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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungssteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit
Zündkerzenzündung, die
eine veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung (eine veränderbare Verdichtungsverhältnisvorrichtung,
die in der Lage ist, ein Verdichtungsverhältnis ε zu verändern) hat, und eine veränderbare
Ventilbetriebs-Vorrichtung, die
in der Lage ist, eine Ventilhubcharakteristik (einen Ventilhub,
einen Arbeitswinkel, eine Phase eines Zentralwinkels des Arbeitswinkels)
eines Einlassventiles zu verändern.
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Ein
Verdichtungsverhältnis,
das oft durch den griechischen Buchstaben ε (Epsilon) bezeichnet wird,
wird im Wesentlichen als ein Verhältnis (V1 + V2)/V1 des Gesamtvolumens
(V1 + V2) definiert,
das innerhalb des Motorzylinders und der Brennkammer mit dem Kolben
an dem unteren Totpunkt (BDC), zu dem Abstands-Raumvolumen (V1) mit dem Kolben an dem oberen Totpunkt
(TDC) vorhanden ist. Andererseits wird ein effektives Verdichtungsverhältnis, bezeichnet
durch ε', im Wesentlichen
als ein Verhältnis
des effektiven Zylindervolumens, entsprechend des maximalen Arbeitsmedium-Volumens
zu dem effektiven Abstandsvolumen entsprechend des minimalen Arbeitsmedium-Volumens
gebildet. Diese zwei Verdichtungsverhältnisse ε und ε' werden thermodynamisch voneinander
unterschieden. Ein Verdichtungsverhältnis ist einer der Basisparameter
für eine
verstärkte
thermische Wirksamkeit. In Brennkraftmaschinen mit Zündkerzenzündung und
feststehendem Verdichtungsverhältnis
wird das Verdichtungsverhältnis ε festgelegt,
um unter in Kaufnehmen der Detonation und des Klopfens ein Verhältnis so hoch
wie möglich
zu sein. Es gibt mehrere Optionen, um bei solchen Brennkraftmaschinen
mit Zündkerzenzündung und
feststehendem Verdichtungsverhältnis
das Klopfen zu vermeiden. Eine Weg, um einen Klopfzustand der Brennkammer
zu vermeiden, ist einfach den Zündfunken-Zeitpunkt
zu verzögern, wenn
das Klopfen bei der Verbrennung in dem Motor auftritt. Ein weiterer
Weg, das Klopfen zu vermeiden, ist die Einlassventil-Betriebscharakteristika
zu verändern,
um dadurch das effektive Verdichtungsverhältnis ε' zu verändern. Überdies kann eine Vorrichtung für ein veränderbares
Verdichtungsverhältnis
als eine Anti-Klopfeinrichtung hinzugefügt werden. In dem zu entwerfenden
Verbrennungssteuersystem ist es wichtig, zwei gegensätzliche
Erfordernisse auszugleichen, d. h., eine hohe thermische Effektivität und eine
hoch-ansprechbare Klopfsteuerung. Wie es allgemein bekannt ist gibt
es eine erhöhte
Tendenz, dass das Verbrennungsklopfen bei meh reren Motorbetriebszuständen, z.
B. bei einem Hochtemperatur-Hochlast-Betrieb, auftritt. Das Klopfen
tritt unter bestimmten Betriebszuständen auf, wobei die Temperatur
der in den Motorzylinder eingeleiteten Einlassluft infolge der Wärme der
Verdichtung und des Wärmeaustauschs
zwischen der Einlassluft und der Zylinderwand und dem Kolben hoch
genug geht und der letzte Teil des verdichteten Luft-Kraftstoff-Gemischs
oder des Endgases plötzlich
explodiert oder sich selbst zündet,
bevor die Flammenausbreitung abgeschlossen ist, und sich die Verbrennungsgeschwindigkeit
erhöht,
um dadurch das Klopfgeräusch und
höhere
thermische und mechanische Beanspruchungen in den Bauteilen der
Brennkraftmaschine zu erzeugen. Wie oben diskutiert, tendiert das
Klopfen infolge eines Temperaturanstiegs in dem verdichteten Luft-Kraftstoff-Gemisch
aufzutreten. Es gibt eine erhöhte
Tendenz für
das Klopfen aufzutreten, insbesondere wenn die Motorkühlmitteltemperatur
infolge des fortwährenden
Hochlast-Betriebes ansteigt. Das Festlegen des Verdichtungsverhältnisses ε auf einen niedrigen
Wert trägt
dazu bei, das Klopfen zu vermeiden, führt aber zu einer reduzierten
thermischen Wirksamkeit, d. h., zu einer verschlechterten Kraftstoffökonomie.
In jüngster
Zeit verwenden Motoren mit Zündkerzenzündung mit
feststehendem Verdichtungsverhältnis
einen Klopfsensor oder einen Explosionssensor um das Zylinder-Zündklopfen
zu erfassen und den Zündfunken-Zeitpunkt
zu verzögern,
um das Klopfen des Motors zu vermeiden und das Verdichtungsverhältnis ε auf einen
relativ hohen Wert festzulegen. Die Verzögerung des Zündzeitpunktes, durch
die eine relativ hohe Klopfsteuerreaktion erhalten werden kann,
ist geeignet, um das Klopfen zu vermeiden. Jedoch verschlechtert
die Verzögerung des
Zündzeitpunktes
die Kraftstoffökonomie
und führt
zu einem Anstieg der Auslasstemperatur. Dies verschlechtert die
Haltbarkeit eines Auslasssystems eines katalytischen Wandlers. Zum
Vermeiden des Klopfens kann eine Verzögerung des Zündzeitpunktes
mit einer veränderbaren
Phasensteuerung kombiniert werden. In dem Fall der integrierten
Klopf-Vermeidungssteuerung auf der Grundlage von sowohl der Verzögerung des
Zündzeitpunktes,
als auch der veränderbaren
Phasensteuerung unter einer Bedingung, dass es eine erhöhte Tendenz
für den
Motor gibt, zu klopfen, wird das effektive Verdichtungsverhältnis ε' durch das Verzögern der
Phase der Nockenwelle vermindert (mit anderen Worten, durch das
Verzögern
des Einlassventil-Schließzeitpunktes, oft
als „IVC" abgekürzt) und
als ein Ergebnis kann die Ladungswirksamkeit und die Temperatur
des Luft-Kraftstoff-Gemischs
vermindert werden, um dadurch einen Auslass-Temperaturanstieg zu
verhindern. Ein solches Klopf-Vermeidungssystem ist in der Japanese
Patent Provisional Publication No. 8-338295 gezeigt worden. Die
Japanese Patent Provisional Publication No. 11-36906 hat ein Klopf-Vermeidungssystem
gezeigt, das in der Lage ist, einen Arbeitswinkel eines Einlassventiles
veränderbar
zu steuern. Für
eine verbesserte Kraft stoffökonomie
ist eine integrierte Steuerung auf der Grundlage von sowohl der
veränderbaren
Arbeitswinkelsteuerung, als auch der veränderbaren Phasensteuerung vorgeschlagen
worden. Eine veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung, die in der Lage ist, ein Verdichtungsverhältnis ε durch das
Verändern
von zumindest einer von einer TDC-Position oder einer BDC-Position
veränderbar
einzustellen, ist in den Seiten 706–711 der Ausgabe 1997 der Zeitschrift „MTZ Motortechnische
Zeitschrift 58, Nr. 11" gezeigt worden.
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Die
veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung oder die Vorrichtung mit veränderbarem
Verdichtungsverhältnis
ist effektiv, das Klopfen zu vermeiden. Die veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung
ist der Zündzeitpunktsteuerung
in der Steuerungsreaktion untergeordnet. Zur Verbesserung der Steuerungsreaktion
erfordert die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung einen vergleichsweise großformatigen
Betätiger,
der eine große
Drehmomentkapazität
hat. Im Gegensatz zu dem oben genannten ist es bei einem konstant
gehaltenen Verdichtungsverhältnis ε möglich, den
Pumpenverlust durch Vermindern des effektiven Verdichtungsverhältnisses ε' mittels der Steuerung
des Einlassventil-Schließzeitpunktes
(IVC) für
eine verbesserte Kraftstoffökonomie
zu reduzieren. Im Wesentlichen ist die Zündzeitpunktsteuerung einer
so genannten Ventilbetriebssteuerung, die eine veränderbare
Einlassventil-Arbeitswinkelsteuerung und eine veränderbare
Phasensteuerung enthält,
in der Steuerungsreaktion zum Vermeiden des Klopfens überlegen.
Die Ventilbetriebssteuerung ist der veränderbaren Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung
in der Steuerungsreaktion zum Vermeiden des Klopfens überlegen.
Bei einer besonderen Bedingung, wo eine vergleichsweise hohe Klopfvermeidungs-Steuerungsreaktion
erforderlich ist, z. B. während
einer schnellen Beschleunigung, ist es wünschenswert, die IVC-Steuerung,
die eine relativ hohe Steuerreaktion mit der anderen Steuerung hat,
richtig zu kombinieren. In dem Fall, dass ein hohes Motorausgangsdrehmoment
erforderlich ist, muss die Menge der Einlassluft erhöht werden.
