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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Regel- bzw. Steuervorrichtung
für eine
Funkenzündungs-Brennkraftmaschine
und bezieht sich noch mehr im Detail auf eine Vorrichtung, welche
den Verbrennungszustand in den Zylindern einer Mehrfachzylinder-Brennkraftmaschine
regelt bzw. steuert, um einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern
und Emissionen bzw. Abgase zu reduzieren.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Es
sind früher
Techniken bekannt, um einen Kraftstoffverbrauch in Funkenzündungs-Brennkraftmaschinen
zu verbessern, indem eine Verbrennung unter mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bedingungen
durchzuführen,
in welchen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Mischung in den Zylindern
größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder
theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ist. Beispielsweise
ist, wie dies in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr.
H. 10-274085 illustriert wird, eine Technik bekannt, in welcher
ein Einspritzventil, das Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer
einspritzt, vorgesehen ist und eine super-magere Verbrennung durch
Ausführen
einer schichtgeladenen Verbrennung in dem Niedrigdrehzahl-Niedriglastbereich
usw. erzeugt wird. Insbesondere besteht eine derartige schichtgeladene
Verbrennung bzw. Verbrennung mit geschichteter Beladung in einem Ändern des
Zusammensetzungsverhältnisses
der Mischung in der Nähe
bzw. Umgebung der Zündkerze
in der Zünddauer
bzw. -periode durch ein Einspritzen von Kraftstoff im Kompressionshub,
während
die Rate bzw. der Anteil des Lufteinlasses bzw. der Luft aufnahme
und Anteil der Kraftstoffeinspritzung derart geregelt bzw. gesteuert
werden, um einen Zustand bzw. eine Bedingung in der Verbrennungskammer als
Ganzes herzustellen, welche(r) viel magerer als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, und eine Verbrennung mit erzwungener Zündung durch die Zündkerze
in diesem Zustand durchführt.
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Wenn
eine super-magere Verbrennung durch eine schichtgeladene Verbrennung,
wie oben beschrieben, durchgeführt
wird, wird ein Wärmewirkungsgrad
bzw. eine thermische Effizienz verbessert und die Lufteinlaßrate wird
groß,
wobei der Einlaßunterdruck
reduziert wird und dadurch bedeutend der Kraftstoffverbrauch verbessert
wird. Auch wird in einem derartigen Zustand einer super-mageren, schichtgelagerten
Verbrennung, selbst wenn etwas von der Luft, die im Übermaß bzw. Überfluß vorhanden
ist, durch EGR ersetzt wird, eine vollständig zufriedenstellende Verbrennung
noch erzielt, so daß ein
vergleichsweise großer
Betrag von EGR eingesetzt werden kann und dies ist dadurch bei einem
Absenken von NOx usw. dienlich. Somit wird, obwohl dieser große Anteil
bzw. dieses große
Ausmaß an EGR
eingebracht wird, der Nutzen eines abgesenkten Pumpenverlusts noch
erhalten und ein Wärmewirkungsgrad
bzw. eine Wärmeeffizienz
wird ebenfalls im Vergleich mit einer gewöhnlichen Verbrennung gesteigert,
in welcher die Lufteinlaßrate
und EGR-Rate ohne eine Schichtung geregelt bzw. gesteuert sind;
der Nutzen bzw. Vorteil eines verbesserten Kraftstoffverbrauchs
wird dadurch erzielt.
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Jedoch
wird, wenn eine schichtgeladene Verbrennung durchgeführt wird,
obwohl, da bzw. wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
magerer gemacht wurde, ein verbesserter Kraft stoffverbrauch bis
zu einem gewissen Punkt erzielt bzw. erhalten wird, wenn die Mischung
bzw. das Gemisch magerer als ein gewisser Grad wird, die Verbrennungsrate
bzw. der Verbrennungsanteil zu niedrig, mit dem Ergebnis, daß die in
der Umgebung der abschließenden
Periode auftretende Verbrennung nicht zu einer Arbeit beiträgt, und
so im Gegenteil der Kraftstoffverbrauch dazu neigt, sich zu verschlechtern.
Somit gab es Grenzen, bis zu welchem Ausmaß eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs
erzielt werden könnte, indem
eine Magerkeit in einer schichtgeladenen Verbrennung erhöht wird.
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Eine
Kompressionszündung
wurde als eine andere Technik zum Verbessern eines Kraftstoffverbrauchs
studiert bzw. untersucht. Diese Kompressionszündung besteht in einer Selbstzündung von Kraftstoff
bei hoher Temperatur und hohem Druck in einer Verbrennungskammer
in der letzteren Periode des Kompressionshubs, auf dieselbe Weise
wie im Fall eines Dieselmotors. Wenn eine derartige Kompressionszündung durchgeführt wird,
sogar unter Bedingungen eines super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder Bedingungen einer Einbringung einer großen Mengen EGR, ereignet sich
eine Verbrennung auf einmal bzw. sofort durch die gesamte Verbrennungskammer.
Eine langsame Verbrennung, welche nicht zur Arbeit beiträgt, wird
dadurch vermieden, was vorteilhaft zum Verbessern eines Kraftstoffverbrauchs
ist.
