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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.
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Eine
herkömmliche
EGR-Steuervorrichtung für
einen Motor mit Zylinderabschaltung ist in der JP-A-60-045767 (1985)
beschrieben. Dieser Motor mit Zylinderabschaltung ist ein Vierzylindermotor,
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-Steuereinrichtung
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.
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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 Zylinderabschaltung 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 Verbrennungstemperatur weiter, wodurch das
oben beschriebene Problem noch schwerwiegender wird.
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Ferner,
wenn der Motorbetriebszustand zwischen dem Zylinder-Abschaltbetrieb
und dem All-Zylinderbetrieb umgeschaltet wird, kann der Motorverbrennungszustand
und das Abgas unstabil werden. Da die oben beschriebene herkömmliche
EGR-Steuereinrichtung für
einen Motor mit Zylinderabschaltung nur die EGR-Rate gleichzeitig
mit dem Umschalten des Motorbetriebszustands 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 Verbrennungstemperatur mit besser werdender
Füllwirkung
jener Zylinder zunimmt, die kontinuierlich laufen, wird der Verbrennungszustand
vorübergehend
unstabil. Wenn der EGR-Betrieb für
diese Zylinder im unstabilen Verbrennungszustand ausgeführt wird,
erhöht
dies die Unstabilität
des Verbrennungszustands. 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
ausgeführt
wird, nimmt die Unstabilität
des Verbrennungszustands innerhalb der Zylinder zu.
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Die
EP 11 505 A1 beschreibt
eine EGR-Steuervorrchtung für
einen Motor mit Zylinderabschaltung; hier wird je nach "Aufladungszustand" des Motors die EGR
gesteuert.
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Die
DE 30 42 852 A1 beschreibt
die Vorgabe für
die EGR-Steuervorrichtung so, dass hier, um den Katalysator vor
zu hoher Temperatur zu schützen,
ein "Notkreis" das Luft-Treibstoff-Verhältnis abmagert.
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Aus
der
DE 30 17 468 A1 ist
bekannt, dass je nach Treibstoffverbrauch und NOX-Ausstoß die EGR gesteuert
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, in einer EGR-Steuervorrichtung der eingangs
genannten Art für
eine bessere Kraftstoffausnutzung, und beim Umschalten zwischen
Teil- und Allzylinderbetrieb für eine
schadstoffarme und stabile Verbrennung zu sorgen.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung eine
EGR-Steuervorrichtung 1 für einen Motor 3 mit
Zylinderabschaltung 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 2)
zum Vergleichen der von dieser Erfassungseinheit (Wassertemperatursensor 5)
erfaßten
Motortemperatur (Kühlwassertemperatur 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 2)
zum Bestimmen der Motorbetriebszustände dahingehend, ob der All-Zylinderbetrieb
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 2)
als die erste vorbestimmte Temperatur (oberer Grenzwert TWE1H),
während
der All-Zylinderbetrieb vorliegt (Antwort "Nein" in
Schritt 2 in 2), oder die Motortemperatur
(Kühlwassertemperatur
TW) höher ist
(Antwort "Ja" in Schritt 3 in 2)
als die zweite vorbestimmte Temperatur (unterer Grenzwert TWE1L),
während
der Zylinderabschaltbetrieb vorliegt (Antwort "Ja" in
Schritt 2 in 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.
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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-Abschaltbetrieb 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,
senktden Pumpverlust in den laufenden Zylindern und erhöht die Ladewirkung.
Dies erhöht
die Verbrennungstemperaturen und senkt die Menge von an den Brennkammerwänden 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
Zylinderabschaltbetriebs 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 Kraftstoffausnutzung.
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Ferner
wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung eine EGR-Steuervorrichtung 1 für einen Motor 3 mit
Zylinderabschaltung vorgeschlagen, die den EGR-Betrieb steuert/regelt,
wobei Abgas von dem Motor mit Zylinderabschaltung 3, dessen
Motorbetriebszustand zwischen einem All-Zylinderbetrieb, 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.
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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 Unterschied 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 Kraftstoffausnutzung verbessert.