Die erhöhte
Menge der Einlassluft ist jedoch nicht immer in Einklang mit einem
Abfall des effektiven Verdichtungsverhältnisses ε' zu bringen. Die IVC-Steuerung muss
in Abhängigkeit
der Motor-/Fahrzeugbedingungen von dem Gesichtspunkt der gegenseitigen
Abhängigkeit
des Vermeidens des Klopfens bei einer verbesserten Kraftstoffökonomie
und einer verbesserten Antriebsfähigkeit angemessen
verwendet werden.
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Die
JP 10009005 zeigt ein Verbrennungssteuersystem
für eine
Brennkraftmaschine mit Zündkerzenzündung, das
aufweist: eine veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung,
die ein Verdichtungsverhältnis
des Motors verändert;
Sensoren, die die Motordrehzahl und die Motorbelastung durch die
Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselöffnung indirekt erfassen; zumindest
eine von einer veränderbaren
Hub- oder Arbeitswinkel-Steuervorrichtung, die gleichzeitig einen
Ventilhub eines Einlassventiles des Motors und einen Arbeitswinkel
des Einlassventiles kontinuierlich verändert, oder eine veränderbare Phasensteuerungsvorrichtung,
die eine Winkelphase bei einem Zentralwinkel verändert, der einem maximalen
Ventilhubpunkt des Einlassventiles entspricht; und eine Steuereinheit,
elektronisch mit diesen Vorrichtungen und mit den Sensoren für das Steuern
der veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung verbunden, und die veränderbare
Hub- oder Arbeitswinkel-Steuervorrichtung und die veränderbaren Phasensteuerungsvorrichtung
in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl und der Motorbelastung.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, ein Verbrennungssteuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
mit Zündkerzenzündung mit
einer veränderbaren Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung
und zumindest eine von einer veränderbaren
Ventilhub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung oder einer veränderbaren Phasensteuerungsvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, ein Verdichtungsverhältnis und
die Betriebsbedingungen eines Einlassventil in Abhängigkeit
von den Motor-/Fahrzeug-Betriebsdingungen optimal festzulegen, und
eine Mehrzahl von Erfordernissen auszugleichen, d. h., die Klopfvermeidung,
die verbesserte Kraftstoffökonomie
und die verbesserte Antriebsfähigkeit
mittels der integrierten Steuerung auf der Grundlage eines Betriebsmodus,
der ausgewählt wird
aus einem veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Steuermodus (oder einem veränderbaren
Verdichtungsverhältnis-Steuermodus),
einem veränderbaren
Einlassventil-Arbeitswinkelsteuermodus oder einem veränderbaren
Einlassventil-Phasensteuermodus, wenn das Klopfen in dem Motor auftritt.
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Das
vorerwähnte
Ziel wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Verbrennungssteuersystem
für eine
Brennkraftmaschine mit Zündfunkenzündung, die
die Merkmale von Anspruch 1 hat, erreicht.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angezeigt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung ausführlich mittels eines Beispieles
und in Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
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1 ist
ein Teil-Systemdiagramm, das eine veränderbare Ventilbetätigungsvorrichtung
darstellt, die in ein integriertes Verbrennungssteuersystem des Ausführungsbeispieles
einbezogen ist.
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2 ist
eine Querschnittsdarstellung, die ein wesentliches Teil einer veränderbaren
Einlassventil-Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung des integrierten
Verbrennungssteuersystems, gezeigt in 1, darstellt.
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3 zeigt
Hub- und Arbeitswinkel-Merkmalskurven, gegeben durch die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung des integrierten Verbrennungssteuersystems
des Ausführungsbeispieles.
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4 zeigt
Phasenveränderungs-Merkmalskurven
für eine
Phase des Arbeitswinkels, der eine Winkelphase an dem maximalen
Ventilhubpunkt bedeutet, oft als „Zentralwinkel ϕ'' bezeichnet, gegeben durch die veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung des integrierten Verbrennungssteuersystems des
Ausführungsbeispieles.
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5 ist
eine Querschnittsdarstellung, die eine veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung
zeigt, die in das integrierte Verbrennungssteuersystem des Ausführungsbeispiels
einbezogen ist.
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6 ist
ein Gesamtsystem-Blockdiagramm, das das integrierte Verbrennungssteuersystem
des Ausführungsbeispiels
zeigt.
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7 zeigt
Merkmalskurven für
das Verdichtungsverhältnis ε, das durch
die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen
veränderbar
gesteuert wird.
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8 ist
eine beispielhafte Ansicht, die den Betrieb des Einlassventiles
zeigt, mit anderen Worten, einen Einlassventil-Öffnungszeitpunkt (IVO) und einen
Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) unter verschiedenen Motor-/Fahrzeug-Betriebsdingungen, d. h.,
während
des Leerlaufs, bei Teillast, während
der Beschleunigung, bei vollständiger
Drosselung und niedriger Drehzahl und bei vollständiger Drosselung und hoher
Drehzahl.
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Die 9A–9D zeigen
jeweils eine Veränderung
in einem Klopfsensor-Signalwert, eine Veränderung in dem Verdichtungsverhältnis ε, eine Charakteristik
für die
Folge-Klopfsteuerung für
einen Zündzeitpunkt
IA und eine Charakteristik für
die für die
IVC-Steuerung in Anwesenheit des Klopfens während der vollständigen Drosselung.
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Die 10A–10E zeigen jeweils eine Veränderung in einem Klopfsensor-Signalwert, einen Veränderung
im Verdichtungsverhältnis ε, eine Charakteristik
für die
Folge-Klopfsteuerung für
den Zündzeitpunkt
IA, eine Veränderung
in dem Einlassrohrvakuum V und eine Veränderung in dem Einlassventil-Zentralwinkel ϕ,
in Anwesenheit des Klopfens, wenn eine Ventilüberlappung O/L ihren vorbestimmten
Grenzwert während
eines Beschleunigungszustandes überschreitet.
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Die 11A–11E zeigen jeweils eine Veränderung in einem Klopfsensor-Signalwert, eine Veränderung
in dem Verdichtungsverhältnis ε, eine Charakteristik
für die
Folge-Klopfsteuerung für
den für
den Zündzeitpunkt
IA, eine Veränderung
in dem Einlassrohrvakuum V und eine Veränderung in dem Einlassventil-Zentralwinkel ϕ,
in Anwesenheit des Klopfens, wenn eine Ventilüberlappung O/L unter dem vorbestimmten
Grenzwert während
des Beschleunigungszustandes ist.
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Die 12A–12E zeigen jeweils eine Veränderung in einem Klopfsensor-Signalwert, einen Veränderung
im Verdichtungsverhältnis ε, eine Charakteristik
für die
Folge-Klopfsteuerung für
den Zündzeitpunkt
IA, eine Veränderung
in dem Einlassrohrvakuum V und eine Charakteristik für die IVC-Steuerung
in Anwesenheit des Klopfens, wenn das Einlassrohrvakuum unter seinem
vorbestimmten Wert während
einer Teillast-Bedingung
ist.
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Die 13A–13E zeigen jeweils eine Veränderung in einem Klopfsensor-Signalwert, einen Veränderung
im Verdichtungsverhältnis ε, eine Charakteristik
für die
Folge-Klopfsteuerung für
den Zündzeitpunkt
IA, eine Veränderung
in dem Einlassrohrvakuum V und eine Charakteristik für die IVC-Steuerung
in Anwesenheit des Klopfens, wenn das Einlassrohrvakuum den vorbestimmten
Wert während der
Teillast-Bedingung überschreitet.
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14 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen integrierten Verbrennungssteuerungsablauf
darstellt, durch den die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung,
das veränderbare
Steuerung des Verdichtungsverhältnisses ε (die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung),
Steuerung des veränderbaren Hub-
und Einlassventil-Arbeitswinkels θ und die Steuerung des veränderbaren
Einlassventil-Zentralwinkels ϕ (veränderbare Einlassventil-Phasensteuerungsvorrichtung)
wahlweise ausgeführt
werden.
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Nunmehr
in Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1 und 6,
hat das integrierte Verbrennungssteuerungssystem drei unterschiedliche
Steuerungsvorrichtungen, nämlich
eine veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1, eine veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 2 und eine veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24. Wie bestens in
der 1 gesehen, funktioniert die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 um sowohl einen
Ventilhub, als auch einen Arbeitswinkel θ eines Einlassventiles 4 in
Abhängigkeit
der Motor-/Fahrzeug-Betriebsdingungen zu verändern (zu erhöhen oder
zu vermindern). Die veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 2 funktioniert, um die Winkelphase
an dem maximalen Ventilhubpunkt (an dem Zentralwinkel ϕ)
zu verändern.