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Jedoch
ist in einer gewöhnlichen
Funkenzündungs-Brennkraftmaschine
(Benzinmotor) eine erzwungene Zündung
zur Verbrennung notwendig, und die Temperatur und der Druck innerhalb
der Verbrennungskammer in der Umgebung des oberen Totpunkts der
Kompression werden nicht auf einen ausreichenden Grad erhöht, um eine
Kompressionszündung
zu erzeugen; somit müssen
besondere Mittel bzw. Hilfsmittel angewendet werden, wenn die Temperatur
oder der Druck in der Verbrennungskammer zu dem beträchtlichen
Grad angehoben werden soll, der nötig ist, um eine Kompressionszündung zu
erzielen bzw. zu erreichen. Jedoch ist es in einer herkömmlichen
Funkenzündungs-Brennkraftmaschine schwierig,
die Temperatur oder den Druck in der Verbrennungskammer zu einem
derartigen Maß bzw. Ausmaß zu erhöhen, um
eine Kompressionszündung im
Niedriglastbereich zu erzeugen, wo eine Kraftstoffsverbrauchsverbesserung
erforderlich ist, während
noch ein Klopfen im Hochlastbereich verhindert wird, sodaß eine Implementierung
einer derartigen Technik nicht erzielt wurde. US-A-4 194 472 offenbart eine
Regel- bzw. Steuervorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Im
Hinblick auf die oben erwähnten
Probleme stellt die vorliegende Erfindung eine Regel- bzw. Steuervorrichtung
für eine
Funkenzündungs-Brennkraftmaschine
zur Verfügung,
wobei der Nutzen bzw. Vorteil eines verbesserten Kraftstoffverbrauchs
durch eine magere Verbrennung erzeugt wird und zusätzlich der
Vorteil eines verbesserten Kraftstoffverbrauchs durch ein tatsächliches
Durchführen
einer Kompressionszündung
in einem Abschnitt des Zylinders erhöht wird.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in einer Mehrfachzylinder-Funkenzündungs-Brennkraftmaschine,
wobei die Zylinder angeordnet sind, um einen Zyklus, bestehend aus
einem Einlaß-,
Kompressions-, Expansions- und Auspuffhub, mit vorgeschriebenen
Phasendifferenzen durchzuführen,
wenigstens in einem Bereich niedriger Last und niedriger Drehzahl
ein Gasströmungsweg
bzw. -pfad in einem Zustand von zwei verbundenen Zylindern bzw. verbundenen
Zustand von zwei Zylindern derart ausgebildet, daß verbranntes
Gas, welches aus einem vorangehenden Zylinder (oder führenden
bzw. vorderen Zylinder) ausgebracht bzw. ausgestoßen wird, welcher
ein Zylinder an der Seite des Auspuffhubs in einem Paar von Zylindern
ist, deren Auspuffhub und Einlaßhub überlappen,
angeordnet ist, um direkt in einen nachfolgenden Zylinder, welcher
ein Zylinder auf der Seite des Einlaßhubs ist, durch einen Gasdurchtritt
zwischen den Zylindern eingebracht wird, und Gas, welches aus diesem
nachfolgenden Zylinder ausgebracht wird, angeordnet ist, um einem
Auslaß-
bzw. Auspuffdurchtritt zugeführt
zu werden; und eine Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung ist
vorgesehen, die eine Verbrennung in jedem Zylinder derart regelt
bzw. steuert, daß wenigstens
im Teil des Arbeitsbereichs des Arbeitsbereichs, in welchem dieser
verbundene Zustand von zwei Zylindern erzeugt ist bzw. wird, eine
Verbrennung durch erzwungene Verbrennung in diesem vorangehenden
Zylinder in einem Zustand mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird,
welches um ein vorgeschriebenes Maß bzw. Ausmaß größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, während
Kraftstoff dem nachfolgenden Zylinder in einer Menge zugeführt wird,
die der Menge des verbrannten Gases entspricht, das durch die Verbrennung
in diesem vorangehenden Zylinder erzeugt wurde, und die gesamte
Menge des verbrannten Gases dem nachfolgenden Zylinder zugeführt wird,
und eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstzündung in
dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird.
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Wenn
eine derartige Konstruktion angewendet wird, wird wenigstens in
dem Bereich niedriger Last und niedriger Drehzahl ein Wärmewirkungsgrad bzw.
eine thermische Effizienz durch eine magere Verbrennung in dem vorangehenden
Zylinder angehoben und ein Pumpenverlust wird verringert, was es möglicht macht,
einen beträchtlichen
Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt zu erzielen. Auch in dem Fall
des nachfolgenden Zylinders wird eine Verbrennung durchgeführt, indem
Kraftstoff zu dem verbrannten Gas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt
wird, das von dem vorangehenden Zylinder eingebracht wurde, sodaß, da sich
dieses Gas auf einer hohen Temperatur befindet, die Temperatur in
der Verbrennungskammer zu einem solchen Grad bzw. in einem solchen
Ausmaß ansteigt,
daß eine Kompressionszündung in
der abschließenden
bzw. Abschlußperiode
des Kompressionshubs erzielt werden kann und deshalb eine Kompressionszündung durchgeführt wird.
Somit wird durch ein Einbringen eines verbrannten Gases derselbe
Zustand in dem nachfolgenden Zylinder erzeugt, als wenn ein großer Betrag
von EGR eingebracht wäre,
jedoch trägt,
da die Verbrennung rasch durch Kompressionszündung sogar in einem solchen
Zustand durchgeführt
wird, die Verbrennung effizient zur Arbeit bei und Treibstoffkosten
werden dadurch und durch die verminderten Pumpverluste bedeutend
verbessert.
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In
einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird vorzugsweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des nachfolgenden Zylinders,
wenn in diesem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindlich, hergestellt
bzw. veranlaßt,
um auf oder unter dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein, und ein Dreiweg-Katalysator oder Oxidations-Katalysator ist
in dem Abgasdurchtritt vorgesehen, welcher mit diesem nachfolgenden
Zylinder verbunden ist.
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Auf
diese Weise ist bzw. wird, obwohl eine Verbrennung in dem vorangehenden
Zylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird,
da Gas von unter dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den Abgasdurchtritt eingebracht wird, ein Mager-NOx-Katalysator
unnötig und
Probleme, wie beispielsweise ein Kompromiß des Treibstoffkosten-Verbesserungseffekts
oder einer Schwefelvergiftung aufgrund einer zeitweiligen Anreicherung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
werden vermieden.
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Auch
wird, wenn ein Kraftstoff-Einspritzventil vorgesehen ist, das Kraftstoff
direkt in den Zylinder in bezug auf den vorangehenden Zylinder einspritzt, und,
wenn in dem verbundenen Zustand der zwei Zylinder, Kraftstoff in
dem Kompressionshub von diesem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird und eine schichtgeladene Verbrennung bzw. Verbrennung einer
geschichteten Beladung durch eine erzwungene Zündung durchgeführt wird,
während
ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in dem vorangehenden Zylinder eingehalten wird, eine Verbrennung mit
einem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch eine schichtgeladene
Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder möglich, um den Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt
zu erhöhen.
