bank abgeschaltet, um eine Kraftstoffunterbrechungssteuerung (nachfolgend als "F/C" bezeichnet) auszuführen, bei der die Kraftstoffzufuhr zur rechten Bank abgeschaltet wird. Der Wassertemperatursensor 5, der aus Thermistoren usw. besteht, ist an dem Motor 3 angebracht, und der Wassertemperatursensor 5 erfaßt die Motorwassertemperatur TW des Motors 3 und leitet das Erfassungssignal an die ECU 2.

Der Motor 3 umfaßt ein EGR-Rohr (EGR-Weg) 13 zum Verbinden eines Ansaugrohrs 11 mit einem Abgasrohr 12. Das EGR-Rohr 13 dient zur Ausführung des EGR-Betriebs, wobei das Abgas vom Motor 3 zur Einlaß­ seite rückgeführt wird, um das NOX im Abgas durch Senken der Verbren­ nungsstemperatur innerhalb der Brennkammer 3c zu reduzieren, und ein Ende desselben ist mit dem Ansaugrohr 11 stromab eines Drosselventils verbunden, das in der Figur nicht gezeigt ist, während das andere Ende desselben mit dem Abgasrohr 12 stromauf eines Dreiwegekatalysators verbunden ist, der in der Figur nicht gezeigt ist.

Das EGR-Steuerventil 6 ist an dem EGR-Rohr 13 angebracht. Das EGR- Steuerventil 6 ist ein Linear-Solenoidventil, dessen Ventilhubbetrag sich nach Maßgabe später beschriebener Treibersignale von der ECU 2 ändert, um hierdurch das EGR-Rohr 13 zu öffnen und zu schließen. Der Ventilhub­ sensor 7 ist an dem EGR-Steuerventil 6 angebracht, und die ECU 2 steuert/regelt die rückgeführte Abgasmenge an der Einlaßseite, oder die EGR-Rate, durch Erfassen eines gegenwärtigen Ventilhubbetrags des EGR- Steuerventils 6 mit den Erfassungssignalen von dem Ventilhubsensor 7 und Rückkopplung des Ventilhubbetrags des EGR-Steuerventils 6 nach Maßgabe des erfaßten Werts.

Andererseits umfaßt der Motor 3 einen Kurbelwinkelsensor (in der Figur nicht gezeigt), der ein OT-Signal als Impulssignal an die ECU 2 gemäß der Umdrehung einer Kurbelwelle ausgibt, die in der Figur nicht gezeigt ist. Das OT-Signal zeigt an, daß sich der Kolben 3b an seinem oberen Totpunkt befindet, wo der Ansaughub jedes Zylinders 3a beginnt, wobei alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle sechs Impulse ausgegeben werden. Das OT- Signal dient als Triggersignal zum Ausführen eines später beschriebenen Steuer/Regelprozesses des EGR-Betriebs durch die ECU 2.

Die ECU 2 umfaßt einen Mikrocomputer mit CPU, RAM, ROM, Eingabe/Aus­ gabeschnittstelle und so fort (in der Figur jeweils nicht gezeigt). Die Erfassungssignale von dem Wassertemperatursensor 5, dem Hubsensor 7 und dem Kurbelwinkelsensor werden nach A/D-Wandlung und Formkorrek­ tur dem Mikrocomputer zugeführt. In Antwort auf die Eingaben gibt der Mikrocomputer Treibersignale an den Hydrauliköl-Steuermechanismus 8 und das EGR-Steuerventil 6 über die Ausgabeschnittstelle aus, auf der Basis von Steuerprogrammen, Kennfeldern und so fort, die in dem ROM gespeichert sind (in der Figur jeweils nicht gezeigt). Die ECU führt den EGR-Betrieb nach Maßgabe hiervon aus und führt ferner die Umschaltsteuerung zwischen dem All-Zylinderbetrieb und dem Zylinder-Abschaltbetrieb des Motors 3 aus, wie später beschrieben.

Der Steuer/Regelprozeß des EGR-Betriebs, den die ECU 2 ausführt, wird nun anhand des Flußdiagramms in Fig. 2 beschrieben. Dieser Prozeß wird synchron bei jedem OT-Signal ausgeführt, das der ECU 2 zugeführt wird.

Bei diesem Prozeß wird zuerst in Schritt 1 (in Fig. 2 und im folgenden als S1 abgekürzt) bestimmt, ob vorbestimmte Bedingungen zur Ausführung des EGR-Betriebs erfüllt sind oder nicht. Die vorbestimmten Bedingungen umfassen beispielsweise, daß die Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses ausgeführt wird, daß der Kraftstoffunterbrechungs-Betrieb nicht ausgeführt wird, daß das Drosselventil nicht vollständig geöffnet ist und so fort.