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Nunmehr
in Bezug auf die 2 ist der grundlegende Aufbau
des wesentlichsten Teiles der veränderbaren Einlassventil-Hub-
und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 gezeigt. Der grundlegende Aufbau
der veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 wird nachstehend
kurz in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
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Die
veränderbaren
Einlassventil-Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 besteht
aus einer zylindrisch-hohlen Antriebswelle 6, drehbar gelagert durch
einen Nockenhalter 5, angeordnet an dem oberen Abschnitt
eines Zylinderkopfs 3, einem ersten exzentrischen Nocken 7,
fest mit der Antriebswelle 6 mittels Presspassens verbunden,
einer Steuerwelle 8, die durch den Nockenhalter 5 oberhalb
der Antriebswelle drehbar gelagert und parallel zu der Antriebswelle
ist und einen zweiten exzentrischen Nocken 9 hat, einen
Kipphebelarm 10, oszillierend oder kippbar auf dem zweiten
exzentrischen Arm 9 gelagert, und einen kippbaren Nocken 12,
der im Anlageeingriff mit einem Ventilheber 11 des Einlassventiles 4 ist.
Der erste exzentrische Nocken 4 und der Kipphebelarm 10 sind
miteinander mechanisch durch einen Verbindungsarm 13 verbunden,
der sich relativ zu dem ersten exzentrischen Nocken 7 dreht.
Andererseits sind der Kipphebelarm 10 und der kippbare Nocken 12 miteinander
durch ein Verbindungsteil 14 verbunden, so das die oszillierende
Bewegung des Kipphebelarms 10 durch den Verbindungsarm 13 erzeugt
wird. Wie noch später
beschrieben wird, wird die Antriebswelle 6 durch eine Motor-Kurbelwelle 29 über eine
Steuerkette oder einen Steuerriemen angetrieben. Der erste exzentrische
Nocken 7 ist in der Form zylindrisch. Die Mittelachse der
zylindrischen äußeren Umfangsoberfläche des
ersten exzentrischen Nockens 7 ist zu der Achse der Antriebswelle 6 um
eine vorbestimmte Exzentrizität
exzentrisch. Ein im Wesentlichen ringförmiger Abschnitt 13a des Verbindungsarms 13 ist
auf der zylindrischen äußeren Umfangsoberfläche des
ersten exzentrischen Nockens 7 drehbar eingesetzt. Der
Kipphebelarm 10 ist oszillierend an seinem im Wesentlichen
zentralen Abschnitt durch den zweiten exzentrischen Nocken 9 der
Steuerwelle gelagert. Ein vorspringender Abschnitt 13b des
Verbindungsarms 13 ist mit einem Ende (dem linken Ende
in der 2) des Kipphebelarms 10 verbunden. Das
obere Ende des Verbindungsteiles 14 ist mit dem anderen
Ende (dem rechten Ende in der 2) des Kipphebelarms 10 verbunden.
Die Achse des zweiten exzentrischen Nockens 9 ist zu der
Achse der Steuerwelle 8 exzentrisch und somit kann die
Mitte der oszillierenden Bewegung des Kipphebelarms 10 durch
Verändern
der Winkelposition der Steuerwelle 8 verändert werden. Der
kippbare Nocken 12 ist auf dem Außenumfang der Antriebswelle 6 drehbar
eingesetzt. Der rechte Endabschnitt 12a des kippbaren Nockens 12 ist
mit dem Verbindungsteil 14 mittels eines Schwenkstiftes verbunden.
Der kippbare Nocken 12 ist an seiner unteren Oberfläche gebildet
mit einem Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a,
der zu der Antriebswelle 6 konzentrisch ist, und einem
moderat-gekrümmten
Nockenoberflächenabschnitt 15b,
der mit dem Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a fortlaufend
ist und der sich in die Richtung des rechten Endabschnittes 12a des
kippbaren Nockens 12 erstreckt. Der Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a und
der Nockenoberflächenabschnitt 15b des
kippbaren Nockens 12 sind bestimmt, um in anliegenden Kontakt
(Gleitkontakt) mit einem bestimmten Punkt oder einer bestimmten
Position der oberen Oberfläche
des zugehörigen
Einlassventil-Hebers 11 in Abhängigkeit von einer Winkelposition
des kippbaren Nockens 12, der hin- und her-schwingt, gebracht
zu werden. D. h., der Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a funktioniert
als ein Grundkreis-Abschnitt, innerhalb dessen ein Ventilhub Null
ist. Ein vorbestimmter Winkelbereich des Nockenoberflächenabschnittes 15b,
der mit dem Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a fortlaufend
ist, funktioniert als ein Neigungsabschnitt. Ein vorbestimmter Winkelbereich
eines Nockennasenabschnittes des Nockenoberflächenabschnittes 15b,
der mit dem Neigungsabschnitt fortlaufend ist, funktioniert als
ein Hebeabschnitt. Wieder zurück
zu der 1 wird die Steuerwelle 8 der veränderbaren
Einlassventil-Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 innerhalb
eines vorbestimmten Winkelbereiches mittels eines Hebe- oder hydraulischen Arbeitswinkel-Steuerbetätigers 16 angetrieben.
Ein auf den hydraulischen Betätiger
angewandter gesteuerter Druck wird mittels eines ersten hydraulischen
Steuermoduls (eines hydraulischem Hebe- und Arbeitswinkel-Steuermodulators) 18 reguliert oder
angepasst, das auf ein Steuersignal aus einer elektronischen Motorsteuereinheit
(ECU) 17 ansprechbar ist. Der hydraulische Betätiger 16 ist
so ausgestattet, dass die Winkelposition der Ausgangswelle des hydraulischen
Betätigers 16 in
die Richtung gedrängt
und an einer Anfangs-Winkelposition durch eine Rückhol-Federeinrichtung, wenn
das erste hydraulische Steuermodul 18 nicht erregt wird,
gehalten wird. In dem Zustand, in dem der hydraulische Betätiger 16 in
der Anfangs-Winkelposition gehalten wird, wird das Einlassventil
mit dem reduzierten Ventilhub und dem reduzierten Arbeitswinkel
betätigt.
Die veränderbare
Hebe- und Arbeitswinkelsteuervorrichtung 1 arbeitet wie
folgt.
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Während der
Drehung der Antriebswelle 6 bewegt sich ein Verbindungsarm 13 nach
oben oder nach unten durch den Vorteil der Nockenwirkung des ersten
exzentrischen Nockens 7. Die Auf-und-ab Bewegung des Verbindungsarmes 13 verursacht
die oszillierende Bewegung des Kipphebelarms 10. Die oszillierende
Bewegung des Kipphebelarms 10 wird über das Verbindungsteil 14 zu
dem kippbaren Nocken 12 übertragen und somit oszilliert
der kippbare Nocken 12. Durch den Vorteil der Nockenwirkung
des kippbaren Nockens 12, der oszilliert, wird der Einlassventil-Heber 11 gedrückt und
demzufolge hebt das Einlassventil 4 an. Falls die Winkelposition
der Steuerwelle 8 durch den hydraulischen Betätiger 16 verändert wird,
verändert
sich eine Anfangsposition des Kipphebelarms 10 und als
ein Ergebnis einer Anfangsposition (oder ein Startpunkt) der oszillierenden Bewegung
des kippbaren Nockens 12. In der Annahme, dass die Winkelposition
des zweiten exzentrischen Nockens 9 von der ersten Winkelposition
(gezeigt in der 2) verschoben wird, dass die
Achse des zweiten exzentrischen Nockens 9 un mittelbar unter
der Achse der Steuerwelle 8 in einer zweiten Winkelposition
ist, dass die Achse des zweiten exzentrischen Nockens 9 unmittelbar über der
Achse der Steuerwelle 8 ist, verschiebt sich als ein ganzes der
Kipphebelarm 10 nach oben. Als ein Ergebnis wird der rechte
Endabschnitt 12a des kippbaren Nockens 12 relativ
nach oben gezogen. D. h., die Anfangsposition (der Startpunkt) des
kippbaren Nockens 12 wird verlagert oder verschoben, so
dass der kippbare Nocken 12 selbst in eine Richtung geneigt wird,
dass sich der Nockenoberflächenabschnittes 15b des
kippbaren Nockens 12 von dem Einlassventil-Heber 11 wegbewegt.
Mit dem nach oben verschobenen Kipphebelarm 10 wird, wenn
der kippbare Nocken 12 während der Drehung der Antriebswelle 6 oszilliert,
der Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a für einen
vergleichsweise langen Zeitraum in Kontakt mit dem Einlassventil-Heber 11 gehalten.
Mit anderen Worten, ein Zeitraum, innerhalb dessen der Nockenoberflächenabschnittes 15b in
Kontakt mit dem Einlassventil-Heber 11 gehalten wird, wird
kurz. Als eine Konsequenz wird ein Ventilhub klein.
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Zusätzlich wird
ein angehobener Zeitraum (d. h., ein Arbeitswinkel θ) von dem
Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
(IVO) zu dem Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) reduziert.
