DE3934017C2 - Klopfsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klopfsteuervorrich­ tung für eine Brennkraftmaschine, deren nähere Einzelhei­ ten im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben sind.

Eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art ist aus JP-B (Kokoku) 57-30 980 beispielsweise bekannt. Hierbei wird das Auftreten des Klopfens in der Brennkraftmaschine detektiert und der Zündzeitpunkt wird im Sinne einer Spätzündung beim Fest­ stellen des Klopfens verstellt, um hierdurch das Klopfen zu beseitigen. Bei einer Brennkraftmaschine, welche eine Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung hat, und die beispiels­ weise in JP-B (Kokoku) 49-33 289 angegeben ist, ist die Ventilsteuerzeit (Ventilöffnungsperiode oder Ventilhub) der Einlaßventile und/oder der Auslaßventile zwischen ei­ ner Ventilsteuerung für eine niedrige Geschwindigkeit, wel­ che für einen niedrigen Brennkraftmaschinendrehzahlbereich geeignet ist, und einer Ventilsteuerung für eine Hochge­ schwindigkeit, die für einen höheren Brennkraftmaschinen­ drehzahlbereich geeignet ist, veränderbar, um den Ladewir­ kungsgrad oder den Verbrennungswirkungsgrad zu verbessern.

Wenn jedoch eine Klopfsteuerung bei einer solchen Brennkraftmaschine eingesetzt wird, die eine Ventilsteuer­ zeit-Steuereinrichtung hat, so ergeben sich die nachstehen­ den Schwierigkeiten. Das Klopfen wird durch eine abnormale Verbrennung in den Brennkraftmaschinenzylindern verursacht. Die Stärke (der Klopfgeräuschpegel) und die Frequenz bzw. die Häufigkeit des Klopfens sowie der Kurbelwinkel, bei dem das Klopfen auftritt, verändern sich, wenn die Ventil­ steuerung und/oder die Steuerung des Hubs der Einlaß- und Auslaßventile und/oder das Kompressionsverhältnis verändert werden. Ferner ändert sich der Geräuschpegel (Hintergrundpe­ gel) des Ausgangs eines Klopfsensors auf der Basis, mit der der Klopfunterscheidungspegel vorgegeben wird, und zwar zum Zeitpunkt der Umschaltung der Ventilsteuerung, wenn eine Um­ schaltung der Kipphebel und Öldurchgänge usw. bewirkt wird. Auch sind der Zündzeitpunkt, zu dem das Klopfen auftritt, und der optimale Zündzeitpunkt (MBT) zwischen der Ventilsteuerung für die niedrige Drehzahl und der Ventilsteuerung für die ho­ he Drehzahl unterschiedlich. Daher läßt sich das Klopfen nicht beseitigen, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Brenn­ kraftmaschine besteht und das Laufverhalten und somit die Verkaufbarkeit derselben ungünstiger werden, es sei denn, daß die Verstellgröße im Sinne einer Verzögerung, die Verzögerungs­ geschwindigkeit, die Verstellgröße im Sinne einer Voreilung und die Voreilungsgeschwindigkeit der Zündzeitpunktverstel­ lung auf entsprechend geeignete Werte in Abhängigkeit von der tatsächlichen Ventilsteuerung eingestellt werden, wenn der Zündzeitpunkt bei der Feststellung des Klopfens im Sinne einer Spätzündung verstellt wird, um das Klopfen zu vermei­ den, und wenn er im Sinne einer Frühzündung verstellt wird, nachdem das Klopfen beseitigt ist. Wenn zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten die Werte der Un­ terscheidungsparameter, die bei der Klopfunterscheidungsein­ richtung genutzt werden, oder die Werte der Steuerparameter, die bei der Klopfsteuereinrichtung genutzt werden, nach Maß­ gabe der Veränderung der Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen geändert wer­ den, läßt sich die Klopfsteuerung in geeigneter Weise unab­ hängig von den tatsächlichen Ventilsteuerzeiten vornehmen. Wenn jedoch ein Versagen bei der Ventilsteuerzeit-Steuerein­ richtung hierbei auftritt, kann man die Werte der Unterschei­ dungsparameter oder der Steuerparameter nicht genau nach Maßgabe der Veränderung der Ventilsteuerzeit verändern, so daß sich das Klopfen ergeben kann.

Ferner läßt sich der DE 23 43 905 A1, welche der US 3 935 846 entspricht, ein elektronisches Steuersystem zum Steuern der Steuerzeitperioden der Einlaß-, Auslaß- und Einspritzventile sowie der Zündzeitpunkte in Abhängigkeit von der Brennkraft­ maschinenbetriebsbedingungen entnehmen. Auf eine Feststel­ lung und eine Erfassung einer Abnormalität bei diesem Steuer­ system, welches die Ventilsteuerzeit der Einlaß- und Auslaß­ ventile steuert, wird dort nicht eingegangen. Die in diesem Zusammenhang auftretenden Probleme der zuvor geschilderten Art können daher hierbei nicht ausgeräumt werden.

In der US 4 716 874 ist ein Zündzeitpunkt-Steuersystem angegeben, bei dem bestimmt wird, ob ein Klopfen bei der Brennkraftma­ schine aufgetreten ist oder nicht. In Abhängigkeit von dem Bestimmungsergebnis wird der Zündzeitpunkt in entsprechender Weise verändert. Unter anderem wird hierin eine Zündzeitpunkt­ steuerung beim Anlassen der Brennkraftmaschine sowie ein Kon­ trollieren bzw. Prüfen der Leitfähigkeit des Klopfdetektors beschrieben. Wenn sich bei dieser Überprüfung ergibt, daß das Leitvermögen des Klopfdetektors zu hoch ist und dies über einen langen Zeitraum hinweg konstant bleibt, so wird ein Alarm ausgelöst, und die Zündzeitpunktverstellung wird im Sinne einer Frühzündung konstant auf einen vorbestimmten Wert vor dem oberen Totpunkt eingestellt gehalten. Hieraus läßt sich somit eine Ausfallsicherungsfunktion entnehmen, bei der der Zündzeitpunkt auf einen vorbestimmten Zeitpunkt gesetzt und eingestellt wird, wenn eine Abnormalität bei dem Klopfdetektor oder dem Choke festgestellt wird. Dieses Steuersystem ist aber nicht für eine Brennkraftmaschine be­ stimmt, bei der die Ventilsteuerzeit der Einlaß- und/oder Auslaßventile verändert wird. Daher lassen sich hieraus keine Maßnahmen bezüglich eines abnormalen Arbeitens einer Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung entnehmen.

Die EP 193896 A1 und die EP 191378 A1 beschreiben ein Zünd­ zeitpunkt-Steuersystem, bei welchem bestimmt wird, ob in der Brennkraftmaschine ein Klopfen aufgetreten ist oder nicht und in Abhängigkeit von diesem Bestimmungsergebnis der Zündzeit­ punkt in gesteuerter Weise verändert wird.

Schließlich ist noch in EP 183239 A2 ein System zum Detektie­ ren eines Verbrennungszustandes beschrieben, bei dem ein Spitzendruckzeitpunkt detektiert wird, d. h. ein Zeitpunkt detektiert wird, bei dem der Druck in einer Brennkraftmaschi­ nenbrennkammer einen Spitzenwert annimmt. Bei allen diesen vorstehend genannten Druckschriften wird überhaupt nicht auf eine Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung näher eingegangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftma­ schine bereitzustellen, die eine Klopfsteuerung auch dann gestattet, wenn ein Versagen oder eine Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung auf­ tritt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine sind eine Parameter-Wähleinrichtung, ei­ ne Abnormalitäts-Detektionseinrichtung und eine Ausfall­ sicherungseinrichtung vorgesehen. Hierdurch wird beim Auf­ treten einer Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrich­ tung der Zündzeitpunkt im Sinne einer Spätzündung zum Zeit­ punkt des Auftretens eines Klopfens verstellt, und zwar un­ ter Zuordnung zu der Niedriggeschwindigkeitsventilsteuer­ zeit. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Klopfsteuer­ vorrichtung in effektiver Weise das Klopfen auch dann elimi­ nieren kann, wenn man eine Ventilsteuerzeit-Steuereinrich­ tung hat, die in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine veränderbare Ventilsteuerzeiten vor­ gibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Auslegungs­ form einer Brennstoffzufuhr-Steueranlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der wesentlichen Teile der Brennkraftmaschine,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Verbindungs- Umschalt-Einrichtung,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung einer Ölzufuhreinrichtung und einer Öldruck-Umschalteinrichtung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der Vorgabekennwerte für die Grundkraftstoff­ einspritzperiode für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und die Ventilsteuerzeit für die hohe Drehzahl,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 5 mit einem Kreis versehenen Teils,

Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung einer T_VT- Tabelle,

Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Ventil­ steuerzeitbereiche für die niedrige Drehzahl und die hohe Drehzahl,

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines programmatischen Ablaufes zur Steuerung der Umschaltung der Ventilsteuerzeit,

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Erzielung der Grundkraftstoffeinspritz­ periodenwerte Ti_L und Ti_H jeweils für die zugeordneten Ti_L- und Ti_H-Tabellen,

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur Ermittlung eines Werts T_VT,

Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Programms zur Zündzeit­ punktsteuerung, das in der Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung ausgeführt wird,

Fig. 13(a) und (b) Blockdiagramme zur Verdeutlichung einer Auslegung zur Bestimmung des Auftretens des Klopfens,

Fig. 14 ein Flußdiagramm eines Programms zur Steuerung des Klopfens, das in der Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung ausgeführt wird,

Fig. 14A ein Flußdiagramm eines programmatischen Ablaufes zur Klopfsteuerung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms entsprechend einem Schritt 1406 des Programms nach Fig. 14,

Fig. 16 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms entsprechend einem Schritt 1407 des Programms in Fig. 14,

Fig. 17 eine Ansicht von Tabellen einer Multiplikationsgröße und einer Additionsgröße, die bei der Ermittlung eines Klopfunterscheidungspegels verwendet werden, welche in einem Schritt 1407 in Fig. 14 ausgeführt wird,

Fig. 18 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Klopfunterscheidungspegels, der im Schritt 1404 in Fig. 14 ermittelt wird,

Fig. 19 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Ausgangs von einem Klopfsensor, der in Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 20 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Ausfallsicherungsbetrieb, der in einem Schritt 1409 in Fig. 14 ausgeführt wird,

Fig. 21 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms für den Ausfallsicherungsbetrieb, der in einem Schritt 1409′ in Fig. 14A auszuführen ist, und

Fig. 22 ein Diagramm zur Verdeutlichung des vorbestimmten Wertes 0_RETF/S einer Korrekturvariablen Rig_KN, der in Fig. 21 gezeigt ist.

Die Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Gesamtauslegung eines Kraftstoffzufuhr-Steuersystems für eine Brennkraftmaschine gezeigt, die eine Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung hat. In der Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 eine Brennkraftmaschine der DOHC-Reihen-4-Zylinderbauart für Kraftfahrzeuge bezeichnet, bei der zwei Paare von Einlaß- und Auslaßventilen für jeden Zylinder vorgesehen sind. Mit dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine 1 ist eine Einlaßleitung 2 verbunden, in der ein Drosselkörper 3 angeordnet ist, in der eine Drosselklappe 3′ aufgenommen ist. Ein Drosselklappenöffnungs(R_TH)-Sensor 4 ist mit einer Drosselklappe 3′ zum Erzeugen eines elektrischen Signales verbunden, das die erfaßte Drosselklappenöffnung wiedergibt, und dieses Signal wird an eine elektronische Steuereinheit (die nachstehend als "die ECU" bezeichnet wird) 5 angelegt.

Kraftstoffeinspritzventile 6, von denen nur eines gezeigt ist, sind in das Innere der Einlaßleitung an Stellen zwischen dem Zylinderblock und der Brennkraftmaschine und der Drosselklappe 3′ und geringfügig stromauf der zugeordneten Einlaßventile eingesetzt, die nicht gezeigt sind. Die Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) und elektronisch mit ECU 5 verbunden, so daß die Ventilöffnungsperioden durch Signale von ECU 5 gesteuert werden.