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Wenn
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders, wenn in diesem verbundenen Zustand
der zwei Zylinder befindlich, das Doppelte oder mehr des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
beträgt,
kann ein großer
Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt durch eine magere Verbrennung
in dem vorangehenden Zylinder erzielt werden, und verbranntes Gas,
welches einen großen Anteil
von Überschußluft beinhaltet,
wird zu dem nachfolgenden Zylinder von dem vorangehenden Zylinder
geliefert, was vorteilhaft für
eine Verbrennung in dem nachfolgenden Zylinder ist.
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Auch
vorzugsweise ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des nachfolgenden Zylinders,
wenn in diesem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindlich,
ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Auf
diese Weise wird eine Verbrennung rasch durch Kompressionszündung in
dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt, während ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingehalten
wird, so daß die Menge
an erzeugtem NOx verringert wird und der Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt
erhöht
wird.
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Vorzugsweise
wird, wenn in diesem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindlich,
eine einheitliche Verbrennung durchgeführt, indem Kraftstoff in den
nachfolgenden Zylinder im Einlaßhub
eingespritzt wird. Wenn dies durchgeführt ist bzw. wird, sind verbranntes
Gas eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Kraftstoff gleichmäßig bzw. einheitlich
in dem nachfolgenden Zylinder vermischt, sodaß eine Verbrennung zufriedenstellend
durch Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt
werden kann.
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Ebenfalls
vorzugsweise sind Strömungsweg-Wechselmittel
vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt,
wodurch in einem Betriebsbereich hoher Last und hoher Drehzahl die
Strömungswege
bzw. -pfade von neuer Luft und Gas umgewechselt bzw. ausgetauscht
werden, sodaß die
Einlaßöffnung und Auslaß- bzw.
Auspufföffnung
von jedem der Zylinder unabhängig
gemacht sind, sodaß neue
Luft bzw. Frischluft in die Einlaßöffnung von jedem Zylinder von
einem Einlaßdurchtritt
eingeführt
bzw. eingebracht wird, und Abgas, welches von der Auspufföffnung von
jedem Zylinder ausgebracht wird, zu diesem Abgasdurchtritt zugeführt wird
und eine Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung angeordnet
ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
von jedem der Zylinder auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder
niedriger als dieses einzustellen, und zu bewirken, daß eine Verbrennung
durch eine erzwungene Zündung
in jedem der Zylinder in diesem Betriebsbereich hoher Last und hoher
Drehzahl durchgeführt
wird.
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Auf
diese Weise ist es möglich
zu verhindern, daß die
Hitzebelastung auf dem nachfolgenden Zylinder übermäßig hoch wird, und eine Ausgabeleistung
in dem Betriebsbereich hoher Last und hoher Drehzahl sicherzustellen.
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Wenn
dies erledigt ist bzw. durchgeführt wird,
sind in diesem vorangehenden Zylinder eine Einlaßöffnung, die mit dem Einlaßdurchtritt
kommuniziert bzw. in Verbindung steht, eine erste Auslaßöffnung,
die mit dem Auslaß-
bzw. Auspuffdurchtritt kommuniziert, und eine zweite Auspufföffnung vorgesehen,
die mit dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern kommuniziert, und
in dem nachfolgenden Zylinder sind eine erste Einlaßöffnung,
die mit dem Einlaßdurchtritt
kommuniziert, eine zweite Einlaßöffnung,
die mit dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern kommuniziert, und
eine Abgasöffnung
vorgesehen, die mit dem Abgasdurchtritt kommuniziert, und als die
Strömungsweg-Umschaltmittel
sind ein Ventildeaktivierungsmechanismus, welcher den Betätigungs-
bzw. Betriebszustand und deaktivierten Zustand des jeweils ersten
und zweiten Abgasventils, die die erste und zweite Abgasöffnung des
vorangehenden Zylinders öffnen
und schließen,
und des ersten und zweiten Einlaßventils ändert, die die erste und zweite
Einlaßöffnung des
nachfolgenden Zylinders öffnen
und schließen;
und eine Ventilstopmechanismus-Regel- bzw. -Steuervorrichtung vorgesehen,
welche in einem Niedriglast-, Niedrigdrehzahlbereich bzw. Bereich
niedriger Last und niedriger Drehzahl das erste Abgasventil und
das erste Einlaßventil
in einen deaktivierten Zustand und das zweite Abgasventil und das
zweite Einlaßventil
in einen Betriebszustand bringen, und in einem Hochlast-, Hochdrehzahl-Betriebszustand
bzw. Betriebszustand hoher Last und hoher Drehzahl das erste Abgasventil und
das erste Einlaßventil
in einen Betriebszustand, und das zweite Abgasventil und das zweite
Einlaßventil
in einen deaktivierten Zustand versetzen bzw. bringen.
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Auf
diese Weise kann durch ein Regeln bzw. Steuern des Ventildeaktivierungsmechanismus
ein Umwechseln des Strömungswegs
leicht in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand in dem Bereich niedriger Last und niedriger
Drehzahl oder auf der Hochlastseite/Hochdrehzahlseite bewirkt werden.
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Auch
ist es in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung effektiv, eine Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung
vorzusehen, die eine Regelung bzw. Steuerung derart ausübt, daß der Regel-
bzw. Steuermodus, wodurch eine Verbrennung in dem verbundenen Zustand
der zwei Zylinder durchgeführt
wird, der besondere Betriebsmodus ist und, in wenigstens einem Teil
des Betriebsbereichs der Region, die in diesem besonderen Betriebsmodus
versetzt ist, die Kraftstoffzufuhrraten in bezug sowohl auf den
vorderen als auch nachfolgenden Zylinder derart geregelt bzw. gesteuert
sind, daß die
Kraftstoffzufuhrrate in dem vorangehenden Zylinder größer ist,
während
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in dem nachfolgenden Zylinder im wesentlichen das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
wenn eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder durchgeführt wird,
auf einen Wert von weniger als das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht
wird und eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder durch eine
erzwungene Zündung
durchgeführt
wird und eine Verbrennung in dem nachfolgenden Zylinder durch eine
Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt
wird.