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Im
Hinblick hierauf ist es günstig,
wenn die Steuereinheit (die ECU 2) den EGR-Betrieb zeitlich nach
Abschluß des
Umschaltens der Motorbetriebszustände 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 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 4 gezeigter
Zustand, bei dem die Antwort "Ja" in Schritt 1 und 9 vorliegt,
jedoch in Schritten 2 und 10 die Antwort "Nein").
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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-Abschaltbetrieb
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 Verbrennungszustand
nach Stopp des EGR-Betriebs stabilisiert hat.
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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.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis
auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Schema einer EGR-Steuervorrichtung in einem Motor mit Zylinderabschaltung;
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2 ein
Flußdiagramm
des Steuerprozesses für
den EGR-Betrieb der EGR-Steuervorrichtung;
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3 ein
Zeitdiagramm für
das Umschalten des Motors vom All-Zylinderbetrieb in den Zylinder-Abschaltbetrieb
zur Durchführung
des EGR-Betriebs;
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4 ein
Zeitdiagramm für
das Umschalten des Motors vom Abschalt-Zylinderbetrieb in den All-Zylinderbetrieb
zum Stoppen des EGR-Betriebs; und
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5 ein
Diagramm der Beziehung zwischen der EGR-Rate und dem Timer.
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Nachfolgend
wird anhand der Zeichnungen eine EGR-Steuereinrichtung 1 für einen
Motor 3 mit Zylinderabschaltung als Ausführung der
Erfindung beschrieben. 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/regelt 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.
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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).
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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 Ventilantriebsmechanismus 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.
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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 Ventilschließstellung
(der in 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 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.
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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 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. Auslaßkipphebeln 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.
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Die
Nockenwelle 4e umfaßt
Einlaß-
und Auslaßantriebsnocken 4h und 4i mit
Nockenflächen
und mit vorbestimmten Querschnittsformen sowie Abschaltnocken 4k (in 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 Drehbewegungen treiben die Einlaß- und Auslaßventile 4a und 4b zum
jeweiligen Öffnen
und Schließen
gegen die von den Schraubenfedern ausgeübten Kräfte an.
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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-Steuermechanismus 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.
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Der
Hydrauliköl-Steuermechanismus 8 ist eine
Kombination eines Solenoidventils 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 Hydrauliköl-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 Auslaßventilabschaltmechanismen
normal mit einem niedrigen Hydrauliköldruck, jedoch bei Betrieb
durch die ECU 2 mit einem hohen Hydrauliköldruck.
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Wenn
der hohe Hydraulikdruck von dem Hydrauliköl-Drucksteuermechanismus 8 angelegt
wird, entkoppeln die Einlaß-
und Auslaßventilabschaltmechanismen
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 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.
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Wenn
hingegen der niedrige Ölhydraulikdruck
an die Einlaß-
und Auslaßventilabschaltmechanismen
angelegt wird, indem der Antrieb des Hydraulikölsteuermechanismus 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 Betriebzustand 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 3 und 4 gezeigten
Zeit.
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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.
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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.
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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 Einlaßseite rückgeführt wird,
um das NOX im Abgas durch Senken der Verbrennungsstemperatur 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.
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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 Ventilhubsensor 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.
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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.
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Die
ECU 2 umfaßt
einen Mikrocomputer mit CPU, RAM, ROM, Eingabe/Ausgabeschnittstelle
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 Formkorrektur
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.
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Der
Steuer/Regelprozeß des
EGR-Betriebs, den die ECU 2 ausführt, wird nun anhand des Flußdiagramms
in 2 beschrieben. Dieser Prozeß wird synchron bei jedem OT-Signal
ausgeführt,
das der ECU 2 zugeführt
wird.
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Bei
diesem Prozeß wird
zuerst in Schritt 1 (in 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.
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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 Zylinderabschaltfag 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 Beschleunigungs- 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 3 und 4 gezeigten Zeitdiagrammen ausgeführt.
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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 Verbrennungstemperaturen
in den arbeitenden Zylindern 3a übermäßig zu senken, wenn der EGR-Betrieb
im Zylinder-Abschaltbetrieb bei höheren Kühlwassertemperaturen TW als
dieser ausgeführt
wird. Beispielsweise beträgt
der Setzwert 25°C.