Zündkerzen 22, die für die jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen sind, sind über eine Treiberschaltung 21 mit der ECU 5 verbunden, welche den Zündzeitpunkt 0ig der Zündkerzen 22 steuert.

Ferner ist ein elektromagnetisches Ventil 23 als Ventilsteuerzeit- Umschaltsteuerung, die nachstehend näher beschrieben wird, mit der Ausgangsseite der ECU 5 verbunden, die die Öffnungs- und Schließzeiten des elektromagnetischen Ventils 23 steuert.

Andererseits ist ein Einlaßleitungsabsolutdruck (P_BA)- Sensor 8 in Verbindung mit dem Inneren der Einlaßleitung 2 an einer Stelle unmittelbar stromab der Drosselklappe 3′ vorgesehen, welcher ein elektrisches Signal liefert, das den erfaßten Absolutdruck in der Einlaßleitung 2 wiedergibt, und dieses elektrische Signal wird an die ECU 5 angelegt. Ein Einlaßlufttemperatur (T_A)-Sensor 9 ist in die Einlaßleitung 2 an einer Stelle stromab des Einlaßleitungs- Absolutdrucksensors 8 zum Zuführen eines elektrischen Signales an die ECU 5 eingesetzt, das die erfaßte Ansauglufttemperatur T_A wiedergibt.

Ein Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur(T_W)-Sensor 10, der von einem Thermister oder dgl. gebildet werden kann, ist in dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine 1 angeordnet und leitet ein elektrisches Signal der ECU 5 zu, das die erfaßte Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur T_W wiedergibt. Ein Brennkraftmaschinendrehzahl(Ne)-Sensor 11 und ein Zyinderunterscheidung(CYL)-Sensor 12 sind einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 gegenüberliegend angeordnet. Der Brennkraftmaschinen­ drehzahlsensor 11 erzeugt einen Impuls als ein TDC-Signalimpuls bei jeweils vorbestimmten Kurbelwinkeln jedesmal dann, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht. Der Zylinder­ unterscheidungssensor 12 erzeugt einen Impuls bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel eines jeweiligen Zylinders der Brennkraftmaschine, wobei beide Impulse der ECU 5 zugeleitet werden. Ein Klopfsensor 24 ist in einer Umfangswand des Zylinderblocks der Brennkraftmaschine 1 an einer Stelle in der Nähe des oberen Totpunktes eines Brennkraftmaschinenzylinders angeordnet, um Vibrationen der Brennkraftmaschine zu erfassen und ein elektrisches Signal an die ECU 5 abzugeben, das die erfaßte Vibration wiedergibt. Der Klopfsensor 24 ist derart ausgelegt, daß er mit der Frequenz des im Zylinder auftretenden Klopfens in Resonanz ist. Derartige Klopfsensoren können für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sein, um das Klopfen genauer detektieren zu können.

Ein Dreiwegkatalysator 14 ist in einer Abgasleitung 13 angeordnet, die mit dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist. Dieser dient zur Reinigung von schädlichen Komponenten, wie HC, CO und NOx. Ein O₂-Sensor 15 als ein Abgasbestandteilskonzentrationssensor ist in der Auslaßleitung 13 an einer Stelle stromauf des Dreiwegekatalysators 14 angebracht, der die Konzentration des Sauerstoffs erfaßt, der in den Abgasen vorhanden ist, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben werden, und der ein elektrisches Signal an die ECU 5 abgibt, das die erfaßte Sauerstoffkonzentration wiedergibt.

Ferner sind elektrisch mit der ECU 5 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16, ein Gangschaltungspositionssensor 17 zum Erfassen der Schalthebelposition eines Getriebes und ein Öldrucksensor 18 zum Detektieren des Öldrucks in den Ölzufuhrkanälen (88i, 88e in Fig. 2) verbunden, auf welche nachstehend Bezug genommen wird und die der Brennkraftmaschine 1 zugeordnet ist. Signale von diesen Sensoren werden der ECU 5 zugeleitet.

Die ECU 5 weist eine Eingangsschaltung 5a auf, die die Aufgabe hat, die Wellenformen der Eingangssignale von den verschiedenen Sensoren zu formen, die Spannungspegel der Sensorausgangssignale auf einen bestimmten Pegel zu verschieben, Analogsignale von den Analog-Ausgangssensoren in digitale Signale umzuwandeln, usw., sie weist ferner eine zentrale Verarbeitungseinheit (die nachstehend als "die CPU" bezeichnet wird) 5b, eine Speichereinrichtung 5c zum Speichern von verschiedenen Betriebsprogrammen, die in der CPU 5b ausgeführt werden, und zum Speichern von Ermittlungsergebnissen hiervon, und welche eine Ausgangsschaltung 5d hat, die Treibersignale an die Kraftstoffeinspritzventile 6, die Treiberschaltung 21 und das elektromagnetische Ventil 23 ausübt.

Die CPU 5b arbeitet in Abhängigkeit von den vorstehend angegebenen Signalen von den Sensoren, um die Betriebsbedingungen zu bestimmen, unter denen die Brennkraftmaschine 1 arbeitet, wie einen Luft/Brennstoff-Verhältnis-Rückführungs­ steuerungsbereich zum Steuern des Luft/Brennstoff- Verhältnisses in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen und offene Steuerbereiche, wobei die CPU 5b basieren auf den bestimmten Betriebsbedingungen die Ventilöffnungsperiode oder die Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT ermittelt, während der die Kraftstoff­ einspritzventile offenzuhalten sind, wobei die folgende Gleichung synchron mit dem Eingang der TDC-Signalimpulse an der ECU 5 eingesetzt wird.

T_OUT = Ti × K_WOT × K₁ + K₂ (1)

wobei Ti eine Grundkraftstoffmenge darstellt, das heißt genauer gesagt, eine Grundkraftstoffeinspritzperiode der Kraftstoffeinspritzventile 6, die basierend auf der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und des Einlaßleitungsabsolutdruckes P_BA ermittelt wurde. Eine Ti-Tabelle zum Bestimmen des Ti-Wertes, eine Ti_L-Tabelle für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und eine Ti_H-Tabelle für die Ventilsteuerzeit für die hohe Drehzahl sind beispielsweise in den Speichereinrichtungen 5C gespeichert.

K_WOT stellt einen Hochbelastungsanreicherungskoeffizienten für die Zunahme der Brennstoffmenge in einem vorbestimmten Hochbelastungsbrennkraftmaschinenbetriebsbereich dar.

K₁ und K₂ sind weitere Korrekturkoeffizienten und Korrekturvariablen jeweils, die basierend auf den verschiedenen Brennkraftmaschinenparametersignalen mit solchen Werten ermittelt sind, daß die Betriebscharakteristika der Brennkraftmaschine, wie der Kraftstoffverbrauch und das Beschleunigungsvermögen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine optimiert sind.

Die CPU 5b bestimmt den Zündzeitpunkt Rig basierend auf der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und des Einlaßleitungsabsolutdruckes P_BA. Eine Rig-Tabelle zum Bestimmen des Zündzeitpunktes, eine Rgi_L-Tabelle für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und eine Rgi_H-Tabelle für die Ventilsteuerzeit für die hohe Drehzahl sind ähnlich wie die Ti-Tabellen in der Speichereinrichtung 5C gespeichert.

Ferner steuert die CPU 5b das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 auf eine nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläuterte Weise.

Die CPU 5b versorgt die Ausgangsschaltung 5d mit Treibersignalen zum Betreiben der Kraftstoffeinspritzventile 6, der Treiberschaltung 21 und des elektromagnetischen Ventils 23 basierend auf den Ergebnissen der vorstehend angegebenen Ermittlungen und Entscheidungen.

Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht der wesentlichen Teile der Brennkraftmaschine 1. Vier Zylinder 32, von denen nur einer gezeigt ist, sind in Reihe in einem Zylinderblock 31 angeordnet. Brennkammern 35 werden zwischen einem Zylinderkopf 33, der an einem oberen Ende des Zylinderblocks 31 angebracht sind, und Kolben 34 gebildet, die gleitbeweglich in die zugeordneten Zylinder 32 eingesetzt sind. Der Zylinderkopf 33 hat ein Paar von Einlaßöffnungen 36 und ein Paar von Auslaßöffnungen 37, die in einem Abschnitt desselben ausgebildet sind, der als ein oberes Teil jeder Brennkammer dient. Jede Einlaßöffnung 36 ist mit einem Einlaßkanal 38 verbunden, der sich in einer Seitenwand des Zylinderkopfs 33 öffnet, während jede Auslaßöffnung 37 mit einem Auslaßkanal 39 verbunden ist, der sich in der anderen Seitenwand des Zylinderkopfs 33 öffnet.

Ein Einlaßventil 40i ist in jedem Einlaßteil 36 derart angeordnet, daß dieses geöffnet und geschlossen werden kann, und ein Auslaßventil 40e ist in jeder Auslaßöffnung 37 angeordnet, um dieselbe zu öffnen und zu schließen. Die Einlaßventile 40i und die Auslaßventile 40e sind mittels zugeordneten Führungshülsen 41i′ und 41e′ geführt, die in zugeordnete Führungsöffnungen 41i und 41e passend eingesetzt sind, die im Zylinderkopf 33 ausgebildet sind. Ventilfedern 43i, 43e sind zwischen den zugeordneten Ventilsitzen, die in den Enden der Führungsöffnungen 41i, 41e ausgebildet sind, und den zugeordneten Bundteilen 42i, 42e angeordnet, die an den oberen Enden des jeweiligen Einlaßventils 40i und jedes Auslaßventils 40e festgelegt sind, die von den jeweiligen Führungsöffnungen 41i, 41e vorstehen. Die Ventilfedern 43i, 43e drücken die zugeordneten Einlaß- und Auslaßventile 40i, 40e in Richtung nach oben oder in Ventilschließrichtung.

Der Zylinderkopf 33 und eine Kopfabdeckung 44, die an einem oberen Ende desselben angebracht sind, bilden eine Arbeitskammer 45, in der eine Einlaßventil-Betätigungseinrichtung 47i zum Öffnen und Schließen des Einlaßventils 40i in jedem Zylinder 32 aufgenommen ist. Eine Auslaßventil- Betätigungseinrichtung 47e zum Öffnen und Schließen des Auslaßventils 40e ist ebenfalls in derselben vorgesehen. Die Ventilbetätigungseinrichtungen 47i, 47e haben im wesentlichen die gleiche Auslegungsform. Daher werden nur die Bauteile der Einlaßventil-Betätigungseinrichtung 47i nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei zusätzlich der Buchstabe i zugefügt ist. Die entsprechenden Ventilbetätigungseinrichtungen der Auslaßventile, welche mit 47e bezeichnet sind, sind in der Zeichnung nur in entsprechender Weise mit Hilfe der Bezugszeichen dargestellt, die zusätzlich den Buchstaben e tragen.

Ebenfalls unter Bezugnahme auf Fig. 3 weist die Einlaßventil- Betätigungseinrichtung 47i eine Nockenwelle 48i auf, die durch eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) mit einem Drehzahlverhältnis von 1/2 angetrieben wird. Ferner weist die Einlaßventil-Betätigungseinrichtung 47i eine Hochge­ schwindigkeitsnocke 51i und Niedriggeschwindigkeitsnocken 49i, 50i auf, die auf der Nockenwelle 48i festgelegt sind und die für jeden Zylinder 32 jeweils vorgesehen sind (die Niedriggeschwindigkeitsnocke 50i hat im wesentlichen die gleiche Gestalt wie die Niedriggeschwindigkeitsnocke 49i, wobei diese beiden Nockenteile auf gegenüberliegenden Seiten der Hochgeschwindigkeitsnocke 51i angeordnet sind). Ferner ist eine Kipphebelwelle 52i vorgesehen, die parallel zur Nockenwelle 48i verläuft, sowie erste und zweite Antriebskipphebel 53i und 54i und ein freier Kipphebel 55i, der schwenkbeweglich an der Kipphebelwelle 52i angebracht ist. Die drei Hebel sind für jeden Zylinder 32 vorgesehen. Ferner weist die Betätigungseinrichtung eine Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i auf, die unter Zuordnung zu den Kipphebeln 53,i, 54i, 55i für jeden Zylinder vorgesehen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist die Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i einen ersten Schaltstift 81, der den ersten Antriebskipphebel 53i mit dem zweiten Kipphebel 55i verbinden kann, einen zweiten Schaltstift 82, der den zweiten Antriebskipphebel 54i mit dem freien Kipphebel 55i verbinden kann, einen Begrenzungsstift 83, der die Bewegung der ersten und zweiten Umschaltstifte 81, 82 begrenzen kann, und eine Feder 84 auf, die die Stifte 81, 82, 83 in Löserichtung der Kipphebel drückt.