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Wenn
umgekehrt die Winkelposition des zweiten exzentrischen Nockens 9 von
der zweiten Winkelposition verschoben wird, dass die Achse des zweiten
exzentrischen Nockens 9 unmittelbar über der Achse der Steuerwelle 8 zu
der ersten Winkelposition angeordnet ist, dass die Achse des zweiten
exzentrischen Nockens 9 unmittelbar unter der Achse der
Steuerwelle 9 angeordnet ist, verschiebt sich der Kipphebelarm 10 als
ein Ganzes nach unten. Als ein Ergebnis wird der rechte Endabschnitt 12a des
kippbaren Nockens 12 relativ nach unten gedrückt. D.
h., die Anfangsposition (der Startpunkt) des kippbaren Nockens 12 wird
verlagert oder verschoben, so dass der kippbare Nocken selbst in
eine Richtung geneigt wird, dass sich der Nockenoberflächenabschnittes 15b des
kippbaren Nockens 12 in die Richtung zu dem Einlassventil-Heber 11 bewegt.
Mit dem nach unten verschobenen Kipphebelarm 10, wenn der kippbare
Nocken 12 während
der Drehung der Antriebswelle 6 oszilliert, ist ein Abschnitt,
der mit dem Einlassventil-Heber 11 in Kontakt gebracht
ist, etwas von dem Grundkreis-Oberflächenabschnitt 15a zu der
Nockenoberflächenabschnittes 15b verschoben. Als
eine Konsequenz wird ein Ventilhub groß. Zusätzlich wird ein angehobener
Zeitraum (d. h., ein Arbeitswinkel θ) von dem Einlassventil-Öffnungszeitpunkt (IVO)
zu dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) verlängert.
Der Winkelabschnitt des zweiten exzentrischen Nockens 9 kann
innerhalb der Grenzen mittels des hydraulischen Betätigers 16 fortgesetzt
verändert
werden, und somit können
die Ventilhub-Charakteristika (Ventilhub und der Arbeitswinkel)
auch fortlaufend, wie in 3 gezeigt, verändert werden. Wie
aus den Ventilhub-Charakteris tika von 3 gesehen
werden kann, kann die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 sowohl
den Ventilhub, als auch den Arbeitswinkel kontinuierlich gleichzeitig
vergrößern oder
verkleinern. Wie eindeutig aus der 3 gesehen
werden kann, verändern
sich die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1, zugehörig dem
integrierten Verbrennungs-Steuersystem des Ausführungsbeispiels, in Übereinstimmung
mit einer Veränderung
im Ventilhub und einer Veränderung
im Arbeitswinkel θ,
dem Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
(IVO), dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) symmetrisch miteinander. Details solch einer veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung werden z. B. fortgesetzt
in dem U. S. Pat. No. 5,988,125 (entsprechend der Japanese Patent
Provisional Publication No. 11-107725), ausgegeben am 23 November
199 von Seinosuke HARA et al., deren Lehre hierdurch in Bezug eingeschlossen
wird.
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Zurückkehrend
zu der 1 ist eine veränderbare
Phasensteuerungsvorrichtung 2 aus einem Kettenrad 19 und
einem hydraulischen Phasen-Steuerungsbetätiger 20 gebildet.
Das Kettenrad 19 ist an dem vorderen Ende der Antriebswelle 6 vorgesehen. Der
hydraulische Phasen-Steuerungsbetätiger 20 ist vorgesehen,
um der Antriebswelle 6 zu ermöglichen, sich relativ zu dem
Kettenrad 19 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches
zu drehen. Das Kettenrad 19 hat eine angetriebene Verbindung
mit der Motorkurbelwelle durch eine Steuerkette (nicht gezeigt) oder
einem Steuerriemen (nicht gezeigt). Ein gesteuerter Druck, der auf
den hydraulischen Phasen-Steuerungsbetätiger 20 angewandt
wird, wird mittels des zweiten hydraulischen Steuermodules 21 (einem
hydraulischen Phasen-Steuerungsmodulator) reguliert oder angepasst,
der auf ein Steuersignal von der ECU 17 reagierend ist.
Die relative Drehung der Antriebswelle 6 zum Kettenrad 19 in
einer Drehrichtung resultiert in eine Phasenvorverschiebung bei
dem maximalen Einlassventil-Hubpunkt (bei dem Zentralwinkel ϕ).
Die relative Drehung der Antriebswelle 6 zu dem Kettenrad 19 in
die entgegengesetzte Drehrichtung führt zu einer Phasenverzögerung bei
dem maximalen Einlassventil-Hubpunkt. Wie aus den Phasenveränderungs-Merkmalskurven,
gezeigt in der 4, eingeschätzt werden kann, wird nur die Phase
des Arbeitswinkels (d. h., die Winkelphase bei dem Zentralwinkel ϕ)
vorverschoben (siehe die Merkmalskurve eines Zentralwinkels ϕ1 der 4), oder verzögert (siehe
die Merkmalskurve eines Zentralwinkels ϕ2 der 4),
bei keiner Hubveränderung und
keiner Arbeitswinkelveränderung.
Die relative Winkelposition der Antriebswelle 6 kann zu
dem Kettenrad 19 kontinuierlich innerhalb der Grenzen mittels
des hydraulischen Betätigers 20 und
somit auch die Winkelphase bei dem Zentralwinkel ϕ kontinuierlich
verändert
werden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen
wird jeder der Steuerungsbetätiger 16 und 20 hydraulisch
gesteuert.
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Alternativ
kann jeder von einem Hub- und Arbeitswinkel-Steuerbetätiger oder
von einem Phasen-Steuerbetätiger
durch einen elektromagnetisch gesteuerten Betätiger aufgebaut sein. Sn Stelle
dessen werden für
eine veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuerung
und eine veränderbare
Phasensteuerung ein erster Sensor, der einen Ventilhub und einen
Arbeitswinkel θ erfasst,
und ein zweiter Sensor, der eine Winkelphase an dem Zentralwinkel ϕ erfasst,
addiert und die veränderbare
Phasen-Steuervorrichtung 2 kann jeweils auf der Grundlage
von den Signalen von den ersten und zweiten Sensoren in einer „geschlossene
Schleife"-Modus
zurückgekoppelt gesteuert
werden. Alternativ können
die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 und die veränderbare
Phasen-Steuervorrichtung 2 sicher vorwärtsgekoppelt in Abhängigkeit
von der Motor-/Betriebs-Bedingung in einem „offene Schleife"-Modus gesteuert
werden.
-
Nunmehr
wird in Bezug auf die 5 eine veränderbarere Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24,
verbunden in dem integrierten Verbrennungs-Steuersystem des Ausführungsbeispieles,
gezeigt. Die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung ist aus einer Kolben-Kurbelvorrichtung
vom mehrfach-Verbindungs-Typ oder einer veränderbaren Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung
vom mehrfach-Verbindungs-Typ gebildet. Eine Verbindung von der veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 (Kolben-Kurbelvorrichtung
vom mehrfach-Verbindungs-Typ) besteht aus drei Verbindungen, nämlich einer
oberen Verbindung 27, einer unteren Verbindung 31 und
einer Steuerverbindung 34. Ein Ende der oberen Verbindung 27 ist über einen Kolbenbolzen 26 mit
dem hin- und hergehenden Kolben 25 verbunden. Die untere
Verbindung 31 ist mit dem anderen Ende der oberen Verbindung über einen
oberen Verbindungsbolzen 28 oszillierend verbunden oder
gekoppelt. Die untere Verbindung 31 ist auch mit einem
Kurbelbolzen 30 der Motorkurbelwelle 29 verbunden.
Es ist auch eine Steuerwelle 32 vorgesehen, die sich im
Wesentlichen parallel zu der Kurbelwelle 29 erstreckt.
Die Steuerwelle 34 ist an einem Ende mit der Steuerwelle 32 oszillierend
verbunden. Die Steuerverbindung 34 ist an dem anderen ende
mit der unteren Verbindung 31 über einen Steuerverbindungsbolzen 33 oszillierend
verbunden, um so den Freiheitsgrad der unteren Verbindung zu begrenzen.
Die Steuerwelle 32 ist mit einer Mehrzahl von Bolzenlagern 40 gebildet,
wobei jedes davon für jeden
Motorzylinder gebildet und durch ein Lager (nicht gezeigt) vorgesehen
an dem unteren Ende der Steuerverbindung 34 drehbar gelagert
ist. Eine Drehmitte P1 von jedem der Bolzenlager 40 ist
zu einer Drehmitte P2 der Steuerwelle 32 durch eine vorbestimmte
Exzentrizität
exzentrisch. Die Drehmitte P1 der Bolzenlager dient als eine Mitte
der oszillierenden Bewegung der Steuerverbindung 34, die
um die Drehmitte P2 der Steuerwelle 32 oszilliert. Wie
aus dem Querschnitt der 5 klar erkannt werden kann, verändert sich
die Mitte P1 der oszillierenden Bewegung der Steuerverbindung 34 infolge
der Drehbewegung der Steuerwelle 32. Als ein Ergebnis kann
zumindest eine von der TDC-Position oder von der BDC-Position verändert werden
und folglich kann die Kolben-Hubcharakteristik verändert werden.