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Wenn
dies erledigt ist, kann, da das Gas zu dem Abgasdurchtritt, das
dem nachfolgenden Zylinder ausgebracht wird, von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
ein Reinigen des Abgases vollständig
zufriedenstellend einfach durch einen Dreiweg-Katalysator erzielt
werden, und, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des vorangehenden Zylinders
auf einen Wert von weniger als das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gebracht
wird, indem die Kraftstoff-Zufuhrrate in bezug auf den vorangehenden
Zylinder größer gemacht wird,
wird die Temperatur des Gases, das in den nachfolgenden Zylinder
von dem vorangehenden Zylinder eingebracht wird, angehoben, wodurch
die Selbstzündungsfähigkeit
des nachfolgenden Zylinders verbessert wird und der Anteil an verbrannten Gasbestandteilen
entsprechend dem EGR in diesem Gas erhöht, usw., und so der Klopfunterdrückungseffekt
verbessert wird.
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Vorzugsweise
wird in dem besonderen Betriebsmodus in dem Zwischengeschwindigkeitsbereich
des Betriebsbereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu
gebracht wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
beim Durchführen
einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder eingestellt, um
ein Wert von im wesentlichen dem Doppelten des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder mehr als dieses zu sein.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird der Kraftstoffkosten-Verbesserungseffekt
in dem Zwischengeschwindigkeitsbereich bzw. Bereich mittlerer Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl des Betriebsbereichs erhöht, in welchem der nachfolgende
Zylinder dazu gebracht wird, eine Kompressions-Selbstzündung in dem
besonderen Betriebsmodus durchzuführen.
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Wenn
auf diese Weise in dem besonderen bzw. speziellen Betriebsmodus
in dem Betriebsbereich auf der Seite niedriger Geschwindigkeit bzw. Drehzahl
des Bereichs zwischenliegender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des
Betriebsbereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu gebracht wird,
eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
beim Durchführen einer
Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder veranlaßt wird,
ein Wert von weniger als dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein, wird die Selbstzündungsfähigkeit
in dem Betriebsbereich auf der Seite niedriger Drehzahl des Zwischenbereichs
des Betriebsbereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu
gebracht wird, eine Kompressions-Selbstzündung in dem besonderen Betriebsmodus
durchzuführen,
verbessert.
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Darüber hinaus
wird, wenn in diesem besonderen Betriebsmodus in dem Betriebsbereich
auf der Seite hoher Drehzahl des Bereichs zwischenliegender Drehzahl
des Betriebs bereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu
gebracht wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim
Durchführen
einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder veranlaßt, ein
Wert von weniger als dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein, ein Auftreten eines Klopfens in dem Betriebsbereich auf
der Seite hoher Drehzahl des Bereichs zwischenliegender Drehzahl
des Betriebsbereichs unterdrückt,
in welchem der nachfolgende Zylinder dazu gebracht bzw. veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung in
dem besonderen Betriebsmodus durchzuführen.
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Ebenfalls
vorzugsweise wird in dem speziellen bzw. besonderen Betriebsmodus
in dem Bereich zwischenliegender Last des Betriebsbereichs, in welchem
der nachfolgende Zylinder dazu gebracht bzw. veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
beim Durchführen
einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder dazu veranlaßt, ein
Wert von im wesentlichen zweimal bzw. dem Doppelten des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder mehr als dieses zu sein.
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Auf
diese Weise wird der Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt in dem
Zwischenbereich des Betriebsbereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder
dazu gebracht wird, eine Kompressions-Selbstzündung in dem speziellen Betriebmodus durchzuführen, erhöht.
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Ebenfalls
vorzugsweise in diesem speziellen Betriebsmodus in dem Bereich zwischenliegender Drehzahl/zwischenliegender
Last des Betriebsbereichs, in welchem der nachfolgende Zylinder
veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
beim Durchführen
einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder dazu veranlaßt, ein
Wert von im wesentlichen dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder mehr als dieses zu sein.
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Auf
diese Weise wird der Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt in dem
Bereich zwischenliegender Drehzahlzwischenliegender Last des Betriebsbereichs,
in welchem der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung
in dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, erhöht.
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Ebenfalls
kann in dem speziellen Betriebsmodus in dem Betriebsbereich, in
welchem der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim
Durchführen
einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder geeignet kleiner
gemacht werden, sobald die Last bzw. Belastung geringer wird.
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Auf
diese Weise wird die Tendenz einer Kompressions-Selbstzündung schwieriger
zu werden, sobald die Last in dem Betriebsbereich geringer wird,
in welchem der nachfolgende Zylinder zum Durchführen einer Kompressions-Selbstzündung in dem
speziellen Betriebsmodus veranlaßt wird, kompensiert.
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Geeigneter
Weise wird ebenfalls, wenn die Motortemperatur niedrig ist, in dem
gesamten Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu
veranlaßt
ist, eine Kompressions-Selbstzündung
in dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis beim
Durchführen einer
Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder dazu veranlaßt, weniger
als das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein.
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Auf
diese Weise kann eine Kompressions-Selbstzündung sogar bei niedriger Motortemperatur
erzielt werden.
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Es
ist auch effektiv, eine Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuereinrichtung
vorzusehen, welche in einem Betriebsbereich in welchem der nachfolgende
Zylinder dazu veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
in dem Fall, wo es einen Betriebszustand gibt, in welchem es für ein Klopfen
wahrscheinlich ist aufzutreten, bewirkt, daß die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuermittel
die Einspritzzeit des Kraftstoffs in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder im Vergleich mit dem Fall verzögern, wo es einen Betriebszustand
gibt, in welchem es für
ein Klopfen unwahrscheinlich ist aufzutreten.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in dem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende Zylinder
dazu veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
in einem Betriebszustand, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist aufzutreten, die Kraftstoffeinspritzzeit in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder relativ verzögert,
wodurch eine Aktivierung des Gemischs unterdrückt wird und so effektiv ein
Auftreten von Klopfen, welches durch die Selbstzündungs-Fähigkeit des Gemischs verursacht
wird, daran gehindert wird, zu hoch zu werden. Auch in einem Betriebsbereich,
in welchem der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
in einem Betriebszustand, in welchem es für ein Klopfen unwahrscheinlich
ist aufzutreten, wird die Einspritzzeit des Kraftstoffs in bezug
auf den nachfolgenden Zylinder relativ vorgerückt, sodaß ein Auftreten einer Fehlzündung bzw.
eines Zündaussetzers
in dem nachfolgenden Zylinder aufgrund einer Aktivierung des Gemischs
effektiv verhindert wird und eine Verbesserung im Wärmewirkungsgrads
durch Aufrechterhalten der Kompressions-Selbstzündungsfähigkeit erzielt werden kann.