Der erste Antriebskipphebel 53i weist eine darin ausgebildete erste Führungsbohrung 85 auf, die parallel an der Kipphebelwelle 52i verläuft, wobei ein Ende derselben geschlossen ist und das andere Ende in eine Seitenfläche sich öffnet, die dem freien Kipphebel 55i zugewandt ist. Der erste Umschaltstift 81 ist gleitbeweglich in der ersten Führungsbohrung 85 aufgenommen, die eine hydraulische Ölkammer 86 zwischen einem Ende und dem geschlossenen Ende der ersten Führungsbohrung 85 bildet. Ferner erstreckt sich ein Kanal 87 von der hydraulischen Ölkammer 86 und mündet in einen Ölzufuhrkanal 88i, der in der Kipphebelwelle 52i ausgebildet ist, so daß der Kanal 88i ständig über den Kanal 87 mit der hydraulischen Ölkammer 86 unabhängig von der Kippbewegung des ersten Antriebskipphebels 53i in Verbindung steht.

Der freie Kipphebel 55i weist eine darin ausgebildete Führungs­ durchgangsbohrung 89 an einer Stelle auf, die der ersten Führungsbohrung 85 zugeordnet ist und die durch den freien Kipphebel 55i und parallel zu der Kipphebelwelle 52i verläuft. Der zweite Umschaltstift 82 ist gleitbeweglich in der Führungsdurchgangsbohrung 89 aufgenommen, wobei ein Ende desselben an einer gegenüberliegenden Endfläche des ersten Umschaltstiftes 81 anliegt.

Der zweite Antriebskipphebel 54i ist mit einer darin ausgebildeten zweiten Führungsbohrung 90 an einer Stelle versehen, die der Führungsdurchgangsbohrung 89 zugeordnet ist und die parallel zu der Kipphebelwelle 52i verläuft, wobei ein Ende derselben sich in Richtung zu dem freien Kipphebel 55i öffnet. Der Begrenzungsstift 83 in Form einer Scheibe ist gleitbeweglich in der zweiten Führungsbohrung 90 derart aufgenommen, daß er am anderen Ende des zweiten Umschaltstiftes 82 anliegt. Ferner hat die zweite Führungsbohrung 90 eine Führungshülse 91, die passend darin eingesetzt ist und in der gleitbeweglich eine axiale Stange 92 aufgenommen ist, die koaxial von dem Begrenzungsstift 82 vorsteht und einteilig mit diesem ausgelegt ist. Die Feder 84 ist zwischen der Führungshülse 91 und dem Begrenzungs­ stift 83 angeordnet und drückt die Stifte 81, 82, 83 in Richtung zu der hyraulischen Ölkammer 86.

Wenn bei der Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i der vorstehend genannten Art der Druck in der hydraulischen Ölkammer 86 ansteigt, wird der erste Umschaltstift 81 so gedrückt, daß er sich in die Führungsdurchgangsbohrung 89 bewegt, und zugleich wird der zweite Umschaltstift 82 unter Andrücken in die zweite Führungsbohrung 90 gedrückt, um die Kipphebel 53i, 55i, 54i miteinander zu verbinden. Wenn der Druck in der hydraulischen Ölkammer 86 fällt, wird der erste Umschaltstift 81 durch die Druckkraft der Feder 84 in eine Position zurückbewegt, in der die Endfläche desselben an dem zweiten Umschaltstift 82 anliegt, der hinsichtlich seiner Lage dem Raum zwischen dem ersten Antriebskipphebel 53i und dem freien Kipphebel 55i zugeordnet ist, und zugleich wird der zweite Umschaltstift 82 in eine Position zurückbewegt, in der die Endfläche desselben an dem Begrenzungsstift 83 anliegt, der sich an einer Stelle in dem Raum zwischen dem freien Kipphebel 55i und dem zweiten Antriebskipphebel 54i befindet, wodurch die Kipphebel 53i, 55i, 54i voneinander getrennt werden.

Nunmehr wird die Ölzuführungseinrichtung zum Zuführen des Öls zu den Ventilbetätigungseinrichtungen 47i, 47e unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert. Ölräume 98, 98′ sind mit einer Ölpumpe (nicht gezeigt) verbunden, um Öl von einem Ölvorrat (nicht gezeigt) zu pumpen. Von den Ölräumen 98, 98′ wird ein Öldruck an die Verbindungs- Umschalteinrichtung 56i, 46e angelegt, während Schmieröl den Schmierteilen der Ventilbetätigungseinrichtungen 47i, 47e zugeführt wird.

Mit dem Ölraum 98 ist ein Wählventil 99 zum Ändern des anliegenden Öldruckes zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert verbunden. Die Ölzuführungskanäle 88i, 88e in den zugeordneten Kipphebelwellen 52i, 52e sind über das Wählventil 99 mit dem Ölraum 98 verbunden.

Einen Durchgang bildende Teile 102i, 102e laufen jeweils parallel zu den Nockenwellen 48i, 48e, und sie sind fest mit den oberen Flächen der Nockenhalter 59 mit Hilfe einer Mehrzahl von Schrauben verbunden. Die den Durchgang bildenden Teile 102i, 102e weisen darin ausgebildete, zugeordnete Schmierölkanäle 104i, 104e für die niedrige Drehzahl und Schmierölkanäle 105i, 105e für die hohe Drehzahl auf, wobei alle diese Schmierölkanäle gegenüberliegende geschlossene Enden haben und Paare von parallelen Durchgängen bilden. Die Schmierölkanäle 104i, 104e für die niedrige Drehzahl sind mit dem Ölraum 98′ verbunden, und die Schmierölkanäle 105i, 105e für die hohe Drehzahl sind mit den Ölzufuhrkanälen 88i, 88e verbunden. Ferner sind die Schmierölkanäle 104i, 104e für die niedrige Drehzahl mit dem Nockenhalter 59 verbunden.

Das Wählventil 99 weist eine Öleinlaßöffnung 119 auf, die mit dem Ölraum 98 verbunden ist, ferner eine Ölauslaßöffnung 120, die mit den Ölzufuhrkanälen 88i, 88e verbunden ist, und ein Schieberventil 122 auf, das gleitbeweglich in einem Gehäuse 121 eingesetzt ist, das an einer Endfläche des Zylinderkopfs 33 angebracht ist.

Das Gehäuse 121 ist mit einer darin ausgebildeten Zylinderöffnung 124 versehen, die ein oberes Ende hat, das mit einer Kappe 123 verschlossen ist, und in dem ein Schieberventil 122 angeordnet ist, um eine hydraulische Betriebsölkammer 125 zwischen dem oberen Ende derselben und der Kappe 123 zu bilden. Ferner ist eine Feder 127 in einer Federkammer 126 aufgenommen, die zwischen dem Schieberventil 122 und einem unteren Teil des Gehäuses 121 gebildet wird, und die das Schieberventil bzw. das Steuerventil 122 in Richtung nach oben oder in Ventilschließrichtung drückt. Der Steuerschieber 122 hat eine ringförmige Ausnehmung 128, die um denselben ausgebildet ist, um eine kommunizierende Verbindung zwischen der Öleinlaßöffnung 119 und der Ölauslaßöffnung 120 herzustellen. Wenn der Steuerschieber in seiner oberen Stellung entsprechend Fig. 4 ist, ist diese kommunizierende Verbindung zwischen der Öleinlaßöffnung 119 und der Ölauslaßöffnung 120 unterbrochen.

Ein Ölfilter 129 ist zwischen der Öleinlaßöffnung 119 und dem Hochgeschwindigkeitsöldruck-Zufuhrkanal 116 angeordnet. Ferner hat das Gehäuse 121 einen Drosselkanal 133, der darin ausgebildet ist und der eine Verbindung zwischen der Öleinlaßöffnung 119 und der Ölauslaßöffnung 120 herstellt. Selbst wenn daher der Steuerschieber 122 in einer Schließstellung ist, sind die Öleinlaßöffnung 119 und die Ölauslaßöffnung 120 miteinander über den Drosselkanal 131 verbunden, wodurch der durch den Drosselkanal 131 herabgesetzte Öldruck über die Ölauslaßöffnung 120 an die Ölzufuhrkanäle 88i, 88e angelegt wird.

Das Gehäuse 121 hat auch einen Bypass 132, der darin ausgebildet ist und der derart angeordnet ist, daß er eine kommunizierende Verbindung über die ringförmige Ausnehmung 128 mit der Ölauslaßöffnung 120 nur dann herstellt, wenn der Steuerschieber 122 in seiner Schließstellung ist. Der Bypass 132 steht mit dem Inneren des Zylinderkopfs 33 an einer obenliegenden Stelle desselben in Verbindung.

Mit dem Gehäuse 121 ist eine Leitungsverbindung 135 verbunden, die immer mit der Öleinlaßöffnung 119 in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung 135 ist über das elektromagnetische Ventil 23 mit einer Verbindungsleitung 137 verbunden, die ihrerseits über eine Verbindungsöffnung 138 verbunden ist, die in der Kappe 123 ausgebildet ist. Wenn daher das elektromagnetische Ventil offen ist, wird Öldruck an die hydraulische Betätigungsölkammer 125 angelegt, um hierdurch den Steuerschieber 122 in Ventilöffnungsrichtung zu bewegen. Ferner hat das Gehäuse 121 den Öldrucksensor 18, der an diesem angebracht ist, um den Öldruck in der Ölauslaßöffnung 120 festzustellen, d. h. den Öldruck in den Ölzufuhrkanälen 88i, 88e festzustellen und zu bestimmen, ob das Wählventil 99 normal arbeitet oder nicht.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Ventilbetätigungseinrichtungen 47i, 47e erläutert, welche den vorstehend beschriebenen Aufbau haben. Da die Ventilbetätigungseinrichtungen 47i, 47e jeweils ähnlich arbeiten, bezieht sich die nachstehende Beschreibung lediglich auf das Arbeiten der Einlaßventil-Betätigungseinrichtung 47.

Wenn die ECU 5 ein Ventilöffnungsbefehlssignal an das elektromagnetische Ventil 23 abgibt, wird das elektromagnetische Ventil 23 geöffnet, um hierdurch zu bewirken, daß das Wählventil 99 geöffnet wird, so daß der Öldruck in dem Ölzufuhrkanal 88i ansteigt. Hierdurch wird bewirkt, daß die Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i so arbeitet, daß die Kipphebel 53i, 54i, 55i miteinander verbunden sind, wodurch bewirkt wird, daß die Hochgeschwindigkeitsnocke 51i die Kipphebel 53i, 54i 55i als eine Einheit beaufschlagt, so daß jedes Paar von Einlaßventilen 40i mit einer Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit öffnet und schließt, bei der die Ventilöffnungsperiode und die Ventilhubgröße relativ größer sind.

Wenn andererseits die ECU 5 ein Ventilschließbefehlssignal an das elektromagnetische Ventil 23 anlegt, werden das elektromagnetische Ventil 23 und seinerseits das Wählventil 99 geschlossen, um hierbei den Öldruck in dem Ölzufuhrkanal 88i herabzusetzen. Hierdurch wird bewirkt, daß die Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i so arbeitet, daß die Kipphebel 53i, 54i, 55i voneinander getrennt werden, so daß die Niedriggeschwindigkeitsnocken 49i, 50i die zugeordneten Kipphebel 53i, 54i beaufschlagen, um zu bewirken, daß die beiden Einlaßventile 40i mit Niedriggeschwindkeits­ ventilsteuerzeiten öffnen und schließen, bei denen die Ventilöffnungsperiode und die Ventilhubgröße relativ klein sind.