Wenn die Antwort in Schritt 1 "Ja" ist, d. h. wenn die vorbestimmten Bedingungen zur Ausführung des EGR-Betriebs erfüllt sind, wird in Schritt 2 bestimmt, ob die Bedingungen für die Zylinderabschaltung erfüllt sind oder nicht. Die Bestimmung der Bedingungen für die Zylinderabschaltung wird nach Maßgabe des Zylinderabschaltflag F_CYLSTP ausgeführt. Das Zylinderabschaltflag F_CYLSTP wird nach Maßgabe vorbestimmter Betriebsparameter in einem Zylinderabschalt-Bestimmungsprogramm gesetzt, das in der Figur nicht gezeigt ist, das auf "1" gesetzt wird, wenn die Zylinderabschaltbedingungen erfüllt sind, und auf "0" rückgesetzt wird, wenn die Zylinderabschaltbedingungen nicht erfüllt sind. In diesem Fall umfassen jene Parameter, die für die vorbestimmten Betriebsparameter verwendet werden, den Drosselöffnungsgrad, die Motordrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motorwassertemperatur TW, die Beschleuni­ gungs- und Verzögerungszustände, und die Schrittzahl von Gängen. Falls das Zylinderabschaltflag F_CYLSTP zwischen "1" und "0" umschaltet, wird eine Umschaltsteuerung zwischen dem All-Zylinderbetrieb und dem Zylinder- Abschaltbetrieb des Motors 3 gemäß den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Zeitdiagrammen ausgeführt.

Wenn die Antwort in Schritt 2 "Ja" ist, d. h. wenn ein Zylinderabschaltflag F_CYLSTP im Zylinder-Abschaltbetrieb auf "1" gesetzt ist, wird in Schritt S3 bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur TW höher als ein unterer Grenzwert TWE1L (zweite vorbestimmte Temperatur) (TW < TWE1L) ist oder nicht. Der untere Grenzwert TWE1L wird als Schwellenwert dort gesetzt, wo sich kompatibel sowohl eine Minderung unverbrannter Abgase als auch eine NOX-Steuerung im Abgas erreichen läßt und auch eine Verbesserung der Kraftstoffausnutzung erreichen läßt, ohne die Verbren­ nungstemperaturen in den arbeitenden Zylindern 3a übermäßig zu senken, wenn der EGR-Betrieb im Zylinder-Abschaltbetrieb bei höheren Kühlwasser­ temperaturen TW als dieser ausgeführt wird. Beispielsweise beträgt der Setzwert 25%.

Wenn die Antwort in Schritt 3 "Ja" ist, oder wenn die Kühlwassertempera­ tur TW höher als der untere Grenzwert TWE1L ist, wird in Schritt 4 geprüft, ob die Kühlwassertemperatur TW höher als der obere Grenzwert TWE1H (erste vorbestimmte Temperatur) (TW < TWE1H) ist oder nicht. Der obere Grenzwert TWE1H wird als ein Schwellenwert dort gesetzt, wo sich kompatibel sowohl eine Minderung unverbrannter Gase als auch eine NOX- Steuerung im Abgas erreichen läßt und sich ferner eine günstige Fahrlei­ stung erreichen läßt, ohne die Verbrennungstemperaturen in den laufenden Zylindern 3a übermäßig zu senken, wenn der EGR-Betrieb nicht nur im Zylinder-Abschaltbetrieb ausgeführt wird, sondern auch im All-Zylinder­ betrieb. Beispielsweise beträgt der Setzwert 50°C.

Wenn in Schritt 4 die Antwort "Ja" ist, d. h. wenn die Kühlwassertempera­ tur TW höher als der obere Grenzwert TWE1H ist, was einen Zustand bezeichnet, bei dem der oben beschriebene Verbrennungszustand verfügbar ist, wenn der EGR-Betrieb ausgeführt wird, wird in Schritt 6 das EGR-Flag F_EGR auf "1" gesetzt. Das EGR-Flag F_EGR ist ein Flag, das die Ausfüh­ rung oder den Stopp (keine Ausführung) des EGR-Betriebs bezeichnet, wobei der Wert "1" sagt, daß der EGR-Betrieb ausgeführt wird, während der Wert "0" sagt, daß der EGR-Betrieb gestoppt ist (keine Ausführung).

Anschließend wird in Schritt 7 eine Ventilhubbetrag-LCMD-Berechnungsrou­ tine ausgeführt. In dieser Berechnungsroutine wird der berechnete Ventilhubbetrag LCMDN erhalten durch Absuchen eines Kennfelds der Beziehung zwischen dem vorbestimmten Betriebsparameter (beispielsweise der Motordrehzahl und des Unterdrucks im Ansaugrohr), und dem Ventilhub­ betrag LCMD des EGR-Steuerventils 6. Dann wird in Schritt 8 der berechne­ te Ventilhubbetrag LCMDN auf den Ventilhubbetrag LCMD gesetzt, um den Prozeß zu beenden. Nun wird der auf diese Weise gesetzte Ventilhubbetrag LCMD an das EGR-Steuerventil 6 als Treibersignal ausgegeben. Wie oben beschrieben, wird der EGR-Betrieb in den Schritten 6 bis 8 ausgeführt.