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Geeigneter
Weise wird auch in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
in dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, in einem Betriebszustand,
in welchem es für
ein Klopfen wahrscheinlich ist aufzutreten, die Einspritzzeit des Kraftstoffs
in bezug auf den nachfolgenden Zylinder mehr auf die verzögerte Seite
des Kompressionshubs eingestellt, da bzw. wenn die Wahrscheinlichkeit
eines Klopfens zunimmt.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, kann ein Auftreten von Klopfen in einem Betriebsbereich, wo
es für
ein Klopfen wahrscheinlich ist, aufgrund der hohen Temperatur der
Verbrennungskammer des nachfolgenden Zylinders in dem Bereich aufzutreten,
wo der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, effektiv durch
ein Unterdrücken
einer Aktivierung des Gemischs zu einem geeigneten Ausmaß durch
ein relatives Verzögern
der Einspritzzeit des Kraftstoffs in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder verhindert werden, sodaß dies in die letztere Hälfte des
Kompressionshubs gesetzt bzw. eingestellt wird.
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Geeigneter
Weise wird auch in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
in dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, in einem Betriebszustand,
in welchem es für
ein Klopfen wahrscheinlich ist aufzutreten, eine Kraftstoffeinspritzung
in den nachfolgenden Zylinder in einer unterteilten Weise durchgeführt und
der letztere Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in dieser unterteilten
Einspritzung wird in die letztere Hälfte der Kompression eingestellt.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
eine Aktivierung des Gemischs in einem geeigneten Ausmaß unterdrückt, um
es möglich
zu machen, effektiv ein Auftreten von Klopfen zu verhindern, während ein
Auftreten einer Fehlzündung
verhindert wird.
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Geeigneter
Weise wird auch in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder
veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, die
Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines Klopfens oder die Intensität des Klopfens
bestimmt und der letztere Einspritzzeitpunkt in der unterteilten
Kraftstoffeinspritzung wird verzögert,
um sich so näher
dem oberen Totpunkt der Kompression anzunähern, wenn bzw. da die Wahrscheinlichkeit
eines Auftretens dieses Klopfens oder die Intensität eines
Klopfens zunimmt.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, eine
Aktivierung des Gemischs in einem geeigneten Ausmaß unterdrückt, was
es möglich
macht, effektiv ein Auftreten eines Klopfens zu verhindern, während ein
Auftreten einer Fehlzündung
verhindert wird.
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Geeigneter
Weise wird auch in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder
veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, in
einem Betriebszustand, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist aufzutreten, eine Kraftstoffeinspritzung in den nachfolgenden
Zylinder in einer unterteilten Weise durchgeführt und die letztere Einspritzrate
des Kraftstoffs in dieser unterteilten Einspritzung wird auf einen
größeren Wert
als die vorherige bzw. erstere Einspritzrate eingestellt.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
ein Auftreten eines Klopfen effektiv verhindert, während ein
Auftreten einer Fehlzündung
verhindert wird.
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Vorzugsweise
wird, wenn dies durchgeführt wird,
in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens von Klopfen bestimmt bzw. festgestellt
und das Verhältnis
der letzteren Einspritzperiodenrate in bezug auf die Gesamteinspritzrate von
Kraftstoff, der in den nachfolgenden Zylinder eingespritzt wird,
wird so verändert,
um erhöht
zu werden, da bzw. wenn die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens
eines derartigen Klopfens höher
wird.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgenden
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
ein Auftreten eines Klopfens effektiver durch ein weiteres Unterdrücken einer
Aktivierung des Gemischs verhindert.
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Geeigneter
Weise wird auch in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder
veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, wenn
sich der Motor in einem Betriebsbereich auf der Seite hoher Last
befindet, ein Zustand, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist aufzutreten, identifiziert.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
die Einspritzzeit bzw. der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in
bezug auf den nachfolgenden Zylinder geeignet geregelt bzw. gesteuert.
-
Geeigneter
Weise wird auch, wenn Kraftstoff eines niedrigen Oktanwerts eingesetzt
wird, in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, dies
als Zustand bzw. eine Bedingung identifiziert, in welchem es für ein Klopfen
wahrscheinlich ist aufzutreten.
-
Auf
diese Weise wird in einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder
veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, der
Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder geeignet geregelt bzw. gesteuert.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, werden in geeigneter Weise Wirbelerzeugungsmittel derart vorgesehen
bzw. zur Verfügung
gestellt, daß eine
starke Intensität
einer Turbulenz in der letzteren Hälfte des Kompressionshubs in
einem Bereich, in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt ist,
eine Kompressions-Selbstentzündung
durchzuführen,
in einem Betriebszustand aufrechterhalten ist, in welchem ein Klopfen
wahrscheinlich auftritt.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, können
in einem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
der Effekt eines Verbesserns der Brennbarkeit durch Aufrechterhalten
einer starken Intensität
einer Turbulenz in der letzteren Hälfte des Kompressionshubs und
der Effekt einer Klopfunterdrückung
durch ein Verzögern
des Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder, so daß er
sich näher
dem oberen Totpunkt der Kompression nähert, kombiniert sein bzw.
werden.
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Geeigneter
Weise wird auch ein Wirbel in der Verbrennungskammer erzeugt, indem
der Spitzenabschnitt des Gasdurchtritts zwischen den Zylindern in der
tangentialen Richtung des nachfolgenden Zylinders in einer Draufsicht
gerichtet verbranntes Gas in den nachfolgenden Zylinder von dem
Gasdurchtritt zwischen den Zylindern in den Einlaßhub des
nachfolgenden Zylinders erzeugt ist bzw. wird.