Nachstehend wird die Ventilsteuerzeit-Umschaltsteuerung nach der Erfindung näher erläutert.

In Fig. 5 sind der Ti-Wert die Ti_L-Tabelle für die Niedriggeschwindigkeitssteuerzeit und jener der Ti_H-Tabelle für die Hochgeschwindigkeitssteuerzeit jeweils mit durchgezogenen und gebrochenen Linien dargestellt. Wie sich deutlich aus dieser Figur ergibt, wird die Zunahmerate der Ansaugluftmenge mit der Zunahme der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne in dem Fall kleiner, daß die Ventilsteuerzeit für die Niedriggeschwindigkeit gewählt wird. Wenn die Ventilsteuerzeit für die Hochgeschwindigkeit bzw. die hohe Drehzahl gewählt wird, wird der Ladewirkungsgrad mit der Zunahme der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne höher, wodurch die Ansaugluftmenge größer als in dem Fall ist, daß die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl gewählt ist. Daher gibt es einen Punkt bei der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne, bei dem der Ti-Wert für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und Ti-Wert für die Ventilsteuerzeit für die hohe Geschwindigkeit miteinander gleich sind. An dieser Stelle von Ne ist sowohl bei der Ventilsteuerzeit für die hohe Geschwindigkeit als auch bei der Ventilsteuerzeit für die niedrige Geschwindigkeit die Ansaugluftmenge gleich, und zugleich ist auch das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis gleich, so daß die Brennkraftmaschinen­ abgabeleistung im wesentlichen gleich wird.

Der Ladewirkungsgrad verändert sich in empfindlicher Weise mit der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne, und insbesondere in der Nähe der maximalen Drosselklappenöffnung (0th) wird die Änderung beträchtlich groß. Fig. 6 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Teil von Fig. 5 zur Erläuterung dieser Änderung. An einer Mehrzahl von Stellen wird der Ti-Wert für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und jener für die Ventilsteuerzeit für die hohe Drehzahl gleich groß. Wenn, wie dies nachstehend näher beschrieben wird, die Ventilsteuerzeit an einer Stelle geändert wird, an der der Ti-Wert für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Drehzahl und jener für die Ventilsteuerzeit für die hohe Drehzahl miteinander gleich sind, kann leicht ein Übersteuern bei der Umschaltung der Ventilsteuerzeit, d. h. ein häufiges Umschalten der Ventilsteuerzeit in dem Bereich der großen Drosselklappenöffnung (WOT) auftreten, wodurch in nachteiliger Weise die Haltbarkeit der Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e beeinflußt wird.

Wenn in diesem Zusammenhang die Brennkraftmaschine in einem hohen Belastungsbereich arbeitet (maximaler 0th(WOT)-Bereich), wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch den Hochbelastungsanreicherungskoeffizienten K_WOT angereichert, um die Brennkraftmaschinenabgabeleistung zu erhöhen. In einem solchen Hochbelastungsbetriebsbereich kann die Brennkraftmaschinenabgabeleistung effektiv erhöht werden, wenn die Ventilsteuerzeit auf die Ventilsteuerzeit für die hohe Geschwindigkeit geändert wird. Wenn daher die Brennkraftmaschine in dem hohen Belastungsbetriebsbereich (maximaler 0th(WOT)-Bereich) arbeitet, wird aus einer T_VT- Tabelle, in der ein Hochbelastungsbestimmungswert T_VT, der experimentell auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmenge T_OUT ermittelt ist, in Relation zu der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne gesetzt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Einen T_VT-Wert erhält man nach Maßgabe der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge T_OUT gleich oder größer als der T_VT-Wert ist, wird die Ventilsteuerzeit auf die Ventilsteuerzeit für die Hochgeschwindigkeit geändert. Wenn in diesem Fall die Auslegung so getroffen ist, daß der durch T_OUT = T_VT definierte Bereich die vorstehend genannten Punkte in dem großen Drosselklappenöffnungsbereich mit einschließt, an denen der Ti-Wert für die Ventilsteuerzeit für die niedrige Geschwindigkeit und jener für die Ventilsteuerzeit für die hohe Geschwindigkeit gleich sind, läßt sich ein Übersteuern der Ventilsteuerzeit verhindern. Zusätzlich ist die T_VT-Tabelle, die für Fahrzeuge mit automatischen Getrieben eingesetzt wird, unterschiedlich zu jener, die für Fahrzeuge mit Handschaltgetrieben eingesetzt wird.

Um ferner im allgemeinen ein Überdrehen der Brennkraftmaschine zu verhindern, erfolgt eine Kraftstoffunterbrechung, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne einen vorbestimmten Wert (einen sogenannten Drehzahlbegrenzungswert) N_HFC überschreitet. Eine Belastung, die auf einen Steuerriemen einwirkt, der als Zwischenverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle vorgesehen ist, nimmt mit der Abnahme der Öffnungsperiode des Ventiles zu, da die Beschleunigung der Öffnungsbewegung des Ventiles mit der Abnahme der Ventilöffnungsperiode ansteigt. Wenn ferner die Beschleunigung zunimmt, nimmt ein kritischer Wert der Brennkraftmaschinendrehzahl, über den ein Springen des Ventils auftreten kann, ab. Daher sollte die maximal zulässige Brennkraftmaschinendrehzahl unterschiedlich zwischen den Einstellungen sein, wenn die Ventilsteuerzeit auf die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit eingestellt ist, bei der die Ventilöffnungsperiode kürzer ist und wenn die Ventilsteuerzeit auf eine Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit eingestellt ist, bei der die Ventilöffnungsperiode länger ist. Daher wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Drehzahlbegrenzungswert auf einen relativ niedrigen Wert N_{HFC 1} (beispielsweise 7500 U/min) für die Niedriggeschwindigkeitssteuerzeit und auf einen relativ hohen Wert N_{HFC 2} (beispielsweise 8100 U/min) für eine Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit eingestellt.

Nunmehr wird auf Fig. 8 Bezug genommen, die die Ventilsteuerzeitbereiche zeigt. In dieser Fig. 8 bezeichnet die durchgezogene Linie eine Grenzlinie zwischen dem Niedrig­ geschwindigkeitsventilsteuerzeitbereich und dem Hochge­ schwindigkeitsventilsteuerbereich, welcher gewählt wird, wenn die Ventilsteuerzeit von der Niedriggeschwindigkeitssteuerzeit zu der Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit verändert wird. Die gebrochene Linie bezeichnet jene Werte, die gewählt werden, wenn die Ventilsteuerzeit von der Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit zu der Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit verändert wird.

Die Umschaltung der Ventilsteuerzeit erfolgt in einem Bereich zwischen einem Wert Ne₁ der Brennkraftmaschinen­ drehzahl, unter dem die Brennkraftmaschinenabgabeleistung, die man durch die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit erhält, immer die Brennkraftmaschinenabgabeleistung überschreitet, die man durch die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit erhält, und einem Wert Ne₂ der Brennkraftmaschinendrehzahl, über der die Brennkraftmaschinenabgabeleistung, die man durch die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit erhält, immer die Brennkraftmaschinenabgabeleistung überschreitet, die man durch die Niedrig­ geschwindigkeitsventilsteuerzeit erhält. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Brennkraftmaschinendrehzahl werden Ne₁ und Ne₂ eine Hysterese zwischen der Umschaltung der Ventilsteuerzeit von der Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit zu der Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit und umgekehrt derart verliehen, daß Ne₁ auf beispielsweise 4800 U/min/4600 U/min und Ne₂ auf beispielsweise 5900 U/min/5700 U/min eingestellt wird.

In Fig. 8 ist mit X ein Bereich bezeichnet, in dem die Brennkraftmaschine in einem Hochbelastungsbetriebsbereich (WOT-Bereich) ist, und die Umschaltung der Ventilsteuerzeit wird durch den Vergleich zwischen T_OUT und T_VT durchgeführt, und mit Y ist ein Bereich angegeben, in dem die Umschaltung der Ventilsteuerzeit durch Vergleich zwischen einem T_IL-Wert für die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit unter einem T_IH-Wert für die Hochgeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit erfolgt. Da in Wirklichkeit die Umschaltcharakteristik in dem Bereich X auch unter dem Einfluß von anderen Parametern als der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und dem Ansaugabsolutdruck P_BA steht, der zur Ermittlung von T_OUT verwendet wird, läßt sich die Umschalt­ charakteristik nicht genau in Fig. 1 aufzeigen, bei der die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne auf der Abszisse und der Ansaugleitungsabsolutdruck P_BA auf der Ordinate aufgetragen ist. Daher ist die Umschaltcharakteristik in dem Bereich X in Fig. 8 lediglich zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Konzepts bestimmt.

Nunmehr wird Bezug auf Fig. 9 genommen, um ein Programm zum Steuern der Umschaltung der Ventilsteuerzeit zu erläutern, das mittels ECU 5 ausgeführt wird, d. h. ein Programm zur Ausgabesteuerung der Signale, die dem elektromagnetischen Ventil 23 zugeleitet werden. Dieses Programm wird bei der Erzeugung jedes Impulses des TCD-Signales und synchron mit diesem ausgeführt.

In einem Schritt 901 wird bestimmt, ob ein Ausfallsicherheitsbetrieb ausgeführt werden sollte oder nicht, wobei beispielsweise bestimmt wird, ob alle Brennkraftmaschinen- Betriebsparametersensoren normal arbeiten oder nicht, oder ob keine Abnormalität in dem Steuersystem abgesehen von diesem Sensor aufgetreten ist oder nicht.

Insbesondere wird bestimmt, daß die Brennkraftmaschine sich in einem Betriebszustand befindet, bei dem ein Ausfall­ sicherheitsbetrieb durchgeführt werden sollte, wenn beispielsweise eine Abnormalität bei irgendeinem der Ausgänge von dem Ansaugleitungsabsolutdruck(P_BA)-Sensor 8, dem Zylinderunterscheidungs(CYL)-Sensor 12, dem Brenn­ kraftmaschinendrehzahl(TDC)-Sensor 11, dem Kühlmitteltemperatursensor 10 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 festgestellt wird. Ferner ist ein solcher Notbetrieb durchzuführen, wenn eine Abnormalität bei der Ausgabe eines Steuersignals zur Zündzeitpunktverstellung oder bei der Ausgabe eines Treibersignals für die Kraftstoffeinspritzventile festgestellt wird oder wenn eine Abnormalität in der Größe des elektromagnetischen Ventils 23 zur Ventilsteuerzeitsteuerung zugeführten Stroms oder eine Abnormalität aufgetreten ist, daß eine normale Änderung des Öldrucks an der Ölauslaßöffnung 120 in Abhängigkeit von dem Öffnen und dem Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 für die Ventilsteuerzeitsteuerung durch einen Öldruckschalter des Öldrucksensors 18 während einer vorbestimmten Zeitperiode festgestellt wird. Wenn zusätzlich der CYL-Sensor oder der TDC-Sensor abnormal arbeitet, wird der jeweils abnormal arbeitende durch den jeweils anderen ersetzt.

Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 901 Ja ist, d. h. wenn ein Ausfallsicherungsbetrieb durchgeführt werden sollte, schreitet das Programm mit einem Schritt 932 fort, auf den nachstehend Bezug genommen wird. Wenn die Antwort Nein ist, schreitet das Programm mit dem Schritt 902 fort.