Wenn die Antwort in Schritt 1 "Nein" ist, d. h. wenn die vorbestimmten Bedingungen zur Ausführung des EGR-Betriebs nicht erfüllt sind, wird in Schritt 11 ein Herunterzähl-Timer tm auf einen vorbestimmten Wert TEGRON gesetzt (z. B. 200 bis 500 ms) und gestartet. Wie später beschrie­ ben, dient der Timer tm zum Aufstellen der EGR-Betriebszeit, und der EGR- Betrieb wird nach Maßgabe des Ablaufs des Timers tm ausgeführt.

Nachfolgend wird der Ventilhubwert LCMD des EGR-Steuerventils 6 auf "0" gesetzt, und das EGR-Flag F_EGR wird auf "0" rückgesetzt, um diesen Prozeß zu beenden (Schritte 12 und 13). In diesem Fall bedeutet das Rücksetzen des Ventilhubwerts LCMD auf "0" das Schließen des EGR- Steuerventils 6, d. h. das Schließen des EGR-Rohrs 13 zum Stopp des EGR- Betriebs. Wie oben beschrieben, wird der EGR-Betrieb in den Schritten 12 und 13 gestoppt.

Wenn die Antwort in Schritt 2 "Nein" ist, d. h. wenn die Zylinderabschaltbe­ dingungen nicht erfüllt sind, wird, genauso wie in Schritt 7, in Schritt 9 bestimmt, ob die Motorwassertemperatur TW höher ist als der untere Grenzwert TWE1L oder nicht. Wenn die Motorwassertemperatur TW nicht höher als der untere Grenzwert TWE1L ist, werden genauso wie oben die Schritte 11 bis 13 ausgeführt. Und wenn sie höher ist, wird genauso wie in Schritt 4 in Schritt 10 bestimmt, ob die Motorwassertemperatur TW höhr als der obere Grenzwert TWE1H ist oder nicht. Wenn die Motorwassertem­ peratur TW höher als der untere Grenzwert TWE1H ist, werden genauso wie oben die Schritte 6 bis 8 ausgeführt, und wenn sie nicht höher als der obere Grenzwert TWE1H ist, werden die Schritte 11 bis 13 ausgeführt.

Wenn die Antwort in Schritt 4 "Nein" ist, d. h. wenn die Motorwassertempe­ ratur TW TWE1L < TW ≦ TWE1H ist, wird in Schritt S bestimmt, ob ein Timer tm abgelaufen ist (tm = 0) oder nicht. Wenn die Antwort "Ja" ist, d. h. wenn der Timer tm abgelaufen ist, ist der Verbrennungszustand durch Ablauf der Zeit nach dem Übergang des Motorbetriebszustands vom All- Zylinderbetrieb zum Zylinder-Abschaltbetrieb stabilisiert. Da man annehmen kann, daß der oben beschriebene Effekt auf den Betrieb des EGR zurück­ geht, werden die Schritte 6 bis 8 ausgeführt. Wenn jedoch der Timer tm nicht abgelaufen ist, wird der EGR-Betrieb durch Ausführung der Schritte 12 und 13 gestoppt. Wie oben beschrieben, steuert die ECU 2 die Ausführung und den Stopp des EGR-Betriebs.