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Auf
diese Weise wird ein vollständig
zufriedenstellender, brennbarer Zustand des nachfolgenden Zylinders
aufrecht erhalten, indem ein Wirbel derart gebildet wird, daß eine starke
Intensität
einer Turbulenz in der letzteren Hälfte des Kompressionshubs aufrecht
erhalten wird, indem verbranntes Gas, das von dem vorangehenden
Zylinder ausgebracht wird, in den nachfolgenden Zylinder eingebracht wird,
wobei der zwischen dem Zylinder befindliche Gasdurch tritt in einem
leitenden Zustand in dem Einlaßhub
des nachfolgenden Zylinders in einem Bereich ist, in welchem der
nachfolgende Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen.
-
Auch
ist es effektiv, wenn Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuermittel der
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Regelung bzw. Steuerung in wenigstens einem Teil
des Betriebsbereichs bewirken, welcher in den speziellen Betriebsmodus gesetzt
wurde, eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung in
dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird, und in einem Hochlastbereich bzw.
einer Region hoher Last in dem Bereich, in welchem diese Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders relativ reich im Vergleich mit der Region
auf der Seite niedriger Last von diesem gemacht wird und ein Frischluft-Einbringungseinlaßventil,
das Frischluft in den nachfolgenden Zylinder einbringt, geöffnet wird,
wodurch frische Luft in den nachfolgenden Zylinder zusätzlich zu
dem verbranntem Gas eingebracht wird, das von dem vorangehenden
Zylinder zugeführt
wird.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wenn in einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Bereich,
wo der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
vorangehenden Zylinders vergleichsweise reich bzw. fett gemacht
wird und die Sauerstoffkonzentration in dem in den nachfolgenden
Zylinder eingebrachten, verbrannten Gas dementsprechend fällt, dann
wird Frischluft in den nachfolgenden Zylinder durch ein Öffnen des
Frischlufteinbringungs-Einlaßventils
eingebracht, sodaß eine
Kompressions-Selbstzündung
in dem nachfolgenden Zylinder dadurch geeignet durchgeführt wird, indem
der Frischluftmangel in dem nachfolgenden Zylinder beseitigt wird,
und ein Auftreten von Klopfen wird effektiv verhindert, indem der
Anteil an verbrannten Gasbestandteilen erhöht wird, die in den nachfolgenden
Zylinder eingebracht werden, und eine Motorausgabe wird dadurch
garantiert.
-
Vorzugsweise
wird in einem Bereich auf der Niederlastseite im Betriebsbereich,
in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung in
dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil
in geschlossenem Zustand gehalten; und in einem Bereich auf der
Hochlastseite in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich wird das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil
in der Umgebung bzw. Nähe
des oberen Totpunkts des Einlasses des nachfolgenden Zylinders geöffnet und
wird während
des Ablaufs des Einlaßhubs
des nachfolgenden Zylinders geschlossen.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, kann in dem Niederlastbereich in dem Bereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
indem die Sauerstoffkonzentration in dem verbrannten Gas, das in den
nachfolgenden Zylinder eingebracht wird, auf einem hohen Wert gehalten
wird, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
vorangehenden Zylinders vergleichsweise mager gemacht wird, das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in dem nachfolgenden Zylinder daran gehindert werden, mager zu werden,
indem das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil in einem geschlossenen
Zustand gehalten wird. Auch werden durch ein Öffnen des Frischlufteinbringungs-Einlaßventils
in der Nähe
des Einlasses des oberen Totpunkts des nach folgenden Zylinders in
einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich,
eine effiziente Einbringung von Frischluft in den nachfolgenden
Zylinder und durch ein Stoppen einer Einbringung von Frischluft
durch Schließen
desselben während
des Einlaßhubs
des nachfolgenden Zylinders eine glatte Einbringung des verbrannten
Gases, das von dem vorangehenden Zylinder in den nachfolgenden Zylinder zugeführt wird,
erreicht bzw. erzielt.
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Vorzugsweise
in einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Betriebsbereich, in
welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung in
dem speziellen Betriebsmodus durchzuführen, wird das Einbringungsventil für verbranntes
Gas des nachfolgenden Zylinders während des Ablaufs bzw. Verlaufs
des Einlaßhubs geöffnet und
das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil wird vor der Öffnungszeit
dieses Einbringungsventils für
verbranntes Gas geöffnet.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Betriebsbereich,
in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, Frischluft
effizient in den nachfolgenden Zylinder eingebracht und das Einbringungsventil
für verbranntes
Gas wird dann während
des Ablaufs des Einlaßhubs
des nachfolgenden Zylinders geschlossen, wodurch sichergestellt
wird, daß das
verbrannte Gas, das von dem vorangehenden Zylinder zugeführt wird,
in den nachfolgenden Zylinder eingebracht wird.
-
Vorzugsweise
wird in einem Bereich auf der Hochlastseite bzw. Seite hoher Last
in dem Betriebsbereich, in welchem der nachfolgende Zylinder dazu veranlaßt wird,
eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, eine
Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt, um das Verhältnis der
Frischluft-Einlaßrate in
bezug auf die Gesamtgasrate, die in den nachfolgenden Zylinder eingebracht
wird, in Antwort auf eine Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des vorangehenden Zylinders im Vergleich mit einem Bereich bzw.
einer Region auf der Seite niedriger Last davon zu erhöhen.
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Auch
in einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Bereich, in welchem
der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, wird
das Verhältnis
der Rate einer Einbringung von Frischluft in bezug auf die Gesamtgasrate,
die in den nachfolgenden Zylinder eingebracht wird, geregelt bzw.
gesteuert, um in Antwort auf die Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des vorangehenden Zylinders im Vergleich mit einem Bereich auf der
Seite niedriger Last davon erhöht
zu werden.
-
Auf
diese Weise wird in einem Bereich auf der Hochlastseite in dem Betriebsbereich,
in welchem der nachfolgende Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, wenn das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders vergleichsweise angereichert ist und
die Sauerstoffkonzentration in dem Gas, das in den nachfolgenden
Zylinder eingebracht wird, dementsprechend fällt, das Verhältnis der
Rate einer Frischlufteinbringung in bezug auf die Gesamtgasrate,
die in den nachfolgenden Zylinder eingebracht wird, erhöht, sodaß ein Mangel
an Frischluft in dem nachfolgenden Zylinder effizient eliminiert
ist bzw. wird und eine Kompressions-Selbstzündung in dem nachfolgenden Zylinder
dadurch geeignet durchgeführt
wird und ein Auftreten eines Klopfens effektiv verhindert wird,
indem ein Temperaturanstieg in dem nachfolgenden Zylinder unterdrückt wird.