D. h., es ist möglich
das Verdichtungsverhältnis ε, definiert
als ein Verhältnis
(V1 + V2)/V1 des Gesamtvolumens (V1 +
V2), erhöht
oder vermindert werden, das innerhalb des Motorzylinders und der
Brennkammer mit dem Kolben bei dem BDC zu dem Abstands-Raumvolumen
(V1) mit dem Kolben bei dem TDC durch Verändern der
Mitte P1 der oszillierenden Bewegung der Steuerverbindung 34 gebildet
wird. Mit anderen Worten, durch das Verändern oder durch das Verschieben
der Mitte der oszillierenden Bewegung der Steuerverbindung 34 verändert sich
die Lage der unteren Verbindung 31, um somit zumindest
eine von der TDC-Position oder von der BDC-Position des hin- und
hergehenden Kolbens zu verändern
und demzufolge das Verdichtungsverhältnis ε des Motors zu verändern. Die
vorher erwähnte
Steuerwelle 32 wird mittels eines elektronisch gesteuerten
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerbetätiger 37 angetrieben.
Wie in der 6 gesehen ist ein Schneckengetriebe 35 mit
der Ausgangswelle des Betätigers 37 (einer
Antriebsquelle) verbunden, während
ein Schneckengetriebe 36 mit der Steuerwelle 32 fest
verbunden ist, so dass das Schneckengetriebe in Bezug auf die Achse
der Steuerwelle 32 koaxial angeordnet ist. Der Betätiger 37 wird
in Abhängigkeit
zu einem Steuersignal von der ECU 17, in Abhängigkeit
von den Motorbetriebsbedingungen gesteuert, und somit kann die Mitte
der oszillierenden Bewegung der Steuerverbindung 34 verändert werden.
An Stelle dessen wird für
die die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung ein Kolbenhubsensor, der einen
Kolbenhub des hin- und hergehenden Kolbens 25 erfasst,
hinzugefügt und
die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 kann auf der Grundlage
eines Signals von dem Kolbenhubsensor in einem „geschlossenen-Schleife"-Modus gesteuert
werden. Alternativ kann die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 in Abhängigkeit
von den Motor-/Fahrzeug-Betriebsbedingungen in einem „offene Schleife"-Modus sicher vorwärtsgekoppelt
gesteuert werden.
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Nunmehr
ist in Bezug auf die 6 ein System-Blockdiagramm des
integrierten Verbrennungssteuersystems des Ausführungsbeispiels gezeigt. Wie
aus dem Systemblockdiagramm der 6 klar erkannt
werden kann, ist in dem integrierten Verbrennungssteuersystem des
Ausführungsbeispiels
die veränderbare
Ventilöffnungsvorrichtung
der Einlassventil-Seite, d. h., die veränderbare Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 plus
die veränderbare Phasen-Steuervorrichtung 2 (siehe 1)
mit der veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 (siehe 5)
kombiniert. In der 6 ist ein Bauteil, bezeichnet
durch das Bezugszeichen 38, ein Explosionssensor oder Klopfsensor 38,
der in dem Motor montiert ist, um das Klopfen des Zylinders (oder die
Intensität
der Explosion oder das Brennkammerklopfen) bei seiner Anordnung
zu erfassen, die oft in den Kühlmantel
oder in den Zylinderblock verschraubt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Klopfsensor 38 in den Zylinderblock verschraubt.
Ein Sensorsignal von dem Klopfsensor 38 zu einem Eingabe-Schnittstellenschaltkreis
der ECU 17 gesendet. In dem System des Ausführungsbeispieles
wird die Motordrehzahl mittels des Kurbelwinkelsensors oder eines
Kurbelpositionssensors erfasst, während die Motorbelastung mittels
eines Drosselöffnungssensors
erfasst wird, der eine Drosselöffnung
eines Drosselventils erfasst. Die elektronische Motorsteuereinheit
ECU 17 weist im Wesentlichen einen Mikrorechner auf. Die
ECU 17 enthält eine
Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle
(I/O), Speicher/RAM, ROM) und einen Mikrorechner oder eine Zentralrechnereinheit
(CPU). Die Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (I/O) der ECU 17 empfängt eine
Eingabeinformation von verschiedenen Motor-/Fahrzeugsensoren 41,
nämlich
dem Kurbelwinkelsensor (Motor-Drehzahlsensor), dem Drosselöffnungssensor
(Motor-Belastungssensor) dem Klopfsensor 38, einem Auslass-Temperatursensor,
einem Motor-Vakuumsensor, einem >Motor-Temperatursensor,
einem Motoröl-Temperatursensor,
einem Beschleunigungsöffnungs-Sensor
und dergleichen. Obwohl das System des Ausführungsbeispieles die Drosselöffnung als
die Motorbelastung anzeigende Daten verwendet, können an Stelle dessen der Unterdruck
in einem Einlassrohr- oder Einlassverteiler-Vakuum oder eine Menge
der Einlassluft oder eine Menge der Kraftstoffeinspritzung als Motorbelastungsparameter verwendet
werden. Innerhalb der ECU 17 gestattet die Zentralrechnereinheit
(CPU). Zentralrechnereinheit (CPU).e I/O-Schnittstelle der Eingangsinformations-Datensignale
von der zuvor erwähnten
Motor-Fahrzeug-Sensoren. Die CPU der ECU 17 ist für das Ausführen des
integrierten Motor-Verbrennungssteuerprogramms bezogen auf die Klopfvermeidungssteuerung,
die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung (die veränderbare Steuerung des Verdichtungsverhältnisses ε), die veränderbare Steuerung
des Einlassventil-Arbeitswinkels θ und der veränderbaren
Steuerung des Einlassventil-Zentralwinkels ϕ die veränderbare
Einlassventil-Phasensteuerung), die in den Speichern gespeichert
sind, verantwortlich, und ist in der Lage, die in der 14 gezeigten
notwendigen und logischen Vorgänge
auszuführen.
Die Computer-berechneten Ergebnisse (die arithmetisch berechneten
Ergebnisse), d. h., die berechneten Ausgangssignale (die Antriebsströme) werden über den
Ausgabe Schnittstellenschaltkreis der ECU zu den Ausgangsstufen,
nämlich
einem elektronischen Zündzeitpunkt-Steuersystem
(einem Zündzeitpunkt-Vorverschieber) 39,
den elektromagnetischen Magnetspulen, die Bauteile der ersten und zweiten
hydraulischen Steuermodule 18 und 21 bilden, und
einem elektronisch gesteuerten Kolben-Hubcharakteristik-Steuerbetätiger 37,
weitergegeben.
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Nunmehr
sind in Bezug auf die 7 gezeigt die Merkmalskurven
für das
Verdichtungsverhältnis ε, veränderbar
gesteuert mittels der veränderbaren Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 in
Abhängigkeit
von den Motor-/Betriebs-Bedingungen (z. B. der Motorbelastung und
der Motordrehzahl) der Brennkraftmaschine mit Zündkerzenzündung, die die veränderbare
Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1, die veränderbare
Phasen-Steuerungsvorrichtung 2 und die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24,
miteinander kombiniert verwendet. Wie aus den Merkmalskurven der 7 gesehen
werden kann, kann die Steuercharakteristik des Verdichtungsverhältnisses ε nur durch
eine Veränderung
in dem vollen Volumen (V1 + V2),
das innerhalb des Motorzylinders und der Brennkammer mit dem Kolben
bei BDC vorhanden ist, dessen Volumenveränderung infolge der Veränderung
in der Kolben-Hubcharakteristik,
gesteuert oder bestimmt durch die veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24,
auftritt, festgestellt werden. Andererseits wird das effektive Verdichtungsverhältnis ε', bestimmt als ein
Verhältnis
des effektiven Zylindervolumens, das dem maximalen Arbeitsmedium-Volumen
zu dem effektiven Abstandsvolumen, das dem minimalen Arbeitsmedium-Volumen
entspricht, durch den Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) bestimmt, was
von den Motor-Betriebs-Bedingungen
abhängt, d.
h., bei Leerlauf, bei Teillast, deren Zustand oft auf „R/L (Strasse/Belastung)" abgekürzt wird,
was im Wesentlichen einer ¼ Drosselöffnung entspricht, während der
Beschleunigung, bei voller Drosselung und niedriger Drehzahl und
bei [TEXT FEHLT] ➀ und in einem Teillastzustand ➁ jeder
von dem Ventilhub- und von dem Arbeitswinkel θ des Einlassventiles gesteuert,
um vergleichsweise klein zu sein. Andererseits ist der Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) Phasen-vorverschoben auf einen beträchtlich früheren Punkt vor dem unteren
Totpunkt (BBDC), Infolge dessen, dass der IVC beträchtlich
vorverschoben ist, ist es möglich,
den Pumpenverlust beträchtlich
zu reduzieren. Zu dieser Zeit tendiert in der Annahme, dass das
Verdichtungsverhältnis ε konstant
gehalten wird, das effektive Verdichtungsverhältnis ε' sich zu reduzieren. Das reduzierte
effektive Verdichtungsverhältnis
verschlechtert die Verbrennungsqualität des Luft-Kraftstoff-Gemischs
in dem Motorzylinder. Demzufolge wird in solch einem niedrigen Motor-Belastungsbereich
(in einem kleinen Motor-Drehmomentbereich), z. B. während der
Leerlaufbedingung ➀ und während der Teillast-Bedingung ➁,
wie aus den Motor. Betriebsbedingungen (Motor-Drehzahl und -Belastung)
versus Verdichtungsverhältnis-Merkmalskurven
der 7, das Verdichtungsverhältnis ε auf ein höheres Verdichtungsverhältnis festgelegt
oder eingestellt.