Wie oben erläutert, führt die erfindungsgemäße EGR-Steuervorrichtung 1 eines Motors mit Zylinderabschaltung den EGR-Betrieb aus, wenn die Kühlwassertemperatur TW höher als der obere Grenzwert TWE1H ist (TW < TWE1H). Wie oben beschrieben, wird der obere Grenzwert TWE1H auf einen derart geeigneten Schwellenwert gesetzt, daß die Verbrennungstem­ peraturen nicht übermäßig sinken, wenn der EGR-Betrieb ausgeführt wird. Andererseits wird im Zylinder-Abschaltbetrieb der EGR-Betrieb ausgeführt, wenn die Kühlwassertemperatur TW höher als der untere Grenzwert TWE1L ist und nicht höher als der obere Grenzwert TWE1H (TWE1L < TW ≦ TWE1H), und auch wenn sie höher ist als der obere Grenzwert TWE1H. Der untere Grenzwert TWE1L wird auch auf einen derart geeigneten Wert gesetzt, daß die Verbrennungstemperaturen nicht übermäßig sinken, wenn der EGR-Betrieb im Zylinder-Abschaltbetrieb ausgeführt wird. Da die EGR- Steuervorrichtung dieser Ausführung den EGR-Betrieb im Zylinder-Abschalt­ betrieb im niedrigen Temperaturbereich ausführt (TWE1L < TW ≦ TWE1H), wo die herkömmliche EGR-Steuervorrichtung den EGR-Betrieb im All- Zylinderbetrieb ausgeführt hat, wenn man dies mit der herkömmlichen Ausführung vergleicht, können auf diese Weise die Verbrennungstemperatu­ ren durch Minderung des Pumpverlusts in den arbeitenden Zylindern 3a angehoben werden. Dies kann die Kraftstoffausnutzung verbessern und die unverbrannten Gase im Abgas reduzieren, durch Minderung der an den Brennkammerwänden 3c anhaftenden Kraftstoffmenge. Da ferner das NOX im Abgas, das bei zunehmender Verbrennungstemperatur zunimmt, durch Ausführung des EGR-Betriebs genauso wie bei der herkömmlichen Ausführung gesenkt werden kann, erreicht man kompatibel eine Verbesse­ rung sowohl der Minderung unverbrannter Gase als auch der NOX- Steuerung und eine Verbesserung der Abgaseigenschaften. Daher können sowohl die Kraftstoffausnutzung als auch die Abgaseigenschaften verbessert werden.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung die Kühlwassertemperatur TW als Motortemperatur verwendet wird, ist die Ausführung nicht hierauf beschränkt, sondern umfaßt auch jede andere Größe, die die Motorverbren­ nungstemperaturen widerspiegelt, wie etwa den Zylinderinnendruck. Obwohl in der obigen Ausführung die erste und die zweite vorbestimmte Temperatur TWE1H und TWE1L auf 50°C bzw. 25°C gesetzt ist, ist die erste und die zweite vorbestimmte Temperatur TWE1H und TWE1L nicht hierauf beschränkt, sondern sie können auf jede geeignete Temperatur gesetzt werden, wo die Kraftstoffausnutzung und die Abgaseigenschaften verbessert werden können, nach Maßgabe der jeweiligen Motortypen.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung der untere Grenzwert TWE1L fest ist (z. B. 25°C), ist die Ausführung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann eine Zerstäubungszustands-Erfassungseinheit vorgesehen sein, um den Kraftstoff-Zerstäubungszustand zu erfassen, wobei der untere Grenzwert TWE1L mit einem unteren Wert modifiziert oder korrigiert werden kann, wenn der von der Zerstäubungs-Erfassungseinheit erfaßte Zerstäu­ bungszustand einem günstigen Zerstäubungszustand entspricht. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Kraftstoffausnutzung. In diesem Fall kann die Zerstäubungszustands-Erfassungseinheit jede Einrichtung sein, die Kraftstofftemperaturen, Kraftstofftypen (Zerstäubungsneigung), Wirbelzustand und Hilfsluftzustand innerhalb der Brennkammer und so fort erfassen kann.

Nachfolgend wird die Beziehung zwischen konkreten Arbeitszeiten bei der Motorbetriebszustand-Umschaltung und den Zeiten der EGR-Betriebs- Umschaltung anhand der Zeitdiagramme der Fig. 3 und 4 beschrieben, wobei in diesem Fall die Motorwassertemperatur TW auf TW1L < TW ≦ TWE1H beträgt, unter Erfüllung der vorbestimmten Bedingungen in Schritt 1, wie in Fig. 2 gezeigt. In beiden Figuren bezeichnen die horizontalen Achsen die Zeit, während die gepunkteten Linien, welche die Horizontal­ achsen in den Figuren schneiden, die OT-Signaleingabezeiten darstellen.

Fig. 3 zeigt zunächst einen Fall der Umschaltung zur Ausführung des EGR- Betriebs, wenn der Motorbetriebszustand vom All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird. Wenn bei Erfüllung der Zylinderabschaltbedingungen während des All-Zylinderbetriebs das Zylinderabschaltflag F_CYLSTP auf "1" gesetzt ist, wird unmittelbar danach ein Flag F_CSIN, das anzeigt, daß die Zylinderabschaltsteuerung aktiv ist, bei einer OT-Signaleingabezeit (Zeit t1) auf "1" gesetzt. Da in diesem Fall die Motorwassertemperatur TW bei TWE1L < TW ≦ TWE1H liegt, wird der Timer tm bei einer OT-Signaleingabezeit (Zeit tx) gestartet, bevor das Flag F_CYLSTP auf "1" gesetzt wird, wie in Schritt 2 gezeigt, und in Schritten 9 bis 11 in der oben beschriebenen Fig. 2.