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Wenn
die Antwort in Schritt 3 "Ja" ist,
oder wenn die Kühlwassertemperatur
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
Fahrleistung 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-Zylinderbetrieb. Beispielsweise beträgt der Setzwert
50°C.
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Wenn
in Schritt 4 die Antwort "Ja" ist,
d.h. wenn die Kühlwassertemperatur
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 Ausführung
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).
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Anschließend wird
in Schritt 7 eine Ventilhubbetrag-LCMD-Berechnungsroutine
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 Ventilhubbetrag LCMD
des EGR-Steuerventils 6. Dann wird in Schritt 8 der
berechnete 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.
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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 beschrieben,
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.
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Wenn
die Antwort in Schritt 2 "Nein" ist,
d.h. wenn die Zylinderabschaltbedingungen 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 Motorwassertemperatur 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.
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Wenn
die Antwort in Schritt 4 "Nein" ist,
d.h. wenn die Motorwassertemperatur TW TWE1L < TW ≤ TWE1H
ist, wird in Schritt 5 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 zurückgeht,
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.
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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
Verbrennungstemperaturen 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-Abschaltbetrieb 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 Verbrennungstemperaturen 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 Verbesserung 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.
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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 Motorverbrennungstemperaturen 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.
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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
Zerstäubungszustand
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.
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Nachfolgend
wird die Beziehung zwischen konkreten Arbeitszeiten bei der Motorbetriebszustand-Umschaltung
und den Zeiten der EGR-Betriebs-Umschaltung
anhand der Zeitdiagramme der 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 2 gezeigt.
In beiden Figuren bezeichnen die horizontalen Achsen die Zeit, während die
gepunkteten Linien, welche die Horizontalachsen in den Figuren schneiden,
die OT-Signaleingabezeiten darstellen.
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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 2.
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Zu
einer dritten OT-Signaleingabezeit (Zeit t2) wird, nachdem das oben
beschriebene Flag F_CSIN auf "1" gesetzt wurde, das
F/C (Kraftstoffzufuhrunterbrechung) an den Zylindern 3a der
rechten Bank des Motors 3 ausgeführt (AUS → EIN). Anschließend wird
das Abschalten der Einlaßventile 4a bei
einer sechsten OT-Signaleingabezeit (Zeit t3) ab der F/C-Ausführungszeit
(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 Auslaßventile 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 Auslaßventile 4b durch
Antrieb der Hydraulikölhilfspumpe
und des Solenoidventils des Hydraulikölsteuermechanismus 8 und
durch Anlegen des hohen Hydrauliköldrucks an den Einlaßventil-Abschaltmechanismus
bzw. den Auslaßventil-Abschaltmechanismus
zu den oben beschriebenen Zeiten (Zeiten t3 und t4).
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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-Zylinderbetrieb
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 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-Abschaltbetrieb ist, und daher
wird der EGR-Betrieb zu einer Zeit (Zeit t5) nach Stabilisierung
des Verbrennungszustands in den Zylindern der linken Bank ausgeführt.
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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.
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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-Abschaltbedingungen 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 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 Solenoidventils des Hydraulikölsteuermechanismus 8 wird
gestoppt, und daher wirkt der niedrige Hydrauliköldruck auf den Auslaßventil-Abschaltmechanismus.
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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.
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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 4 gezeigt,
ist in diesem Fall die Wiedergewinnungszeit für den All-Zylinderbetrieb 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 Verbrennungsstartzeit 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).
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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.
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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.
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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 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 Verbrennungszustands ermöglicht.
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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 Motorbetriebszustandumschaltung
durch Ausführung der
Schritte 5 und 11 unter Nutzung dieses Timers tm,
wie oben beschrieben.
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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.
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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.
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Eine
EGR-Steuervorrichtung für
einen Motor 3 mit Zylinderabschaltung, dessen Motorbetriebszustand
zwischen einem All-Zylinderbetrieb und einem Zylinder-Abschaltbetrieb
umschaltbar ist, steuert/regeltden 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-Abschaltbetrieb
("Ja" in Schritt 2)
die Kühlwassertemperatur TW
höher ist
als der untere Grenzwert TWE1L.