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Während der
Beschleunigungsbedingung ➂ wird, um die Ladeeffektivität der Einlassluft
zu verstärken,
der Ventilhub des Einlassventiles 4 auf einen vergleichsweise
großen
Wert gesteuert, und der Ventilüberlappungszeitraum
wird ebenso erhöht.
Wenn mit der Leerlaufbedingung ➀ und der Teillast-Bedingung ➁ verglichen
wird, ist die Beschleunigungsbedingung ➂ zu dem BDC näher, aber
auf einen früheren
Punkt vor dem BDC etwas Phasen-vorverschoben. Während der Beschleunigungsbedingung ➂ wird
selbstverständlich
die Drosselöffnung
im Vergleich mit den zwei Motorbetriebsbedingungen ➀ ➁ erhöht. Andererseits
wird das Verdichtungsverhältnis auf
ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis
als die Teillast-Bedingung ➁ festgelegt oder eingestellt.
Das immer weniger kompensierte Verdichtungsverhältnis ist notwendig, um das
Auftreten des Verbrennungsklopfens in dem Motor zu verhindern.
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Während der
Voll-Drosselung und der Niedrig-Drehzahl-Bedingung ➃ oder
unter der Voll-Drosselung und der Hoch-Drehzahl-Bedingung ➄ wird, um
eine maximale Einlassluftmenge zu erzeugen, das effektive Verdichtungsverhältnis ε' auf ein höheres Verdichtungsverhältnis als
die oben beschriebenen drei Motorbetriebsbedingungen ➀, ➁ und ➂ gesteuert.
Aus diesem Grund wird während
der Voll-Drosselungs- und Niedrig-Drehzahlbedingung das Verdichtungsverhältnis ε, festgestellt
durch das gesteuerte Kolbenhubmerkmal, auf ein niedriges Verdichtungsverhältnis, im
Wesentlichen identisch zu dem eines herkömmlich feststehenden Verdichtungsverhältnis einer
Brennkraftmaschine festgelegt. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen
wird während
der Voll-Drosselungs- und Hoch-Drehzahlbedingung die Verbrennung
abgeschlossen, bevor sich eine chemische Reaktion für Peroxide
(einer der Faktoren, die das Verbrennungsklopfen beeinflussen) entwickelt,
und somit wird das Verdichtungsverhältnis ε, festgestellt durch das gesteuerte
Kolbenhubmerkmal, auf ein höheres
Verdichtungsverhältnis,
als dass während
der Voll-Drosselungs- und Niedrig-Drehzahlbedingung, festgelegt.
Infolge des Festlegens auf ein höheres
Verdichtungsverhältnis
wird ein Ausdehnungsverhältnis
hoch und somit wird die Auslasstemperatur auch angemessen vermindert, um
dadurch den Katalysator, der in einem katalytischen Wandler verwendet
wird, am unerwünschten Verschlechtern
zu hindern. Zum tatsächlichen
Optimieren der vorerwähnten
Parameter (des Einlassventil-Hubs, des Einlassventil-Arbeitswinkels θ, des Einlassventil-Zentralwinkel ϕ,
des Verdichtungsverhältnisses ε, festgestellt
durch die gesteuerte Kolben-Hubcharakteristik)
für die
verschiedenen Motor-/Fahrzeug-Bedingungen, z. B. Motordrehzahl und Motorbelastung,
werden diese Parameter (der Hub, ϕ, θ, ε) in Abhängigkeit von den vorbestimmten
oder vorprogrammierten Merkmalspläne festgelegt. Andererseits
wird der Zündzeitpunkt
mittels des elektronischen Zündzeitpunkt-Steuersystems 39 gesteuert, das
ein Signal von dem Drosselöffnungs-Sensor
oder dem Beschleunige röffnungs-Sensor
verwendet, um den Zündzeitpunkt
für die
Motorbetriebsbedingungen zu optimieren. Insbesondere wenn ein Klopfzustand erfasst
wird, wird der Zündzeitpunkt
mittels des Zündzeitpunkt-Steuersystems 39 verzögert.
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Nunmehr
in Bezug auf die 9A–9D ist
die Klopfvermeidungssteuerung gezeigt (eine einfache Klopfsteuerung),
ausgeführt
durch das System des Ausführungsbeispiels
während
der Voll-Drosselungsbedingungen ➃ und ➄. Wie in
der 9A gezeigt, legt die ECU fest, dass das Verbrennungsklopfen
in dem Motor auftritt, wenn ein Signal von dem Klopfsensor 38 ein
vorbestimmtes Resonanzscheibenniveaus überschreitet. Während der
Voll-Drosselungsbedingungen ➃ und ➄ wird der IVC
auf einen vorprogrammierten Zeitpunktwert festgelegt oder gesteuert,
bei dem die maximale Ladungseffektivität erhalten wird und die einem
Zeitpunktwert näher
zu dem BDC die der Voll-Drosselungsbedingung ➃ entspricht.
Unter solch eine Bedingung gibt es eine geringere Empfindlichkeit
einer Veränderung
im effektiven Verdichtungsverhältnis ε' relativ zu einer
Veränderung
in dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC (d. h., eine Erhöhung
oder Verminderung in dem Einlassventil-Hub, eine Ausdehnung oder
Reduzierung im Arbeitswinkel des Einlassventiles 4 und
einem Vorverschieben oder Zurücksetzen
der Winkelphase bei dem Zentralwinkel ϕ). Unter diesen
Bedingungen wird in der Annahme, dass der IVC beträchtlich
verändert
wird (vorverschoben), die Einlassluftmenge auch unerwünscht reduziert.
Die Veränderung
in dem IVC ist nicht für
die Voll-Drosselungsbedingung geeignet. Aus den oben ausgeführten, in 9B gezeigten
Gründen,
wird entsprechend des Systems des Ausführungsbeispieles als ein Basis-Betriebsmodus
das Verdichtungsverhältnis ε allmählich auf einen
richtiges niedriges Verhältnis
durch Verändern der
Kolben-Hubcharakteristik von der Zeit verändert, wenn das vorbestimmte
Scheibenniveau erhalten wird und die ECU festlegt, dass das Verbrennungsklopfen
in dem Motor auftritt. Als ein Ergebnis kann das Motorausgangsdrehmoment
oder die Motorleistung auf ein höheres
Niveau als das gesteuert werden, das durch die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung
erhalten wird. Es gibt jedoch eine leichte Zeitverzögerung von
der Zeit, wenn der Kolben-Hubcharakteristik-Steuerungsbetätiger 37 beginnt
zu arbeiten, bis zu der Zeit, wenn eine tatsächliche Veränderung (ein tatsächlicher
Abfall) in dem Verdichtungsverhältnis ε auftritt.
Aus diesem Grund wird, um unverzüglich
das Verbrennungsklopfen zu vermeiden, der Zündzeitpunkt IA mittels einer
so genannten Spur-Klopfsteuerung verzögert. Es ist zu beachten, dass
die Charakteristik für
die Zündzeitpunkt-Spur-Klopfsteuerung
der 9C im Wesentlichen umgekehrt proportional zu der
für die
veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung der 9B ist.
Andererseits wird der Einlassventil-Schließzeitpunkt IVC auf einen gegebenen
Zeitpunktwert nach dem BDC (siehe 9D festgelegt).
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Nunmehr
in Bezug auf die 10A–10E ist
die Klopfsteuerung gezeigt, die durch das System des Ausführungsbeispieles
während
der Beschleunigungsbedingung ➂ mit einer großen Überlappung
der Auslass- und Einlasszeiträume (mit
einer großen
Ventilüberlappung)
ausgeführt wird.
Wenn der Pumpenverlust durch den Vorteil einer großen Ventilüberlappung
während
der Beschleunigungsbedingung während
des Verwendens der internen EGR (zurückgeführtes Abgas oder Verbrennungsgas
von der Auslassöffnung
durch die Zylinderrückseite
zu der Einlassöffnungsseite)
reduziert wird, um ein Klopfen zu vermeiden, ist es effektiv, das restliche
Hoch-Temperaturgas zu reduzieren. In solch einem Fall arbeitet das
System des Ausführungsbeispieles,
um das restliche Gas durch Phasenverzögern des Einlassventil-Zentralwinkels ϕ mittels
der Phasen-Steuervorrichtung 2 von
der Zeit, wenn das vorbestimmte Scheibenniveau erhalten wird und
somit die ECU bestimmt, dass das Verbrennungsklopfen in dem Motor
(siehe die 10A und 10E)
auftritt, schnell zu reduzieren. Wie in der 10B gezeigt,
wird das Verdichtungsverhältnis ε auf ein
gegebenes Verdichtungsverhältnis
festgesetzt. Es gibt eine kurze Zeitverzögerung von der zeit, wenn die
veränderbare
Phasen-Steuervorrichtung 2 beginnt zu arbeiten, bis zu
der Zeit, wenn die tatsächliche
Phasenveränderung
im Einlassventil-Zentralwinkel ϕ auftritt. Um unverzüglich das
Verbrennungsklopfen zu vermeiden, wird der Zündzeitpunkt IA mittels der
Spur-Klopfsteuerung (siehe 10C)
verzögert.