Zu einer dritten OT-Signaleingabezeit (Zeit t2) wird, nachdem das oben beschriebene Flag F_CSIN auf "1" gesetzt wurde, das F/C (Kraftstoffzufuhr­ unterbrechung) an den Zylindern 3a der rechten Bank des Motors 3 ausgeführt (AUS → EIN). Anschließend wird das Abschalten der Einlaßventi­ le 4a bei einer sechsten OT-Signaleingabezeit (Zeit t3) ab der F/C-Ausfüh­ rungszeit (Zeit t2) ausgeführt, und bei der achten OT-Signaleingabezeit (Zeit t4) wird die Abschaltung der Auslaßventile 4b ausgeführt. Das Aussetzen der Einlaßventile 4a erfolgt vor dem Aussetzen der Auslaßventile 4b, um das Abführen der Verbrennungsgase zu gewährleisten; wenn die Auslaßven­ tile 4b gleichzeitig mit den Einlaßventilen 4a abgeschaltet würden, oder wenn die Auslaßventile 4b vor den Einlaßventilen 4a abgeschaltet würden, würden Verbrennungsgase innerhalb der Zylinder 3a verbleiben. Wie oben beschrieben, erfolgt das Aussetzen der Einlaßventile 4a und der Auslaßven­ tile 4b durch Antrieb der Hydraulikölhilfspumpe und des Solenoidventils des Hydraulikölsteuermechanismus 8 und durch Anlegen des hohen Hydrauliköl­ drucks an den Einlaßventil-Abschaltmechanismus bzw. den Auslaßventil- Abschaltmechanismus zu den oben beschriebenen Zeiten (Zeiten t3 und t4).

Gleichzeitig mit der Ausführung des Abschaltens der Auslaßventile 4b wird das oben beschriebene Flag F_CSIN auf "0" rückgesetzt, während ein Flag F_CSOUT, das anzeigt, daß Zylinder abgeschaltet sind, auf "1" gesetzt wird. Dies beendet die Zylinderabschaltsteuerung, und der All-Zylinder­ betrieb wird vollständig in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet. Anschließend wird das EGR-Flag EGR auf "1" gesetzt, und der EGR-Betrieb wird bei der OT-Signaleingabezeit (Zeit t5) unmittelbar nach Ablaufzeit ty des Timers tm ausgeführt. D. h. durch Antrieb des EGR-Steuerventils 6 auf einen Ventilhubbetrag LCMD, der in Schritt 8 in Fig. 2 gesetzt worden ist, wird das Abgas durch das EGR-Rohr 13 zur Einlaßseite rückgeführt. Der vorbestimmte Wert TEGRON für den Timer tm wird gesetzt, um zu einem Zeitpunkt zu enden, wenn sich der Verbrennungszustand in den Zylindern der linken Bank stabilisiert hat, während der Motor 3 im Zylinder-Abschalt­ betrieb ist, und daher wird der EGR-Betrieb zu einer Zeit (Zeit t5) nach Stabilisierung des Verbrennungszustands in den Zylindern der linken Bank ausgeführt.

Wenn, wie oben beschrieben, die Ausführung des EGR-Betriebs gewählt werden soll, wenn der Motorbetriebszustand des Motors 3 vom All- Zylinderbetrieb zum Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, wird der EGR-Betrieb zu der Zeit (Zeit t5) ausgeführt, die hinter die Umschaltzeit (Zeit t4) vom All-Zylinderbetrieb zum Zylinder-Abschaltbetrieb verlegt ist. Das Intervall zwischen der Zeit t4 und der Zeit t5 wird durch den vorbestimmten Wert TEGRON bestimmt, der in einem Timer tm gesetzt wird, und da der vorbestimmte Wert TEGRON gesetzt wird, um zu dem Zeitpunkt zu enden, wenn sich der Verbrennungszustand in den Zylindern der linken Bank stabilisiert hat, kann der EGR-Betrieb zu der Zeit (Zeit t5) ausgeführt werden, wenn sich der Verbrennungszustand in den Zylindern der linken Bank nach Umschalten in den Zylinder-Abschaltbetrieb stabilisiert hat. Im Unterschied zur herkömmlichen Ausführung kann daher der EGR-Betrieb dann nicht ausgeführt werden, wenn die Zylinder der linken Bank in einem unstabilen Verbrennungszustand sind, jedoch nach der Stabilisierung, und daher kann ein stabilerer Verbrennungszustand während des Umschaltens vom All-Zylinderbetrieb zum Zylinder-Abschaltbetrieb erreicht werden.