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Ebenfalls
vorzugsweise ist wenigstens in einem Bereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des nachfolgenden Zylinders geregelt bzw. gesteuert, sodaß die Sauerstoffkonzentration
in dem Abgas, das von dem nachfolgenden Zylinder ausgebracht wird, ein
Wert entsprechend dem Verbrennungszustand bzw. der Verbrennungsbedingung
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist.
-
Auf
diese Weise wird wenigstens in dem Bereich, in welchem der nachfolgende
Zylinder veranlaßt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen,
obgleich eine Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
dem vorangehenden Zylinder durchgeführt wird, nur verbranntes Gas des
nachfolgenden Zylinder, das mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrannt
wurde, dem Abgasdurchtritt zugeführt.
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Auch
ist es in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung effektiv, wenn die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuermittel
eine Regelung bzw. Steuerung derart bewirken, daß die Gesamteinspritzrate von
Kraftstoff, der in die zwei Zylinder d.h. den vorangehenden Zylinder
und nachfolgenden Zylinder eingespritzt wird, in Antwort auf ein
Ansteigen der Motorlast erhöht
wird; und eine Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt wird,
daß in
dem nachfolgenden Zylinder eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstzündung in
wenigstens einem Teil des Betriebsbereichs durchgeführt, in
welchem der spezielle Betriebsmodus erzeugt ist bzw. wird, und in
dem vorangehenden Zylinder eine Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt wird,
daß eine
schichtgeladene Magerverbrennung bzw. magere Verbrennung einer geschichteten
Ladung ausgeführt
wird, wobei der eingespritzte Kraftstoff in einem schichtgeladenen Zustand
in einem Bereich zwischenliegender/niedriger Last des Betriebsbereichs
gesetzt wird, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung des
nachfolgenden Zylinders durchgeführt
wird; und eine Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt wird,
daß auf der
Hochlastseite des Betriebsbereichs, in welchem diese schichtgeladene
Magerverbrennung ausgeführt
wird, eine einheitliche bzw. gleichmäßige magere Verbrennung in
einem Zustand durchgeführt
wird, wobei der eingespritzte Kraftstoff gleichförmig bzw. gleichmäßig verteilt
wird.
-
Auf
diese Weise wird eine Regelung bzw. Steuerung ausgeübt, um so
den Verbrennungszustand in dem vorangehenden Zylinder in Übereinstimmung
mit dem Lastbereich des Motors umzuwechseln bzw. zu ändern, sodaß eine Verbesserung der
Treibstoffkosten geeignet erzielt werden kann, während noch ein Klopfen effektiv
verhindert wird. Beispielsweise in einem Betriebsbereich, in welchem eine
Verbrennungs-Selbstzündung
in dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird, in einem Bereich zwischenliegender/niedriger
Last, in welchem die Gesamteinspritzrate von Kraftstoff relativ
klein ist, kann eine weitere Verbesserung der Treibstoffkosten erzielt
werden, während
eine Verbrennungsstabilität mit
schichtgeladener magerer Verbrennung aufrecht erhalten wird. Im
Gegensatz kann auf der Hochlastseite dieses Bereichs zwischenliegender/niedriger Last,
indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
auf einen relativ kleineren Wert gebracht wird, wenn die Gesamtkraftstoff-Einspritzrate
erhöht
wird, und eine einheitliche magere Verbrennung durchgeführt wird, eine
niedrigere Verbrennungstemperatur erzielt werden als in dem Fall
eines einheitlichen mageren Zustands mit demselben Luft-Kraftstoff-Verhältniszustand
und ein Auftreten eines Klopfens in dem nachfolgenden Zylinder kann
verhindert werden, indem der Anstieg der Temperatur des verbrannten
Gases, das in den nachfolgenden Zylinder eingebracht wird, unterdrückt oder
dieser abgesenkt wird, und der Bereich, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung des
nachfolgenden Zylinders ausführbar
ist, kann ausgedehnt bzw. erweitert werden. Als ein Ergebnis kann
der Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt weiter erhöht werden.
-
Vorzugsweise
wird in dem Betriebsbereich auf der Hochlastseite, wo eine Verbrennung
in einem einheitlichen mageren Zustand in dem vorangehenden Zylinder
durchgeführt
wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders veranlaßt, ein Wert von im wesentlichen
dem Doppelten des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, oder
ein Wert kleiner als dieser zu sein.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, könnte
befürchtet
werden, daß eine
Fehlzündung
auftreten könnte,
wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
unter einheitlichen mageren Zuständen
bzw. Bedingungen in dem vorangehenden Zylinder höher wird als vorgeschrieben,
jedoch wird eine Verbrennung stabilisiert, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im
wesentlichen das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder ein Wert kleiner als dieses gemacht wird, und der Anstieg der
Temperatur des verbrannten Gases, das in den nachfolgenden Zylinder
eingebracht ist bzw. wird, wird unterdrückt.
-
Ebenfalls
vorzugsweise wird in einem Betriebsbereich niedriger Last des Betriebsbereichs zwischenliegender/niedriger
Last, in welchem eine schichtgeladene magere Verbrennung in dem
vorangehenden Zylinder durchgeführt
wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders veranlaßt, ein Wert von im wesentlichen
dem Doppelten des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, oder
ein Wert kleiner als dieser zu sein.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in einem Bereich bzw. einer Region zwischenliegender/niedriger
Last, wo die Kraftstoffeinspritzrate klein ist, die Temperatur des
verbrannten Gases, das in den nachfolgenden Zylinder eingebracht
wird, durch die schichtgeladene magere Verbrennung erhöht, sodaß der Bereich,
in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in
dem nachfolgenden Zylinder möglich
ist, auf der Niedriglastseite bzw. Seite niedriger Last ausgedehnt
werden kann.