Es ist zu beachten, dass die Charakteristik für die Zündzeitpunkt-Spur-Klopfsteuerung
der 10C im Wesentlichen umgekehrt
proportional zu der für
die veränderbare
Phasen-Steuerung der 10E ist. Andererseits tritt,
wie in der 10D gezeigt, ein Abfall in dem
Einlassrohr-Vakuum V zu der Zeit auf, wenn das Verbrennungsklopfen erfasst
wird und danach das Einlassrohr-Vakuum moderat ansteigt.
-
Nunmehr
in Bezug auf die 11A–11E ist
die Klopfsteuerung gezeigt, ausgeführt durch das System des Ausführungsbeispiels
während
der Beschleunigungsbedingung ➂ mit einer kleinen Ventilüberlappung.
In derselben Weise wie der Betriebsmodus für die Voll-Drosselungsbedingungen ➃ und ➄, während der
Beschleunigungsbedingung ➂ mit einer kleinen Überlappung
ist es effektiv, das Verdichtungsverhältnis ε auf ein richtiges niedriges
Verdichtungsverhältnis
durch Verändern
der Kolben-Hubcharakteristik von der Zeit zu verändern, wenn das vorbestimmte
Scheibenniveau erhalten wird und die ECU bestimmt, das das Verbrennungskammerklopfen
auftritt (siehe 11b). In diesem Fall wird, um die
Verzögerung
in dem tatsächlichen
Abfallen in dem Verdichtungsverhältnis ε zu kompensieren,
die vorher erwähnte
Spur-Klopfsteuerung in Kombination (siehe 11C)
verwendet. Wie in der 11E gezeigt,
ist der Einlassventil-Zentralwinkels ϕ zu
einem gegebenen Kurbelwinkel feststehend. Andererseits tritt, wie
in der 11D gezeigt, ein Abfall in dem
Einlassrohr-Vakuum V zu der Zeit auf, wenn das Verbrennungsklopfen
erfasst wird und dann das Einlassrohr-Vakuum V moderat ansteigt.
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Nunmehr
in Bezug auf die 12A–12E ist
die Klopfsteuerung gezeigt, ausgeführt durch das System des Ausführungsbeispieles
in der Teillast-Bedingung ➁ mit einem kleinen Einlassrohr-Vakuum.
Während
der Teillast-Bedingung wird der Pumpenverlust durch das Wechseln der
Kolben-Hubcharakteristik reduziert. Wenn das Einlassrohr-Vakuum
V unter dem vorbestimmten Wert in der Teillast-Bedingung ist, gibt
es eine verminderte Tendenz für
das effektive Verdichtungsverhältnis ε', um infolge einer
Veränderung
in dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC abzufallen. In solch einer Teillast-Bedingung mit einem kleinen
Einlassrohr-Vakuum V ist es effektiv, das Verdichtungsverhältnis ε auf ein
richtiges niedriges Verdichtungsverhältnis durch Verändern der
Kolben-Hubcharakteristik von der Zeit zu reduzieren, wenn das vorbestimmte
Scheibenniveau erreicht ist und die ECU bestimmt, dass das Brennkammerklopfen
auftritt (siehe 12B). In diesem Fall wird, um
die Verzögerung
in einem tatsächlichen
Abfall in dem Verdichtungsverhältnis ε zu kompensieren,
die vorher erwähnte Spur-Klopfsteuerung
in einer Kombination verwendet (siehe 12C).
Wie in der 12D gezeigt, fällt das
Einlassrohr-Vakuum V unter dem vorbestimmten Wert weiter zu der
Zeit ab, wenn das Klopfen erfasst wird und danach das Einlassrohr-Vakuum
V moderat ansteigt. Andererseits wird der Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC auf einen gegebenen Zeitpunktwert vor dem BDC festgelegt (siehe 12E).
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Nunmehr
in Bezug auf die 13A–13E ist
die Klopfsteuerung gezeigt, ausgeführt durch das System des Ausführungsbeispieles
während
der Teillast-Bedingung mit einem großen Einlassrohr-Vakuum. Wenn
das Einlassrohr-Vakuum V den vorbestimmten Wert während der Teillast-Bedingung überschreitet,
gibt es eine erhöhte Tendenz
für das
effektive Verdichtungsverhältnis ε', um infolge einer
Veränderung
in dem Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC (d. h., eine Erhöhung
oder Verminderung in dem Einlasshub, einer Erweiterung oder Reduzierung
in dem Arbeitswinkel des Einlassventiles 4, und einem Vorverstellen
oder Verzögern der
Winkelphase bei dem Zentralwinkel ϕ) abzufallen. In solch
einem Fall ist, wie in der 13B gezeigt,
das Verdichtungsverhältnis ε auf ein
gegebenes Verdichtungsverhältnis
feststehend. D. h., an Stelle des verändernden Verdichtungsverhältnisses ε mittels
der veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung
ist es effektiv, das effektive Verdichtungsverhältnis ε' durch das Verändern (Vorverstellen) des Einlassventil-Schließzeitpunktes
IVC vor den BDC mittels der veränderbaren
Einlassventil-Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung 1 oder der
veränderbaren
Phasen-Steuervorrichtung 2 zu reduzieren. Demzufolge tendiert,
wie in der 13D gezeigt, infolge der IVC-Phasenveränderung
(des IVC-Zeitpunktvorrückens)
das Einlassrohr-Vakuum V sich allmählich von der Zeit zu vermindern,
wenn das Klopfen erfasst wird. Dies resultiert in einem Abfall in der
Ladungseffektivität
des Luft-Kraftstoffgemischs, d. h., einer Reduzierung in dem Pumpenverlust.
Um die Verzögerung
in dem tatsächlichen
Phasenvorverschieben des Einlassventil-Schließzeitpunktes IVC zu kompensieren,
wird die vorerwähnte
Spur-Klopfsteuerung in Kombination verwendet (siehe 13C). Es ist zu beachten, dass die Charakteristik für die Zündzeitpunkt-Spur-Klopfsteuerung
der 13C im Wesentlichen proportional
zu der für
die veränderbare
IVC-Steuerung der 13E ist.
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Nunmehr
in Bezug auf die 14 ist der integrierte Verbrennungssteuerungsablauf
gezeigt, dessen Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung
für die
Klopfvermeidung im Eingriff (ermöglicht)
oder außer
Eingriff (nicht ermöglicht)
ist, und zusätzlich
werden die Steuerung des veränderbaren
Verdichtungsverhältnisses ε (veränderbare
Kolbenhub-Charakteristiksteuerung),
die Steuerung des veränderbaren Hub-
und Einlassventil-Arbeitswinkels θ und die Steuerung des veränderbaren
Einlassventil-Zentralwinkels ϕ (veränderbare Einlassventil-Phasensteuerung)
wahlweise in Übereinstimmung
mit einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Prioritäts-Steuerplan
ausgeführt.
Die arithmetische Verarbeitung oder das in der 14 gezeigte
Programm wird als Zeit-ausgelöste
Unterbrechungsprogramme ausgeführt,
um in allen vorbestimmten Zeitintervallen, z. B. aller 10 msec,
ausgelöst
zu werden.
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In
dem Schritt S11 wird eine Prüfung
vorgenommen, um zu bestimmen, ob das vorbestimmte Scheibenniveau
für das
Ausgangssignal von dem Klopfsensor 38 erreicht ist. Wenn
die Antwort in dem Schritt S11 zustimmend (JA) ist, geht das Programm von
dem Schritt S11 zu den Schritten S12 oder S14. Wenn die Antwort
in dem Schritt S11 negativ (NEIN) ist, wird ein Zyklus dieses Programms
beendet.
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In
dem Schritt S12 wird eine Zündzeitpunkt-Verzögerungsrate
auf der Grundlage der Motor-/Fahrzeugsensor-Eingabedaten, z. B.
der Motordrehzahl, der Motortemperatur und dergleichen und den Motor-/Fahrzeug-Bedingungen
bestimmt.
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In
dem Schritt S13 beginnt die Zündzeitpunkt-Verzögerungssteuerung
auf der Grundlage der Zündzeitpunkt-Verzögerungsrate,
bestimmt durch den Schritt S12.
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In
dem Schritt S14 werden die aktuellen Steuerungszustände für den Einlassventil-Öffnungszeitpunkt
IVO, den Einlassventil-Schließzeitpunkt IVC
und das Verdichtungsverhältnis ε, bestimmt durch
die Kolben-Hubcharakteristik, gesteuert durch die veränderbare
Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24, erfasst oder hergeleitet.
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Im
Anschluss nach dem Schritt S14 tritt S15 auf. In dem schritt S15
werden die Motordrehzahl und die Motorbelastung beide hergeleitet.