Fig. 4 zeigt einen Fall der Umschaltung zum Stopp des EGR-Betriebs, wenn der Motorbetriebszustand von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zu dem All- Zylinderbetrieb umgeschaltet wird. Wenn das Flag F_CYLSTP auf "0" rückgesetzt wird, durch nichtvorliegende Erfüllung der Zylinder-Abschaltbe­ dingungen während des Zylinder-Abschaltbetriebs, wird unmittelbar danach bei der OT-Signaleingabezeit (Zeit t6) das Flag F_EGR auf "0" rückgesetzt, und der EGR-Betrieb wird gestoppt. D. h. das EGR-Steuerventil 6 wird angetrieben, um den Ventilhubbetrag LCMD abzuschalten (LCMD = 0) gemäß Festlegung in Schritt 12 in Fig. 2, und daher wird das EGR-Rohr 13 geschlossen. Gleichzeitig hiermit wird die Abschaltung der Auslaßventile 4b aufgehoben, d. h. der Antrieb der Hydraulikölhilfspumpe und des Solenoid­ ventils des Hydraulikölsteuermechanismus 8 wird gestoppt, und daher wirkt der niedrige Hydrauliköldruck auf den Auslaßventil-Abschaltmechanismus.

Anschließend wird zu einer sechsten OT-Signaleingabezeit (Zeit t7) das Abschalten der Einlaßventile 4a aufgehoben, und gleichzeitig wird das F/C der rechten Bank gestoppt (EIN → AUS). Dies startet die Verbrennung der Zylinder 3a der rechten Bank. Dann wird zur nächsten OT-Signaleingabezeit (Zeit t8) das Flag F_CSOUT, das anzeigt, daß die Zylinder abgeschaltet sind, auf "0" rückgesetzt, und die Zylinder-Rücksetzsteuerung endet zur vierten OT-Signaleingabezeit (Zeit t9) von dieser.

Wenn wie oben beschrieben der Stopp des EGR-Betriebs gewählt werden soll, wenn der Motorbetriebszustand des Motors 3 von dem Zylinder- Abschaltbetrieb zu dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, können die Zylinder 3 der rechten Bank in den Verbrennungszustand zum Zeitpunkt der Verbrennungsstabilisierung in den Zylindern der linken Bank nach dem Stopp des EGR-Betriebs umgeschaltet werden, da ein Intervall oder Abstand von sechs OT-Signalen zwischen der EGR-Betriebs-Stoppzeit (Zeit t6) und der Umschaltzeit (Zeit t7) vorhanden ist, wenn die Zylinder 3a der rechten Bank in den Verbrennungszustand umgeschaltet werden. Daher kann der Motor 3 in den Verbrennungszustand aller Zylinder angenähert ohne Einfluß vom Umschalten des EGR-Betriebs umgeschaltet werden, wodurch sich ein stabilerer Verbrennungszustand beim Umschalten von dem Zylinder- Abschaltbetrieb zum All-Zylinderbetrieb erreichen läßt. (Wie in Fig. 4 gezeigt, ist in diesem Fall die Wiedergewinnungszeit für den All-Zylinderbe­ trieb des Motors 3 die Zeit t9, während die Verbrennungsstartzeit zum Abschalten der Zylinder 3a der rechten Zylinderbank die Zeit t7 ist. Dadurch ist es möglich, die EGR-Betriebs-Stoppzeit (Zeit t6) mit der Verbrennungs­ startzeit der rechten Bank (Zeit t7) zu vergleichen, wenn der Einfluß auf den Verbrennungszustand der Zylinder der linken Bank vom Stopp des EGR- Betriebs berücksichtigt wird).

Wie oben erläutert, kann bei der EGR-Steuereinrichtung 1 dieser Ausführung ein stabilerer Verbrennungszustand während des Umschaltens des Motorbetriebszustands des Motors 3 erreicht werden, entweder wenn der EGR-Betrieb beim Umschalten vom All-Zylinderbetrieb in den Zylinder- Abschaltbetrieb ausgeführt wird, oder wenn der EGR-Betrieb beim Umschalten vom Zylinder-Abschaltbetrieb zum All-Zylinderbetrieb gestoppt wird.

Obwohl in der obigen Ausführung die EGR-Betrieb-Stoppzeit (Zeit t6) und die Auslaßventil 4b-Abschalt-Aufhebungszeit (Zeit t6) synchron sind, wenn der Motor 3 von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zu dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, ist die Ausführung nicht hierauf beschränkt. Statt dessen kann zeitlich mit Ablauf eines vorbestimmten Intervalls nach Stopp des EGR-Betriebs, beispielsweise nach Aufhebung der Abschaltung des Auslaßventils 4b eine OT-Signaleingabezeit nach einigen OT-Signaleingaben, die F/C-Steueraufhebung und die Auslaßventil 4b-Abschalt-Aufhebung zu einer OT-Signaleingabezeit nach einigen anderen OT-Signaleingaben ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine Umschaltung des Motors 3 von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zu dem All-Zylinderbetrieb, wenn sich der Verbrennungszustand des Motors 3 weiter stabilisiert hat.