Im Schritt 902 wird aus der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne usw. bestimmt, ob die Brennkraftmaschine angelassen ist oder nicht, und in einem Schritt 903 wird bestimmt, ob ein Verzögerungszeitgeber eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 5 s) t_ST gezählt hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 902 Ja ist, schreitet das Programm mit einem Schritt 904 fort, in dem der Zeitgeber auf die vorbestimmte Zeitperiode t_ST während des Ausfallsicherungsbetriebs oder Anlassen der Brennkraftmaschine zum Starten des Zählvorgangs gesetzt wird, nachdem das Anlassen der Brennkraftmaschine beendet ist. In einem Schritt 905 wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur T_W niedriger als ein vorbestimmter Wert T_{W 1} (z. B. 60°C) ist, d. h. ob die Brennkraftmaschine sich in einer Aufwärmphase befindet oder nicht. In einem Schritt 906 wird bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als ein vorbestimmter, sehr niedriger Wert V₁ (mit einer Hysterese von beispielsweise 8 km/5 km) ist oder nicht. In einem Schritt 907 wird bestimmt, ob das Fahrzeug, das die Brennkraftmaschine aufweist, mit einem Anschlaggetriebe (MT) versehen ist oder nicht. In einem Schritt 908 wird bestimmt, wenn das Fahrzeug ein automatisches Getriebe (AT) hat, ob der Schalthebel sich im Parkbereich (P) oder dem Neutralbereich (N) befindet oder nicht. In einem Schritt 909 wird bestimmt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne niedriger als der vorbestimmte untere Grenzwert Ne₁ (beispielsweise 4800 U/min/4600 U/min) ist oder nicht. Wenn sich als Ergebnis bei den vorstehend genannten Abfragen oder Bestimmungen ergibt, daß ein Ausfallsicherheitsbetrieb durchgeführt werden muß (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 901 ist Ja), oder wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 902 ist Ja), oder wenn die vorbestimmte Zeitperiode t_ST nach Beendigung des Anlassens der Brennkraftmaschine nicht verstrichen ist (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 903 ist Nein), oder wenn die Brennkraftmaschine sich in der Aufwärmphase (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 905 ist Ja) ist, oder wenn das Fahrzeug steht oder sich langsam bewegt (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 906 ist Ja), oder wenn der Schalthebel sich im P- oder N-Bereich (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 908 ist Ja) ist, oder wenn Ne < Ne₁ (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 909 ist Nein), wird das elektromagnetische Ventil 23 geschlossen, um die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit beizubehalten.

Wenn im Schritt 909 bestimmt wird, daß Ne ≧ Ne₁ ist, erhält man in einem Schritt 910 aus der Ti_L-Tabelle und der Ti_H-Tabelle einen Ti-Wert (der nachstehend als "Ti_L" bezeichnet wird) der Ti_L-Tabelle und einen Ti-Wert (der nachstehend als "Ti_H" bezeichnet wird) der Ti_H-Tabelle, die jeweils der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und dem Ansaug­ leitungsabsolutdruck P_BA zugeordnet sind. Dann erhält man ein einem Schritt 911 aus den Vorgabewerten für die T_VT-Tabelle in Abhängigkeit davon, ob es sich um ein Fahrzeug mit AT oder mit MT handelt, einen hohen Belastungsbestimmungswert T_VT entsprechend der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne. In einem Schritt 912 wird T_VT mit dem T_OUT- Wert in der unmittelbar vorangehenden Schleife verglichen, um zu bestimmen, ob T_OUT ≧ T_VT erfüllt ist, d. h. ob die Brennkraftmaschine in einem hohen Belastungsbetriebszustand ist, bei dem das Luft/Kraftstoffgemisch angereichert werden sollte. Wenn sich im Schritt 912 Nein ergibt, d. h. wenn T_OUT < T_VT erfüllt ist, schreitet das Programm in einem Schritt 913 fort, in dem bestimmt wird, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne niedriger als eine vorbestimmte obere Grenze Ne₂ ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 913 Nein ist, d. h. wenn Ne < Ne₂ erfüllt ist, schreitet das Programm in einem Schritt 914 fort, in dem Ti_L und Ti_H, die man im Schritt 910 erhalten hat, miteinander verglichen werden. Wenn Ti_L < Ti_H erfüllt ist, wird in einem Schritt 916 bestimmt, ob ein Zeitgeberwert t_VTOFF eines Verzögerungszeitgebers in einem Schritt 915, der nachstehend noch näher erläutert wird, eine Aufwärtszählung vorgenommen hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 916 Ja ist, wird ein Befehlssignal zum Schließen des elektromagnetischen Ventils 23, d. h. ein Befehl zum Ändern der Ventilsteuerzeit auf eine Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit in einem Schritt 917 erzeugt. Wenn andererseits irgendeine der Beziehungen T_OUT ≧ T_VT, Ne ≧ Ne₂ und Ti_L ≦ Ti_H erfüllt ist, wird der Verzögerungszeitgeber zum Schließen des elektromagnetischen Ventiles auf den vorbestimmten Wert t_VTOFF (beispielsweise 3 s) gesetzt, und es wird mit dem Schritt 915 begonnen. Dann wird in einem Schritt 918 ein Befehlssignal zum Öffnen des elektromagnetischen Ventils 23, d. h. ein Befehl zum Ändern der Ventilsteuerzeit auf die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit, erzeugt.

Wenn das Ventilschließsignal in einem Schritt 917 erzeugt wird, wird in einem Schritt 919 bestimmt, ob der Öldruckschalter in dem Öldrucksensor 18 eingeschaltet ist oder nicht, d. h. wenn der Öldruck in den Ölzufuhrkanälen 88i, 88e niedrig geworden ist. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 919 Ja ist, d. h. wenn der Öldruckschalter eingeschaltet worden ist, wird in einem Schritt 921 bestimmt, ob ein Umschaltverzögerungszeitgeber eine Aufwärtszählung für eine vorbestimmte Zeitperiode t_LVT für die Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit vorgenommen hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 921 Ja ist, d. h. wenn t_LVT = 0 ist, wird ein weiterer Umschaltverzögerungszeitgeber für die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit auf eine vorbestimmte Zeitperiode t_HVT (beispielsweise 0,1 s) gesetzt, und er wird in einem Schritt 923 gestartet. Dann werden in einem Schritt 925 die Ti_L-Tabelle und eine Zündzeitpunktsteuerungstabelle (Rig_L- Tabelle) für die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit als die Ti-Tabelle und die Zündzeitpunktverstelltabelle gewählt, welche in einem Unterprogramm für die Kraft­ stoffeinspritzsteuerung eingesetzt wird. In dem folgenden Schritt 927 wird der Drehzahlgrenzwert N_HFC auf einen vorbestimmten Wert N_{HFC 1} für die Niedrigkeitsgeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit gesetzt.

Wenn andererseits das Ventilöffnungssignal in einem Schritt 918 erzeugt wird, wird in einem Schritt 920 bestimmt, ob der Öldruckschalter in dem Öldrucksensor 18 ausgeschaltet worden ist oder nicht, d. h. wenn der Öldruck in den Ölzufuhrkanälen 88i, 88e hoch angestiegen ist. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 920 Ja ist, d. h. wenn der Öldruckschalter ausgeschaltet worden ist, wird in einem Schritt 922 bestimmt, ob der Umschaltverzögerungszeitgeber für die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit eine Aufwärtszählung für den Wert t_HVT vorgenommen hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 922 Ja ist, d. h. wenn t_HVT = 0 ist, wird der Umschaltverzögerungszeitgeber für die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit auf eine vorbestimmte Zeitperiode t_LVT (beispielsweise 0,2 s) in einem Schritt 924 gesetzt, und dann werden in einem Schritt 926 die Ti_H-Tabelle und eine Zünd­ zeitpunktverstelltabelle (Rig_H-Tabelle) für die Hochge­ schwindigkeitssteuerzeit als die Ti-Tabelle und die Zünd­ zeitpunktverstelltabelle gewählt, die in dem Unterprogramm zur Kraftstoffeinspritzsteuerung eingesetzt wird. In dem folgenden Schritt 928 wird der Drehzahlbegrenzungswert N_HF_C auf einem vorbestimmten Wert N_{HFC 2} für die Hochge­ schwindigkeitsventilsteuerzeit gesetzt, der größer als N_{HFC 1} ist.

Die vorbestimmten Verzögerungszeitperioden t_HVT und t_LVT werden entsprechend den jeweiligen Zeitverzögerungen gesetzt, d. h. auf die von dem Öffnen und dem Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 über die Schaltung des Wählventils 29 und die Änderung des Öldrucks in den Öldruck­ zuführkanälen 88i, 88e bis zur Beendigung der Umschaltvorgänge durch die Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e aller Zylinder zu verstreichenden Zeitperioden. Wenn das elektromagnetische Ventil 23 geschlossen ist, wird der programmatische Ablauf der Reihenfolge 919- 922-924-926-928 fortgesetzt, bis der Öldruckschalter in dem Öldrucksensor 18 eingeschaltet wird. Nachdem der Öldruckschalter eingeschaltet worden ist, schaltet das Programm in der Reihenfolge 919-921-926-928 fort, bis die Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e aller Zylinder auf die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeitposition umgeschaltet wurden. Wenn ferner das Wählventil 99 infolge eines Versagens des elektromagnetischen Ventils 23 oder des Wählventiles 99 usw. nicht geschlossen wird, so daß der Öldruckschalter in dem Öldrucksensor 18 offen oder geschlossen bleibt, wird das Programm in der vorstehend beschriebenen Reihenfolge mit 919-922-924-926-928 fortgesetzt. Somit wird die Kraftstoffeinspritzung eine für die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit geeignete Weise gesteuert, bis die Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e aller Zylinder auf die Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerposition umgeschaltet sind. Wenn also das elektromagnetische Ventil 23 offen ist, wird die Kraftstoffeinspritzung auf eine für die Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit geeignete Weise gesteuert, bis die Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e aller Zylinder auf die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeitposition umgeschaltet sind.

Wenn in der Zwischenzeit ein Ausfallsicherungsbetrieb auszuführen ist (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 901 ist Ja), oder wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 902 ist Ja), oder wenn die Zeitperiode t_ST nach der Beendigung des Anlassens der Brennkraftmaschine nicht abgelaufen ist (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 903 ist Nein), oder wenn die Brennkraftmaschine noch nicht warmgelaufen ist (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 905 ist Ja), oder wenn das Fahrzeug steht oder langsam fährt (die Antwort auf die Abfrage im Schritt 906 ist Ja), schreitet das Programm mit dem Schritt 929 fort, in dem das Befehlssignal zum Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 erzeugt wird, und hieran schließt sich der programmatische Ablauf in der Reihenfolge 923-925-927 an. Wenn im Schritt 908 bestimmt wird, daß die Schalthebelposition im N- oder P-Bereich ist, schreitet das Programm mit einem Schritt 930 fort, in dem bestimmt wird, ob die Ti_H-Tabelle in der unmittelbar vorangehenden Schleife gewählt worden ist oder nicht. Wenn auch im Schritt 909 bestimmt wird, daß Ne < Ne₁ erfüllt ist, schreitet das Programm mit dem Schritt 930 fort. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 930 Ja ist, d. h. wenn die Ti_H-Tabelle in der unmittelbar vorangegehenden Schleife gewählt worden ist, wird die Zeitperiode t_VTOFF des Verzögerungszeitgebers, während der das elektromagnetische Ventil zu öffnen ist, in einem Schritt 931 auf 0 gesetzt, und dann schreitet das Programm mit einem Schritt 917 fort. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 930 Nein ist, d. h. wenn die Ti_H-Tabelle in der unmittelbar vorangehenden Schleife nicht eingesetzt worden ist, oder, in anderen Worten ausgedrückt, wenn die Verbindungs-Umschalteinrichtungen 56i, 56e aller Zylinder nicht auf die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeitposition umgeschaltet worden sind, schreitet das Programm wie zuvor angegeben in der Reihenfolge 920-923-925-927 fort, wobei die Kraftstoffeinspritzung auf eine für die Niedrig­ geschwindigkeitsventilsteuerzeit geeignete Weise unabhängig von dem Zustand des Öldruckschalters in dem Öldrucksensor 18 gesteuert wird. Dies stellt eine Gegenmaßnahme für den Fall dar, daß der Öldruckschalter in dem Öldrucksensor 18 ständig infolge einer unterbrochenen Verbindungs­ leitungsverbindung oder dgl. ausgeschaltet ist.