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Danach
werden in dem Schritt S16 ein gewünschter Wert des Arbeitswinkels θ, ein gewünschter
Wert des Einlassventil-Zentralwinkels ϕ und ein gewünschter
Wert des Verdichtungsverhältnisses ε aus einem
vorbestimmten oder vorprogrammierten Prioritäts-Steuerplan entnommen, der
zeigt, wie der Einlassventil-Arbeitswinkel θ, der Einlassventil-Zentralwinkel ϕ und
das Verdichtungsverhältnis ε im Verhältnis zu
den Motor-/Fahrzeug-Bedingungen
verändert
werden müssen.
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Nach
dem Schritt S16 tritt der Schritt S17 auf. In dem Schritt S17 wird
eine Prüfung
vorgenommen, um zu bestimmen, ob der gewünschte Wert des Verdichtungsverhältnisses ε erreicht
ist. Wenn die Antwort in dem Schritt S17 zustimmend (JA) ist, geht der
Ablauf von dem schritt S17 zu dem Schritt S19 weiter. Wenn umgekehrt
die Antwort in dem Schritt S17 negativ (NEIN) ist, geht der Ablauf
von dem Schritt S17 zu dem Schritt S18 weiter.
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In
dem Schritt S18 wird der Kolben-Hubcharakteristik-Steuerbetätiger 37 erregt
oder aktiviert, so dass das Verdichtungsverhältnis ε näher zu seinem gewünschten
Wert, der durch den Schritt S16 aus dem Plan abgeleitet wurde, gebracht
wird. D. h., die Schritte S17 und S18 werden, bis das gewünschte Verdichtungsverhältnis erreicht
ist, wiederholt ausgeführt.
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In
dem schritt S19 wird eine Prüfung
vorgenommen, um zu bestimmen, ob der gewünschte Wert des Einlassventil-Arbeitswinkels θ erhalten
oder erreicht ist. Wenn die Antwort in dem Schritt S19 zustimmend
(JA) ist, geht der Ablauf von dem Schritt S19 zu dem Schritt S21.
Wenn umgekehrt die Antwort in dem Schritt S19 negativ (NEIN) ist,
geht der Ablauf von dem Schritt S19 zu dem Schritt S20.
-
In
dem Schritt S20 wird der Arbeitswinkel-Steuerbetätiger 16 aktiviert,
so dass der Einlassventil-Arbeitswinkel θ näher an seinen gewünschten Wert,
der durch den Schritt S16 aus dem Plan abgeleitet wurde, gebracht
wird. D. h., die Schritte S19 und S20 werden wiederholt ausgeführt, bis
der Einlassventil-Arbeitswinkel erreicht ist.
-
In
dem Schritt S21 wird eine Prüfung
vorgenommen, ob der gewünschte
Wert des Einlassventil-Zentralwinkels ϕ erlangt oder erreicht
ist. Wenn die Antwort in dem Schritt S21 zustimmend (JA) ist, kehrt der
Ablauf von dem Schritt S21 zu dem Schritt S11 zurück. Wenn
umgekehrt die Antwort in dem Schritt S21 negativ (NEIN) ist, geht
der Ablauf von dem Schritt S21 zu dem Schritt S22 weiter.
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In
dem Schritt S22 wird der Phasen-Steuerungsbetätiger 20 aktiviert,
so dass der Einlassventil-Zentralwinkel ϕ näher zu seinem
gewünschten Wert,
der durch den Schritt S16 aus dem Plan abgeleitet wurde, gebracht
wird. D. h., die Schritte S21 und S22 werden wiederholt ausgeführt, bis
der gewünschte
Einlassventil-Zentralwinkel ϕ erreicht ist.
-
Wie
aus dem oben Vorgestellten deutlich wird, ist es entsprechend des
integrierten Verbrennungssteuersystems des Ausführungsbeispieles möglich, eine
sehr präzise
Verbrennungssteuerung durch die Motor-/Fahrzeug-Bedingungen vorzusehen durch
das Kombinieren der veränderbaren
Kolben-Hubcharakteristik-Steuerung (der Steuerung des veränderbaren
Verdichtungsverhältnisses ε) mit zumindest
einer von der Steuerung des veränderbaren
Hub- und Arbeitswinkels θ oder
von der Steuerung des veränderbaren
Einlassventil-Zentralwinkels ϕ (der veränderbaren Einlassventil-Phasensteuerung).
Bei den Teillast-Bedingungen ermöglicht
das System des Ausführungsbeispieles
das effektive Verdichtungsverhältnis ε' mittels des Vorrückens des Einlassventil-Schließzeitpunktes
IVC zu reduzieren, um somit den Pumpenverlust (siehe 13D) zu reduzieren. Während der Teillast-Bedingungen
(siehe Leerlaufbedingung ➀ und Teillast-Bedingung ➁ der 8)
steuert das System des Ausführungsbeispieles
veränderbar
die Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung 24 derart, dass
das Verdichtungsverhältnis ε hoch wird
(siehe 7) und zusätzlich
der Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC von dem BDC entfernt gehalten und vor den BDC verschoben wird
und wodurch das effektive Verdichtungsverhältnis ε' reduziert wird. Andererseits sichert
das erhöhte
Verdichtungsverhältnis ε eine gute
Verbrennung. Andererseits sichert das reduzierte effektive Verdichtungsverhältnis ε' eine Reduzierung
in dem Pumpenverlust. Wenn das vorbestimmte Klopf-Scheibenniveau unter
den Hochlast-Motorbedingungen erreicht wird, arbeitet das System
des Ausführungsbeispieles,
um das Verdichtungsverhältnis ε zu reduzieren
(9B und 11B),
so dass das reduzierte Verdichtungsverhältnis den Motor am Klopfen
hindert. Wenn das vorbestimmte Klopf-Scheibenniveau unter den Teillast-Bedingungen,
dass der Einlassventil-Arbeitswinkel θ, gebildet als ein Winkel zwischen
einem Kurbelwinkel bei dem Einlassventil-Öffnungszeitpunkt IVO und einem
Kurbelwinkel bei dem Einlassventil-Schließzeitpunkt IVC, erreicht wird,
der auf 180° oder
weniger gesteuert werden soll, arbeitet das System des Ausführungsbeispieles
zum Phasen-vorverschobenen Einlassventil-Schließzeitpunkt IVC (siehe 13E), und wodurch das effektive Verdichtungsverhältnis ε' reduziert wird,
um somit zu vermeiden, dass der Motor klopft. Überdies kann entsprechend des
Systems des Ausführungsbeispieles
der Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC mittels zumindest einer von einer Reduzierung in dem Einlassventil-Arbeitswinkel θ oder einer
Phasenvorverstellung in dem Einlassventil-Zentralwinkel ϕ Phasen-vorverschoben werden.
Wenn überdies
das vorbestimmte Klopf-Scheibenniveau unter den Hochlast-Bedingungen,
dass der Einlassventil-Arbeitswinkel θ erreicht wird, dass der Einlassventil-Arbeitswinkel θ auf 180° oder mehr
gesteuert werden soll, arbeitet das System des Ausführungsbeispieles
zum Phasen-verzögerten Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC (siehe den reduzierten Einlassven til-Zentralwinkel der 10E und siehe den IVC-Zeitpunktwert (angezeigt
durch die gestrichelte Linie) mit einem großen Ventilhub und einem großen Arbeitswinkel
in der Beschleunigungsbedingung ➂ der 8),
und wodurch das effektive Verdichtungsverhältnis ε' reduziert wird, um somit zu vermeiden,
dass der Motor klopft. Zusätzlich
kann entsprechend des Systems des Ausführungsbeispieles der Einlassventil-Schließzeitpunkt
IVC mittels zumindest einer von einer Vergrößerung in dem Einlassventil-Arbeitswinkel θ oder einer
Phasenverzögerung
in dem Einlassventil-Zentralwinkel ϕ Phasenverzögert werden.
Wenn andererseits das vorbestimmte Klopf-Scheibenniveau unter einer
Bedingung erreicht wird (siehe Beschleunigungsbedingung ➂ der 8),
dass der Einlassventil-Arbeitswinkel θ auf 180° oder weniger gesteuert werden
soll und zusätzlich
der Ventil-Überlappungszeitraum,
während dessen
die Einlass- und Auslassventile zumindest teilweise offen sind,
die auf einen Zeitraum gesteuert werden sollen, der größer als
der vorbestimmte Zeitraum ist, arbeitet das System des Ausführungsbeispieles
im Phasenverzögerungs-Einlassventil-Zentralwinkel ϕ,
und wodurch der Ventilüberlappungszeitraum
O/L verkürzt
wird und als ein Ergebnis das Hochtemperatur-Restgas reduziert wird,
um somit zu vermeiden, dass der Motor klopft. Zusätzlich arbeitet unmittelbar
nachdem das vorbestimmte Klopf-Scheibenniveau erreicht wird, um
sofort und zuverlässiger das
Klopfen zu vermeiden, das System des Ausführungsbeispieles, um den Zündzeitpunkt
mittels der Spur-Klopfsteuerung zu vermeiden.