Falls der Motorbetriebszustand zwischen dem Zylinder-Abschaltbetrieb und dem All-Zylinderbetrieb nach Umschaltung des EGR-Betriebs von Stopp zur Ausführung umgeschaltet wurde, kann als Alternative die Umschaltzeit so gesteuert werden, daß nach Maßgabe der dann aufgestellten EGR-Rate modifiziert wird. Genauer gesagt kann der Timerwert zum Entscheiden der Motorbetriebszustand-Umschaltzeit nach Maßgabe der EGR-Rate anhand einer Tabelle aufgestellt werden, welche die Beziehung zwischen der EGR- Rate und dem Timer bzw. dessen Zeitablauf darstellt, wie in Fig. 5 gezeigt. Dies ermöglicht eine Verlagerung der Motorbetriebszustandumschaltzeit durch Setzen eines größeren Timer- bzw. Zeitwerts für die größere EGR- Rate, wobei der Einfluß der Umschaltung des EGR-Betriebs auf den Verbrennungszustand des Motors 3 noch weiter reduziert werden kann, was eine Umschaltung des Motors 3 nach Stabilisierung des Verbrennungszu­ stands ermöglicht.

Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung der EGR-Betrieb ohne Rücksicht auf die Motorbetriebszustand-Umschaltung fortgeführt wird, wenn die Motorwassertemperatur bei TWE1H < TW liegt, kann auch in diesem Fall der EGR-Betrieb zeitlich nach dieser Umschaltzeit ausgeführt werden durch Stoppen des EGR-Betriebs während der Motorbetriebszu­ Standumschaltung durch Ausführung der Schritte 5 und 11 unter Nutzung dieses Timers tm, wie oben beschrieben.

Wie oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße EGR-Steuervorrichtung die Kraftstoffausnutzung und die Abgaseigenschaften durch geeignete Ausführung des EGR-Betriebs verbessern, wenn die Motortemperatur gering ist.

Ferner kann die erfindungsgemäße EGR-Steuervorrichtung den EGR-Betrieb steuern, um einen stabileren Verbrennungszustand zu erreichen, wenn der Motorbetriebszustand zwischen dem All-Zylinderbetrieb und dem Zylinder- Abschaltbetrieb umgeschaltet wird. Daher kann die vom EGR rückgeführte Abgasmenge erhöht werden, wodurch sich die Kraftstoffausnutzung verbessern läßt.

Eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor 3 mit Zylinderabschaltung, dessen Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb und einem Zylinder-Abschaltbetrieb umschaltbar ist, steuert/regelt den EGR-Betrieb, bei dem Abgas aus dem Motor zur Einlaßseite rückgeführt wird. Die EGR- Steuervorrichtung 1 umfaßt ein EGR-Steuerventil 6 zum Öffnen und Schließen des EGR-Rohrs 13, einen Wassertemperatursensor 5 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur TW sowie eine ECU 2. Die ECU 2 steuert den EGR-Betrieb zur Ausführung, wenn im All-Zylinderbetrieb ("Nein" in Schritt 2) die Kühlwassertemperatur TW höher ("Ja" in Schritt 10) ist als der obere Grenzwert TWE1H, oder wenn im Zylinder-Abschaltbe­ trieb ("Ja" in Schritt 2) die Kühlwassertemperatur TW höher ist als der untere Grenzwert TWE1L.

Claims (16)

1. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor mit Zylinderabschaltung, die einen EGR-Betrieb derart steuert/regelt, daß Abgas aus dem Motor (3) mit Zylinderabschaltung durch einen EGR-Weg (13) zur Einlaßseite rückgeführt wird, wobei der Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb, in dem alle Zylinder arbeiten, und einem Abschalt- Zylinderbetrieb, bei dem ein Teil der Zylinder (3a) abgeschaltet ist, umschaltbar ist, wobei die EGR-Steuervorrichtung umfaßt:
eine Öffnungs/Schließeinheit (6) zum Öffnen und Schließen des EGR- Wegs (13);
eine Erfassungseinheit (5) zum Erfassen einer Motortemperatur (TW) des Motors (3) mit Zylinderabschaltung;
eine Vergleichseinheit (2; Schritte 3, 4, 9, 10) zum Vergleichen der von der Erfassungseinheit (5) erfaßten Motortemperatur mit einer ersten vorbestimmten Temperatur (TWE1H) und einer zweiten vorbestimmten Temperatur (TWE1L), die niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur (TWE1H);
eine Bestimmungseinheit (2, Schritt 2) zur Bestimmung, ob der Motorbetriebszustand der All-Zylinderbetrieb oder der Abschalt- Zylinderbetrieb ist; und
eine Steuereinheit (2) zum Steuern des EGR-Betriebs zur Ausführung (Schritte 6 bis 8), wenn im All-Zylinderbetrieb die Motortemperatur (TW) höher als die erste vorbestimmte Temperatur (TWE1H) ist, und, wenn im Abschalt-Zylinderbetrieb die Motortemperatur (TW) höher als die zweite vorbestimmte Temperatur (TWE1L) ist, zum Antreiben der Öffnungs/Schließeinheit (6) zum Öffnen oder Schließen nach Maßgabe eines Ergebnisses des Vergleichs durch die Vergleichsein­ heit und eines Ergebnisses der Bestimmung durch die Bestimmungs­ einheit.

2. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wert nach Maßgabe von Kraftstoff-Zerstäubungszuständen modifiziert wird.

3. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wert auf einen kleineren Wert modifiziert wird, wenn der Zerstäubungszustand günstig ist.

4. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Zerstäubungs-Erfassungseinheit zur Erfassung des Kraftstoff-Zerstäubungszustands nach Maßgabe der Kraftstofftemperaturen oder/und der Kraftstofftypen oder/und der Wirbelzustände innerhalb der Brennkammern oder/und der Hilfsluftzu­ stände.

5. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine weitere Bestimmungseinheit (2, Schritte 1-5, 9, 10) zur Bestimmung, ob Bedingungen zu Ausführungen des EGR-Betriebs erfüllt sind oder nicht; und
wobei die Steuereinheit (2) ferner die Umschaltung zwischen Ausführung und Stopp des EGR-Betriebs steuert/regelt durch Antrieb der Öffnungs/Schließeinheit (6) zum Öffnen oder Schließen nach Maßgabe von Ergebnissen der weiteren Bestimmungseinheit derart, daß beim Umschalten zwischen den Motorbetriebszuständen eine Umschaltzeit des EGR-Betriebs von einer Umschaltzeit der Motorbe­ triebszustände versetzt ist.

6. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit (2) umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß des Umschaltens des Motorbetriebszustands auszuführen.

7. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zu dem Allzylinderlauf umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich vor dem Umschalten des Motorbetriebszustands zu stoppen.

8. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß des Umschaltens der Motorbetriebszustände auszuführen, und
falls der Motorbetriebszustand von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zum All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich vor dem Umschalten der Motorbetriebs­ zustände zu stoppen.

9. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand zwischen dem Zylinder-Abschaltbetrieb und dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, nachdem der EGR-Betrieb vom Stopp zur Ausführung umgeschaltet wurde, die Umschaltzeit des Motorbe­ triebszustands nach Maßgabe der dann geltenden EGR-Rate modifi­ ziert wird.

10. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die EGR-Rate größer wird, die Umschaltzeit umso weiter aufgeschoben wird.

11. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor mit Zylinderabschaltung, die einen EGR-Betrieb derart steuert/regelt, daß Abgas aus dem Motor (3) mit Zylinderabschaltung durch einen EGR-Weg (13) zur Einlaßseite rückgeführt wird, wobei der Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb, in dem alle Zylinder arbeiten, und einem Abschalt- Zylinderbetrieb, bei dem ein Teil der Zylinder (3a) abgeschaltet ist, umschaltbar ist, wobei die EGR-Steuervorrichtung umfaßt:
eine Öffnungs/Schließeinheit (6) zum Öffnen und Schließen des EGR- Wegs (13);
eine Bestimmungseinheit (2, Schritte 1 bis 5, 9, 10) zur Bestimmung, ob Bedingungen zur Ausführung des EGR-Betriebs erfüllt sind oder nicht; und
eine Steuereinheit (2) zur Umschaltsteuerung/regelung zwischen Ausführung und Stopp des EGR-Betriebs durch Antrieb der Öff­ nungs/Schließeinheit (6) zum Öffnen oder Schließen nach Maßgabe von Ergebnissen der Bestimmungseinheit derart, daß beim Umschal­ ten zwischen den Motorbetriebszuständen eine Umschaltzeit (t5, 6) des EGR-Betriebs von einer Umschaltzeit (t4, 7) der Motorbetriebszu­ stände versetzt ist.

12. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit (2) umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß des Umschaltens des Motorbetriebszustands auszuführen.

13. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zu dem Allzylinderlauf umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich vor dem Umschalten des Motorbetriebszustands zu stoppen.

14. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand von dem All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich nach Abschluß des Umschaltens der Motorbetriebszustände auszuführen, und
falls der Motorbetriebszustand von dem Zylinder-Abschaltbetrieb zum All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, die Steuereinheit umschaltet, um den EGR-Betrieb zeitlich vor dem Umschalten der Motorbetriebs­ zustände zu stoppen.

15. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 l, dadurch gekennzeichnet, daß, falls der Motorbetriebszustand zwischen dem Zylinder-Abschaltbetrieb und dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, nachdem der EGR-Betrieb vom Stopp zur Ausführung umgeschaltet wurde, die Umschaltzeit des Motorbe­ triebszustands nach Maßgabe der dann geltenden EGR-Rate modifi­ ziert wird.

16. EGR-Steuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die EGR-Rate größer wird, die Umschaltzeit umso weiter aufgeschoben wird.