Der vorstehend angegebene Drehzahlbegrenzungs-Ne-Wert N_{HFC 1} wird auf einen höheren Wert als Ne₂ gesetzt, und normalerweise wird die Ventilsteuerzeit auf die Hochge­ schwindigkeitsventilsteuerzeit umgeschaltet, und folglich wird die Drehzahlbegrenzung N_HFC auf den höheren Wert N_{HFC 2} gesetzt, bevor die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne auf N_{HFC 1} ansteigt, so daß eine Kraftstoffunterbrechung selbst bei N_{HFC 1} nicht erfolgt. Wenn andererseits die Brennkraftmaschine unter Betriebsbedingungen betrieben wird, bei dem das Programm mit irgendeinem der Schritte 902-906 und 908 bis 929 fortschreitet, kann die Kraftstoffunterbrechung bei N_{HFC 1} unterbrochen werden, da die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit selbst dann beibehalten wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne infolge eines Hochlaufens der Brennkraftmaschine usw. den Wert Ne₂ überschritten hat. Selbst wenn nach der Umschaltung der Ventilsteuerzeit und der Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit auf die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit vorgenommen worden ist, wird eine Kraftstoffunterbrechung bei N_{HFC 1} bevor t_HVT 0 wird vorgenommen, d. h. bevor die Verbindungs-Umschalteinrichtung 56i, 56e tatsächlich auf die Hochgeschwindigkeits­ ventilsteuerzeitposition umgeschaltet sind.

Fig. 10 zeigt ein Unterprogramm, das in dem Schritt 910 eingesetzt wird, um Ti_L und Ti_H von den zugeordneten Ti_L- und Ti_H-Tabellen zu erhalten. Es wird bestimmt, ob das Befehlssignal zum Öffnen des elektromagnetischen Ventils 23 in der unmittelbar vorangehenden Schleife erzeugt worden ist oder nicht. Wenn das Befehlssignal nicht erzeugt worden ist, wird in einem Schritt 914 Ti_L eingesetzt und auf einem Wert Ti_L gesetzt, den man aus der Ti_L-Tabelle erhält. Wenn hingegen das Befehlssignal erzeugt worden ist, wird Ti_L in einem Schritt 914 eingesetzt und auf einen Wert gesetzt, den man durch Subtraktion in einer vorbestimmten Hysteresegröße von Δ Ti von einem Wert Ti_L erhält, den man aus der Ti_L-Tabelle erhält. Somit tritt bei der Umschaltcharakteristik in dem Bereich Y in Fig. 8 eine Hysterese auf.

Fig. 11 zeigt das Unterprogramm, das in den Schritt 911 eingesetzt wird, um den Hochbelastungsbestimmungswert T_VT aus der T_VT-Tabelle zu erhalten. Es wird bestimmt, ob das Befehlssignal zum Öffnen des elektromagnetischen Ventils 23 in der unmittelbar vorangehenden Schleife erzeugt worden ist oder nicht. Wenn das Signal nicht erzeugt worden ist, wird in dem Schritt 912 T_VT eingesetzt und auf einen Wert T_VT gesetzt, den man aus der T_VT-Tabelle erhält. Wenn hingegen das Signal erzeugt worden ist, wird T_VT im Schritt 912 eingesetzt und auf einen Wert gesetzt, den man durch Subtraktion einer vorbestimmten Hysteresegröße ΔT_VT und einem Wert T_VT erhält, den man aus der T_VT-Tabelle erhält. Somit tritt eine Hysterese bei der Umschaltcharakteristik in den Bereich X in Fig. 8 auf.

Wenn wiederum bezugnehmend auf Fig. 9 die Antwort auf die Abfrage im Schritt 901 Ja ist, d. h. wenn der Ausfall­ sicherheitsbetrieb durchzuführen ist, wird das Befehlssignal zum Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 im Schritt 932 erzeugt, und dann wird in einem Schritt 933 bestimmt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer als ein vorbestimmter Wert Ne_FS für den Ausfallsicherheitsbetrieb (beispielsweise 3000 U/min) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Abfrage im Schritt 933 Ja ist, d. h. wenn Ne < Ne_FS ist, werden die Ti_H-Tabelle und die Rig_H- Tabelle für die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit in einem Schritt 934 gewählt, und es schließt sich hieran der Programmablauf mit dem Schritt 927 an. Wenn hingegen Ne ≦ Ne_FS ist, werden die Ti_L-Tabelle und die Rig_L-Tabelle für die Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit in einem Schritt 935 gewählt, und der programmatische Ablauf schreitet zum Schritt 927 fort.

Wie vorstehend angegeben ist, wird in den Schritten 933 bis 935 eine der Ti_H- und Ti_L-Tabellen in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne während des Ausfallsicherheitsbetriebs bzw. des Notbetriebs gewählt. Selbst wenn daher die Einlaß- und Auslaßventile 40i, 40e alle tatsächlich mit der Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit infolge des Notbetriebes des Wählventils 99 der Verbindungsumschalteinrichtung 56i, 56e usw. trotz der Tatsache betätigt werden, daß das Befehlssignal zum Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 während des Notbetriebs erzeugt worden ist, kann eine zu starke Abmagerung des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses und somit ein übermäßiger Anstieg der Verbrennungstemperatur des Gemisches oder der Katalysatortemperatur der Abgasreinigungseinrichtung vermieden werden, und daher können auch ein Schmelzen der Zündkerzen infolge einer Frühzündung des Gemisches, ein Klopfen bei einer hohen Brennkraftmaschinendrehzahl und eine verkürzte Lebensdauer des Katalysators vermieden werden.

Die Art und Weise der Zündzeitpunktverstellsteuerung, die mit Hilfe der Klopfsteuervorrichtung nach der Erfindung ausgeführt wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 12 näher erläutert.

In einem Schritt 1201 werden die detektierte und gespeicherte Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Ansaugleitungs­ absolutdruck P_BA ausgelesen und in einem Schritt 1202 wird eine Grundzündzeitpunktverstellgröße im Sinne einer Frühzündung Rig_-BASE aus der Rig_L- oder Rig_H-Tabelle abgeleitet, die im Schritt 925 oder 926 in Fig. 9 in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und dem Ansaugabsolutdruck P_BA gewählt wurde, die im Schritt 1201 ausgelesen wurden. Dann werden die Brennkraftmaschinen­ kühlmitteltemperatur T_W und die Ansauglufttemperatur T_A in einem Schritt 1203 ausgelesen, und in einem Schritt 1204 wird eine Korrekturvariable Rig_-COR zum Korrigieren der Grundzündzeitpunktvorverstellungsgröße Rig_-BASE basierend auf der Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur T_W und der Ansauglufttemperatur T_A ermittelt, die im Schritt 1203 ausgelesen wurden. In einem Schritt 1205 wird eine Korrekturvariable Rig_KN für die Verhinderung des Klopfens ausgelesen, die in Abhängigkeit von der Ventilzeitsteuerung und dem Ergebnis einer Bestimmung im Hinblick auf das Auftreten des Klopfens bestimmt wird, das nachstehend noch näher erläutert wird, und die dann abgespeichert wird. Eine endgültige Zündzeitpunktvoreilverstellgröße Rig (insbesondere ein Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt jedes Zylinders, an dem der Kompressionshub beginnt) wird in einem Schritt 1206 dadurch ermittelt, daß die Werte Rig_-BASE, Rig_-COR und Rig_KN, die man in den Schritten 1202, 1204 und 1205 erhalten hat, aufsummiert werden, und in einem Schritt 1207 wird ein Zündsignal, basierend auf dem ermittelten Wert Rig der Treiberschaltung 21 zugeführt, um die Zündung mittels der Zündkerze 22 zu bewirken.

Die Bestimmung im Hinblick auf das Auftreten des Klopfens, die zur Bestimmung der Korrekturvariablen Rig_KN genutzt wird, die im Schritt 1205 ausgelesen wird, erfolgt unter Verwendung des Klopfsensors 29 und der Schritte 1301 bis 1305, die in Fig. 13(b) gezeigt sind. Insbesondere liegt ein Ausgang von dem Klopfsensor 24, der eine Brennkraft­ maschinenvibration wiedergibt, an der Gattereinrichtung bzw. der Verknüpfungsgliedeinrichtung 1301 an, in der der Sensorausgang einer Detektion mit Hilfe eines Klopfgatters und eines Geräuschgatters der Verknüpfungseinrichtungen 1301 unterzogen wird, wie dies in Fig. 13(a) gezeigt ist. Diese Detektion erfolgt sowohl bei der Niedriggeschwindigkeits­ ventilsteuerzeit (die nachstehend als "Lo V/T" bezeichnet wird), als auch bei der Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit (die nachstehend als "Hi V/T" bezeichnet wird). Die mit Hilfe des Geräuschgatters detektierte Vibration wird durch einen Tiefpaßfilter nivelliert, der eine vorbestimmte Zeitkonstante hat, und es folgt eine Ermittlung mit Hilfe der Geräuschpegelermittlungseinrichtung 1302, um die mittleren Geräuschpegelwerte NL_L, NL_H, bei Lo V/T und Ni V/T jeweils zu erhalten. Die mittleren Geräuschpegel NL_L, NL_H werden mit Multiplikationsgrößen G_L, G_H multipliziert und um Additionsgrößen OS_L, OS_H nach Maßgabe der folgenden Gleichungen (2) und (3) in der Klopfunterscheidungsermittlungseinrichtung 1303 erhöht, um die zugeordneten Klopfunterscheidungspegel aLo, aHi bei Lo V/T und Hi V/T zu erhalten.

aLo = NL_L × G_L + OS_L (2)
aHi = NL_H × G_H + OS_H (3)

wobei die Multiplikationsgrößen G_L, G_H und die Additionsgrößen OS_L, OS_H jeweils auf Lo V/T und Hi V/T gesetzt werden, die man aus den Diagrammen in Fig. 17 jeweils erhält. Die Multiplikationsgrößen und die Additionsgrößen werden jeweils auf größere Werte gesetzt, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne oder die Brennkraftmaschinenbelastung größer werden. Ferner sind die Multiplikationsgröße G_H und die Additionsgröße OS_H bei Hi V/T auf größere Werte als die Multiplikationsgröße G_L und die Additionsgröße OS_L bei Lo V/T gesetzt. Auch werden die Zunahmeraten der Multiplikationsgröße G_L und der Additionsgröße OS_L bei Lo V/T reduziert, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne oder die Brennkraftmaschinenbelastung einen Umschaltpunkt CH, beispielsweise 4800 U/min überschreitet. Durch dieses Setzen der Multiplikationsgrößen G_L, G_H und der Additionsgrößen OS_L, OS_H sind die Klopfunterscheidungspegel aLo, aHi bei Lo V/T und Hi V/T im wesentlichen gleich, und sie werden zugleich in der Nähe eines unteren Grenzwertes eines Klopfpegelbereiches trotz der Tatsache gesetzt, daß der Geräuschpegel NL_L bei Lo V/T sich von dem Geräuschpegel NL_H bei Hi V/T unterscheidet, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist.

In der Praxis umfaßt die Klopfunterscheidungspegel-Ermittlungseinrichtung Verstärker, die derart ausgelegt sind, daß die Multiplikationsgrößen G_L, G_H und die Additionsgrößen OS_L, OS_H durch die Verstärkungswerte und die Versetzung der Verstärker jeweils in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Brennkraftmaschinenbelastung sowie der gewählten Ventilsteuerzeit bestimmt sind.

Dann werden die Vibrationspegel, die mittels des Klopfgatters bei Lo V/T und Hi V/T detektiert wurden, mit den zugeordneten Klopfunterscheidungspegeln aLo und aHi mit Hilfe der Klopfunterscheidungseinrichtung 1304 verglichen. Wenn die erstgenannte größer als die letztgenannte ist, stellt die Klopfunterscheidungseinrichtung 1304 fest, daß ein Klopfen aufgetreten ist, und führt dann ein elektrisches Signal der Klopfsteuereinrichtung 1305 zu, daß das Auftreten des Klopfens wiedergibt.

Die Art und Weise der Klopfsteuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 14 näher erläutert.

In einem Schritt 1401 wird bestimmt, ob eine Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung vorhanden ist oder nicht, d. h. es wird in ähnlicher Weise wie im Schritt 901 in Fig. 9 bestimmt, ob der Ausfallsicherungsbetrieb durchgeführt werden soll oder nicht. Wenn die Antwort im Schritt 1401 Nein ist, d. h. wenn keine Störung bzw. kein Versagen bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung aufgetreten ist, schreitet das Programm mit einem Schritt 1402 fort, in dem bestimmt wird, ob die tatsächliche Ventilsteuerzeit Lo V/T ist oder nicht. Wenn in dem Schritt 925 die Lo V/T-Tabelle gewählt worden ist, wird die Ventilsteuerzeit mit Lo V/T angenommen, während, wenn im Schritt 926 die Hi V/T-Tabelle gewählt wurde, die Ventilsteuerzeit mit Hi V/T angenommen wird.

Wenn die Antwort im Schritt 1402 Ja ist, d. h. wenn Lo V/T anliegt, werden verschiedene Steuerdaten für Lo V/T in einem Schritt 1402 gewählt, während dann, wenn die Antwort Nein ist, d. h. wenn Hi V/T anliegt, verschiedene Steuerdaten für Hi V/T in einem Schritt 1404 gewählt werden.

Die verschiedenen Steuerdaten umfassen: die Multiplikationsgröße G_L, G_H und die Summandengröße OS_L, OS_H, welche in einem Schritt 1405 benötigt werden und die nachstehend als zur Ermittlung der Klopfunterscheidungspegel bezeichnet werden; Unterscheidungsparameter, die in der Klopfunterscheidungseinrichtung 1304 verwendet werden, wie die Kurbelwinkel, bei denen das Klopfgatter und das Geräuschgatter, die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters zum Nivellieren der Geräuschpegel, und ein Bezugsunterscheidungspegel zum Detektieren einer Abnormalität im Klopfsensor 24 genutzt wird; und Steuerparameter die in der Klopfsteuereinrichtung 1305 verwendet werden, wie ein vorbestimmter Zündnacheilgrenzwert Rig_KNRD in Fig. 15, ein vorbestimmter Voreilgrenzwert Rig_KNAV in Fig. 16, die Auftrittshäufigkeit des Klopfens, die zur Bestimmung der Oktanzahl des Kraftstoffs (die Oktanzahl des Kraftstoffs wird basierend auf der Klopffrequenz bzw. Klopfhäufigkeit bestimmt, und die Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts wird in Abhängigkeit von der Oktanzahl eingestellt) eine vorbestimmte Spätzündkorrekturgröße ΔR_RD in Fig. 15 und eine vorbestimmte Voreilkorrekturgröße Δ R_RD in Fig. 16.

Im Schritt 1405 werden die Klopfunterscheidungspegel aLo und aHi mit Hilfe der Klopfunterscheidungs-Pegelermittlungseinrichtung 1303 (Fig. 13) auf der Basis der Multiplikationsgrößen G_L, G_H und der Additionsgrößen OS_L, OS_H für Lo V/T und Hi V/T jeweils aus den verschiedenen Daten ermittelt, die in den Schritten 1403, 1404 gewählt wurden. In einem Schritt 1406 wird bestimmt, ob der Ausgang des Klopfsensors 24, der mittels des Klopfgatters detektiert wurde, größer als einer der zugeordneten Pegel aLo und aHi ist oder nicht, die im Schritt 1405 ermittelt wurden. Wenn die Antwort auf diese Abfrage Ja ist, wodurch angegeben wird, daß ein Klopfen vorhanden ist, schreitet das Programm mit einem Schritt 1407 fort, um einen Zündzeitpunktverstellwert im Sinne einer Spätzündung oder eine Zündzeit­ punktkorrekturvariable Rig_KN nach Maßgabe eines Unterprogramms nach Fig. 15 zu ermitteln. Wenn hingegen die Antwort Nein ist, wodurch angegeben wird, daß kein Klopfen auftritt, schreitet das Programm mit einem Schritt 1408 fort, um den Zündzeitpunktverstellwert im Sinne einer Frühzündung (Rig_KN) nach Maßgabe eines Unterprogramms nach Fig. 16 zu ermitteln.

Wenn wiederum bezugnehmend auf den Schritt 1401 die Antwort Ja ist, d. h., wenn eine Störung bzw. ein Versagen bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung aufgetreten ist und somit ein Ausfallsicherungsbetrieb durchzuführen ist, schreitet das Programm mit einem Schritt 1409 fort, in dem der Ausfallsicherungsbetrieb für das Klopfen durchgeführt wird.

Der Ausfallsicherungsbetrieb wird entsprechend eines Unterprogramms ausgeführt, das in Fig. 20 gezeigt ist. Ähnlich wie im Schritt 1403 in Fig. 14 werden verschiedene Steuerdaten für Lo V/T in einem Schritt 201 gewählt, und im Anschluß daran schreitet das Programm mit dem Schritt 1405 in Fig. 14 fort.

Wenn gemäß einem ersten Grundgedanken nach der Erfindung eine Störung der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung aufgeteten ist, werden die verschiedenen Steuerdaten für Lo V/T gewählt, die Klopfunterscheidungspegel werden auf der Basis der gewählten Steuerdaten (Schritt 1405) gesetzt, und in Antwort auf den Ausgang des Klopfsensors 24 wird bestimmt, ob das Klopfen aufgetreten ist oder nicht (Schritt 1406).

Dies bedeutet, daß die Steuerdaten für Lo V/T unabhängig von der tatsächlichen Ventilsteuerzeit dann gewählt werden, wenn eine Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung auftritt. Wenn daher Lo V/T genau mit Hilfe der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung im normalen Betriebszustand gewählt ist, erhält man den Klopfunterscheidungspegel aLo, um eine übliche Klopfsteuerung zu bewirken. Wenn hingegen Hi V/T fälschlicherweise infolge des Ausfalls bzw. der Störung der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung gewählt wurde, wählt man den Klopfunterscheidungspegel durch Multiplikation des Geräuschpegels NL_H für Hi V/T mit der Multiplikationsgröße G_L für Lo V/T und durch eine Addition der Additionsgröße OS_L für Lo V/T. Wie voranstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 18 erläutert worden ist, ist der Geräuschpegel bei Hi V/T niedriger als bei Lo V/T, und daher sind die Multiplikationsgrößen G_L und die Additionsgröße OS_L für Lo V/T kleiner als die jeweiligen Werte für Hi V/T, so daß der Klopfunterscheidungspegel einen beträchtlich kleineren Wert annimmt, wenn die Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung abnormal arbeitet als wenn sie normal arbeitet. Daher kann die Anwort im Schritt 1406 viel eher Ja werden, wenn die Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung abnormal arbeitet im Vergleich zu dem Fall, wenn sie normal arbeitet, so daß der Zündzeitpunkt im erstgenannten Falle im Sinne einer Spätzündung verstellt wird. Wenn daher eine Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung vorhanden ist, wird der Zündzeitpunkt beim Auftreten eines Klopfens bei einem niedrigen Pegel im Sinne einer Spätzündung verstellt, um das Klopfen auszuschalten.

Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung wird der Ausfallsicherungsbetrieb nach Maßgabe eines Unterprogramms in Fig. 21 ausgeführt. In einem Schritt 2001 wird ein vorbestimmter Verstellwert R_RETF/S für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung aus einer Tabelle bestimmt, die in Fig. 22 gezeigt ist, und der Wert R_RETF/S wird als die Zündzeitpunkt-Korrekturvariable Rig_KN in einem Schritt 2002 gesetzt, an welchen sich das Programmende anschließt. Obgleich nach Fig. 22 der vorbestimmte Verstellwert R_RETF/S für eine Verstellung im Sinne einer Spätzündung größer wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne ansteigt, kann der Wert R_RETF/S größer werden, wenn die Brennkraftmaschinenbelastung größer wird.

Wenn daher gemäß einem weiteren Gesichtspunkt nach der Erfindung eine Störung bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung auftritt, wird das Programm unmittelbar nach der Ausführung des Schrittes 1409′ (Ausfallsicherungsbetrieb in Fig. 21) beendet, wie dies in Fig. 14A gezeigt ist. Dies bedeutet, daß der Klopfkorrekturwert Rig_KN auf den vorbestimmten Wert R_RETF/S zur Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung gesetzt wird, um den Zündzeitpunkt Rig zu erhalten und dann eine Zündung vorzunehmen, ohne daß die Klopfsteuereinrichtung zum Einsatz kommt, die auf den Klopfsensorausgang zur Steuerung des Klopfens anspricht. Da somit das Arbeiten der Klopfsteuereinrichtung hierbei unterdrückt wird, kann das Klopfen unabhängig von der tatsächlichen Ventilsteuerzeit verhindert werden.

Wenn im Schritt 1406 in Fig. 14 bestimmt wird, daß ein Klopfen vorhanden ist, wird die Zündzeitpunkt-Korrekturvariable Rig_KN nach Maßgabe eines Unterprogramms ermittelt, das in Fig. 15 gezeigt ist. Die Variable Rig_KN wird beispielsweise auf einen Wert von 0 als ein Ausgangswert der jeweiligen ersten Schleife des Unterprogramms in Fig. 15 und einem Unterprogramm in Fig. 16 gesetzt, auf das nachstehend eingegangen wird.

In einem Schritt 1501 wird ein Zählwert CNO, der mittels eines Zählers gezählt wurde, während dem kein Klopfen aufgetreten ist, auf einen Wert von 0 gesetzt. Dann wird in einem Schritt 1502 ein Wert der Korrekturvariablen Rig_KN durch Subtraktion der vorbestimmten Korrekturgröße ΔR_RD für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung von einem Wert der Korrekturvariablen Rig_KN ermittelt wird, den man in der letzten Schleife erhalten hat, und im Anschluß daran schreitet das Programm mit einem Schritt 1503 fort, in dem bestimmt wird, ob der Wert Rig_KN, den man im Schritt 1502 erhalten hat, größer als der vorbestimmte Verstellgrenzwert Rig_KNRD für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung ist oder nicht. Der vorbestimmte Nachverstellgrenzwert Rig_KNRD für eine Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung wird in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Brennkraftmaschinenbelastung bestimmt. Wenn die Antwort im Schritt 1503 Ja ist, d. h. wenn Rig_KN < Rig_KNRD ist, wird die Korrekturvariable Rig_KN auf den vorbestimmten Grenzwert Rig_KNRD für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung in einem Schritt 1504 gesetzt. Wenn hingegen die Antwort Nein ist, wird die Korrekturvariable Rig_KN auf den Wert Rig_KN gesetzt, der im Schritt 1502 ermittelt wurde.

Wenn andererseits im Schritt 1406 bestimmt wird, daß kein Klopfen auftritt, wird die Zündzeitpunkt-Korrekturvariable Rig_KN nach Maßgabe des Unterprogramms von Fig. 16 ermittelt, um den Zündzeitpunkt im Sinne einer Rückstellung oder Voreilung zu verhindern, der entsprechend dem Unterprogramm nach Fig. 15 im Sinne einer Spätzündung verstellt wurde.

In einem Schritt 1601 wird ein vorbestimmter Zählerwert CAV, der zu zählen ist, von einer Tabelle (nicht gezeigt) in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Brennkraftmaschinenbelastung abgeleitet. Der vorbestimmte Zählerwert CAV entspricht einer vorbestimmten Anzahl von TDC-Signalimpulsen, während denen kein Klopfen aufgetreten ist. In einem Schritt 1602 wird der Zählerwert CNO des Zählers um einen Wert von 1 erhöht, und dann wird in einem Schritt 1603 bestimmt, ob der durch die Addition des Wertes 1 zu dem Zählerwert CNO erhaltene Wert größer als der vorbestimmte Zählerwert CAV ist oder nicht, der in dem Schritt 1601 abgeleitet wurde. Wenn die Antwort im Schritt 1603 Ja ist, d. h. wenn der Zählerwert CNO den vorbestimmten Zählerwert CAV erreicht hat, wird der Zählerwert CNO auf den Wert von 0 in einem Schritt 1604 gesetzt, und anschließend wird das Programm mit einem Schritt 1605 fortgesetzt, um die Korrekturvariable Rig_KN durch die Addition der vorbestimmten Korrekturgröße ΔR_AV für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Frühzündung und dem Wert der Korrekturvariablen Rig_KN zu ermitteln, den man in der letzten Schleife erhalten hat. Wenn die Antwort im Schritt 1603 Nein ist, d. h. wenn der Zählerwert CNO nicht den vorbestimmten Zählerwert CAV erreicht hat, springt das Programm von den Schritten 1604 und 1605 auf einen Schritt 1606.

In einem Schritt 1606 wird bestimmt, ob der Wert von Rig_KN, den man im Schritt 1605 erhalten hat, oder wenn die Antwort 1603 Nein ist, der Wert von Rig_KN, den man in der letzten Schleife erhalten hat, größer als der vorbestimmte Grenzwert Rig_KNAV für eine Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Frühzündung ist oder nicht. Der vorbestimmte Grenzwert Rig_KNAV für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Frühzündung wird in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Brennkraftmaschinenbelastung bestimmt. Wenn die Antwort im Schritt 1606 Ja ist, d. h. wenn Rig_KN < Rig_KNAV ist, wird die Korrekturvariable Rig_KN auf den Wert Rig_KNAV gesetzt, während dann, wenn die Antwort Nein ist, wird die Korrekturvariable Rig_KN auf den Wert Rig_KN gesetzt.

Die Steuerparameter, wie die Korrekturgröße ΔR_RD für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung, die Korrekturgröße ΔR_AV für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Frühzündung, der vorbestimmte Grenzwert Rig_KNRD für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Spätzündung, der vorbestimmte Grenzwert Rig_KNAV für die Zündzeitpunktverstellung im Sinne einer Frühzündung und der vorbestimmte Zählerwert CAV werden in Abhängigkeit von der Ventilsteuerzeit wie folgt gesetzt:

Das heißt, der Ladewirkungsgrad bei Hi V/T ist höher als bei Lo V/T, so daß das Kompressionsverhältnis bei Hi V/T tatsächlich größer als bei Lo V/T ist, wobei das Klopfen bei Hi V/T eher auftreten kann. Um ein Klopfen bei Hi V/T zu verhindern, werden die Steuerparameter auf größere Werte bei Hi V/T als bei Lo V/T gesetzt, wie dies am besten aus der vorstehenden Tabelle zu ersehen ist.

Entsprechend den voranstehenden Ausführungen werden bei der Erfindung die Unterscheidungsparameter für die Klopf­ unterscheidungseinrichtung und/oder die Steuerparameter für die Klopfsteuereinrichtung mit solchen Werten gewählt, die für die gewählte Ventilsteuerzeit geeignet sind, um eine passende Klopfsteuerung zu bewirken. Ferner erfolgt bei der Bestimmung dahingehend, ob die Ventilsteuerzeit Li V/T oder Hi V/T ist, nicht durch Detektion des Öffnens und Schließens des elektromagnetischen Ventils 23, sondern durch Detektion, welche von den Lo V/T-Tabellen und den Hi V/T-Tabelle in den Schritten 925, 926, 934 und 935 in Fig. 9 gewählt wurden. Selbst wenn daher eine Störung auftritt, so daß die tatsächliche Ventilsteuerzeit nicht genau dem Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 23 zugeordnet ist, kann die Erfindung eine genaue Klopfsteuerung bewirken, da die Ventilsteuerzeit durch die Ausführung der vorstehend genannten Schritte 925, 926, 934 und 935 bestimmt ist, wodurch eine Verschlechterung des Laufverhaltens und somit verschlechterte Verkaufsaussichten der Brennkraftmaschine, eine Zunahme des Kraftstoffverbrauches und sogar eine Beschädigung der Brennkraftmaschine im schlechtesten Falle infolge des Auftretens des Klopfens vermieden werden können.

Obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung entsprechend den voranstehenden Ausführungen der Zündzeitpunkt gesteuert wird, um ein Klopfen zum Zeitpunkt des Umschaltens der Ventilsteuerzeit zu verhindern, ist 02174 00070 552 001000280000000200012000285910206300040 0002003934017 00004 02055die Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern die Kraftstoffzuführsteuerung zur Anreicherung des Luft/Kraftstoff- Gemisches oder die Aufladedrucksteuerung zur Reduzierung des Aufladedruckes können anstelle der Zündzeitpunktsteuerung eingesetzt werden, um das Klopfen zu verhindern.

Obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform ferner die Ventilsteuerzeit zwischen Lo V/T und Hi V/T verhindert wird, kann die Ventilsteuerzeit auch kontinuierlich verhindert werden, so daß sich die Klopfunterscheidungsparameter oder die Klopfsteuerparameter kontinuierlich entsprechend der sich kontinuierlich ändernden Ventilsteuerzeit ändern.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine an, die Einlaßventile und Auslaßventile hat, deren Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gesteuert werden. Es wird bestimmt, ob ein Klopfen in der Brennkraftmaschine aufgetreten ist oder nicht, und zwar auf der Basis eines Detektionsparameters, der als Klopfen auftritt, und wenigstens eines Unterscheidungsparameters. Das Arbeiten der Brennkraftmaschine wird unter Verwendung wenigstens eines Steuerparameters in Abhängigkeit von dem Bestimmungergebnis gesteuert, so daß das Klopfen beseitigt wird. Die Werte der Unterscheidungs- und Steuerparameter werden nach Maßgabe der tatsächlichen Ventilsteuerzeiten gewählt. Wenn eine Abnormalität in der Ventilsteuerzeit- Steuereinrichtung festgestellt wird, wird die Ventilsteuerzeit auf einer vorbestimmten Ventilsteuerzeit unabhängig von den Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen konstant gehalten, und die Werte des wenigstens einen Unterscheidungsparameters und des wenigstens einen Steuerparameters werden erzielt, die der konstant gehaltenen, vorbestimmten Ventilsteuerzeit entsprechen. Wenn alternativ eine Abnormalität bei der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung festgestellt wird, wird die vorstehend beschriebene Steuerung des Brennkraftmaschinenbetriebs unterbunden.

Claims (9)

1. Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Einlaßventile und Auslaßventile hat, wobei we­ nigstens eines der Einlaßventile oder der Auslaßven­ tile eine durch eine Ventilsteuerzeit-Steuereinrich­ tung (23) in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine veränderbare Ventilsteuerzeit hat, wobei die Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung (23) die Ventilsteuerzeit auf eine Niedriggeschwin­ digkeitsventilsteuerzeit für einen niedrigen Dreh­ zahlbereich der Brennkraftmaschine und eine Hochge­ schwindigkeitsventilsteuerzeit für einen hohen Dreh­ zahlbereich der Brennkraftmaschine verändert,
welche aufweist:
eine Ventilsteuerzeit-Detektionseinrichtung (1402) zum Feststellen der durch die Ventilsteuerzeit- Steuereinrichtung (23) geänderten Ventilsteuerzeit,
eine Klopfparameter-Detektionseinrichtung (24) zum Detektieren eines Detektionsparameters, der das Auf­ treten des Klopfens in der Brennkraftmaschine angibt,
eine Klopfunterscheidungseinrichtung (1304) zur Be­ stimmung, ob auf der Basis des mittels der Klopfpara­ meterdetektiereinrichtung (24) detektierten Detekti­ onsparameters und wenigstens eines Unterscheidungspa­ rameters ein Klopfen in der Brennkraftmaschine aufge­ treten ist oder nicht, und
eine Klopfsteuereinrichtung (1305), die auf einen Ausgang von der Klopfunterscheidungseinrichtung (1304) anspricht, der ein Bestimmungsergebnis angibt, daß das Klopfen aufgetreten ist, um den Betrieb der Brennkraftmaschine unter Verwendung wenigstens eines Steuerparameters zum Eliminieren des Klopfens zu steuern,
gekennzeichnet durch:
eine Parameterwert-Wähleinrichtung (1403, 1404) zum Wählen eines Wertes wenigstens eines Unterscheidungsparame­ ters und wenigstens eines Steuerparameters, der der Ventilsteuerzeit entspricht, die mittels der Ventil­ steuerzeit-Detektionseinrichtung (1402) festgestellt wurde,
eine Abnormalitäts-Detektionseinrichtung (1409) zum Detektieren einer Abnormalität bei der Ventilsteuer­ zeit-Steuereinrichtung (23), und
eine Ausfallsicherungseinrichtung (2001), welche die Ventilsteuerzeit auf der Niedriggeschwindigkeitsven­ tilsteuerzeit unabhängig von den Betriebsbedingungen konstant hält, und die einen Wert von wenigstens ei­ nem Unterscheidungsparameter wählt, der der konstant gehaltenen Niedriggeschwindigkeitsventilsteuerzeit entspricht, wenn eine Abnormalität bei der Ventil­ steuerzeit-Steuereinrichtung (23) mit Hilfe der Ab­ normalitäts-Detektionseinrichtung (1401) festgestellt wird.

2. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Detektionsparameter, der mittels der Klopfparameter-Detektionseinrichtung (24) fest­ gestellt wird, ein Pegel der Vibration der Brennkraft­ maschine ist, die Vibration eine Klopfkomponente und eine Geräuschkomponente aufweist, die Klopfunter­ scheidungseinrichtung (1304) einen Klopfunterschei­ dungspegel auf der Basis eines Pegels der Geräusch­ komponente und wenigstens eines Unterscheidungsparame­ ters auf eine Weise setzt, die von der Ventilsteuer­ zeit abhängig ist, die mittels der Ventilsteuerzeit- Steuereinrichtung (23) während des normalen Arbeitens der Ventilsteuerzeit-Steuereinrichtung gesteuert wird, und daß das Auftreten eines Klopfens festgestellt wird, wenn die Klopfkomponente einen höheren Pegel als der Klopfunterscheidungspegel hat.

3. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wenigstens eine Unterscheidungs­ parameter erste Korrekturwerte (G_L, OS_L) für die Nie­ driggeschwindigkeitsventilsteuerzeit und zweite Korrek­ turwerte (G_H, OS_H) für die Hochgeschwindigkeitsventil­ steuerzeit aufweist, und daß die ersten Korrekturwer­ te den Pegel der Geräuschkomponente um eine Größe kor­ rigieren, die kleiner als die zweiten Korrekturwerte ist.

4. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten Korrekturwerte und die zweiten Korrekturwerte größer werden, wenn wenigstens die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder die Belastung der Brennkraftmaschine ansteigen.

5. Klopfsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klopfsteuereinrich­ tung den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in Abhän­ gigkeit von einem Ausgang von der Klopfuntescheidungs­ einrichtung (1304) im Sinne einer Spätzündung verstellt, wenn ein Auftreten eines Klopfens festgestellt worden ist.

6. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausfallsicherungseinrichtung (2001) das Arbeiten der Klopfsteuereinrichtung verhin­ dert, wenn eine Abnormalität bei der Ventilsteuerzeit der Steuereinrichtung (23) mit Hilfe der Abnormalitäts­ detektionseinrichtung (1401) festgestellt wird.

7. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausfallsicherungseinrichtung (2001) den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in ei­ ne solche Richtung korrigiert, daß derselbe um eine Verstellgröße im Sinne einer Spätzündung verstellt wird, die dem Klopfen entspricht, und zwar in Abhän­ gigkeit von einem Ausgang von der Klopfunterscheidungs­ einrichtung (1304), wenn diese angibt, daß ein Klopfen aufgetreten ist.

8. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausfallsicherungseinrichtung (2001) das Arbeiten der Klopfsteuereinrichtung unterbin­ det, wenn eine Abnormalität in der Ventilsteuerzeit- Steuereinrichtung (23) mit Hilfe der Abnormalitäts- Detektionseinrichtung (1401) festgestellt wurde, und daß der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine im Sinne einer Spätzündung um eine zweite Verstellgröße korri­ giert wird, die in Abhängigkeit von wenigstens einem Brennkraftmaschinenbetriebsparameter anstelle der ersten Verstellgröße bestimmt wird, die dem Klopfen entspricht.

9. Klopfsteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wenigstens eine Brennkraftma­ schinenbetriebsparameter die Drehzahl der Brennkraft­ maschine ist und daß die zweite Verstellgröße im Sin­ ne einer Spätzündung auf einen größeren Wert beim An­ stieg der Drehzahl der Brennkraftmaschine eingestellt wird.