-
Geeigneter
Weise wird auch in einem Betriebsbereich niedriger Last des Betriebsbereichs zwischenliegender/niedriger
Last, in welchem eine magere Verbrennung geschichteter Beladung
in dem vorangehenden Zylinder durchgeführt wird, wenn eine Kompressions-Selbstzündung in
dem nachfolgenden Zylinder schwierig ist, eine Regelung bzw. Steuerung
derart ausgeübt,
daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
vorangehenden Zylinders veranlaßt
wird, im wesentlichen das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
oder ein Wert kleiner als dieser zu sein, und der Verbrennungsmodus
in dem vorangehenden Zylinder wird von dem mageren Zustand geschichteter
Beladung in den einheitlichen mageren Zustand verschoben und der
Zündungsmodus
in dem nachfolgenden Zylinder wird von einer Kompressions-Selbstzündung zu
einer erzwungenen Zündung
verschoben.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird in Fällen, wo,
wenn der Motor nicht ausreichend aufgewärmt wurde, usw., eine Kompressions-Selbstzündung in dem
nachfolgenden Zylinder schwierig ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
vorangehenden Zylinders reduziert, wodurch die Temperatur des verbrannten
Gases erhöht
bzw. angehoben wird, das in den nachfolgenden Zylinder eingebracht
wird; auch wird durch ein Verwenden einer einheitlichen mageren
Verbrennung ein nachteiliger Effekt auf die Treibstoffkosten, welche
diesen Luft-Kraftstoff-Verhältniszustand
begleiten, unterdrückt
und die Verschiebung von einer erzwungenen Zündung des nachfolgenden Zylinders
zu einer Kompressions-Selbstzündung kann
früher
hergestellt werden.
-
Auch
ist es in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung effektiv, wenn die Strömungswege
von Einlaß und
Auslaß angeordnet
sind, um im Stande zu sein, umgewechselt zu sein bzw. getauscht
zu werden, wobei diese Strömungspfade angeordnet
sind, um fähig
zu sein, in einem Betriebsmodus zwischen einem gewöhnlichen
Betriebsmodus, in welchem jeder der Zylinder in einen unabhängigen Zustand
gesetzt wird, in welchem eine Verbrennung jeweils unabhängig in
jedem der Zylinder durchgeführt
wird, und einem speziellen Betriebsmodus umgewechselt zu werden,
in welchem eine Verbrennung in dem Zustand von zwei verbundenen
Zylindern ausgeführt
wird; umfassend: erste Kraftstoffeinspritzmittel, welche Kraftstoff
unabhängig
zu jedem der Zylinder in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus zuführen;
zweite Kraftstoffeinspritzmittel, wodurch es möglich gemacht ist, Kraftstoff
in einer Menge entsprechend derjenigen des nachfolgenden Zylinders in
Bezug auf das verbrannte Gas vor einem Einbringen davon in den nachfolgenden
Zylinder nach einer Beendigung einer Verbrennung in dem vorangehenden
Zylinder zuzuführen,
wenn sie sich in dem speziellen Betriebsmodus befinden; und wobei
die Verbrennungs-Regel- bzw.
-Steuereinrichtung, welche, wenn sie sich in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus befindet, eine Verbrennung in einem Zustand bei einem
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in jedem Zylinder durchführt,
welches veranlaßt
ist, gleich dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
zu sein, indem Kraftstoff durch die ersten Kraftstoffeinspritzmittel
zugeführt
wird, und wenn sie sich in dem speziellen Betriebsmodus befindet,
eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder durch eine erzwungene
Zündung
in einem Zustand bzw. unter einer Bedingung durchführt, wobei
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis veranlaßt ist,
ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu sein,
welches um ein vorgeschriebenes Ausmaß größer als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
indem Kraftstoff durch die ersten Kraftstoffeinspritzmittel zugeführt wird,
und eine Verbrennung derart regelt bzw. steuert, um eine Verbrennung
in dem nachfolgenden Zylinder durch eine Kompressions-Selbstentzündung in
jedem Zylinder durch ein Einbringen von Gas in einem Zustand des
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
durch ein Zuführen
von Kraftstoff in den nachfolgenden Zylinder zu dem verbrannten
Gas durch die zweiten Kraftstoffeinspritzmittel durchzuführen.
-
Auf
diese Weise wird in dem vorangehenden Zylinder der Wärmewirkungsgrad
durch eine magere Verbrennung angehoben, und ein Pumpenverlust wird
vermindert, und in dem nachfolgenden Zylinder wird eine Kompressions-Selbstzündung durchgeführt, indem
Kraftstoff zu dem verbrannten Gas von dem vorangehenden Zylinder
zugeführt
wird; auf diese Weise wird eine Verbrennung rasch durchgeführt, sodaß die Verbrennung
effizient zu der Arbeit beiträgt,
d.h. der Nutzen einer effizienten Verbrennung und eines verminderten
Pumpenverlusts werden erzielt und als ein Ergebnis werden die Treibstoffkosten beträchtlich
verbessert. Zusätzlich
wird nach einer Vollendung der Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder
Treibstoff in einer Menge entsprechend jener für den nachfolgenden Zylinder
dazu in bezug auf den nachfolgenden Zylinder zugeführt und
wird dadurch in den nachfolgenden Zylinder in einem Zustand eingebracht,
in welchem das Gemisch gründlich
mit dem verbrannten Gas hoher Temperatur vermischt ist bzw. wird;
als ein Ergebnis wird die Fähigkeit
zur Selbstzündung
in dem nachfolgenden Zylinder verbessert.
-
In
diesem Fall sind vorzugsweise die ersten Kraftstoffeinspritzmittel
derart angeordnet, um Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer
in bezug auf den vorangehenden Zylinder einzuspritzen, und die ersten
Kraftstoffeinspritzmittel des vorangehenden Zylinders dienen auch
als zweite Kraftstoffeinspritzmittel, wenn sie sich in dem speziellen
Betriebsmodus befinden, indem die Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuereinrichtung
derart ausgebildet ist, daß eine
Zufuhr von Kraftstoff für
den nachfolgenden Zylinder in Bezug auf das verbrannte Gas durch
die ersten Kraftstoffeinspritzmittel des vorangehenden Zylinders während des
Auslaß-
bzw. Auspuffhubs dieses Zylinders durchgeführt ist bzw. wird.
-
Auf
diese Weise werden, da der Kraftstoff in bezug auf das verbrannte
Gas frühzeitig
bzw. an einer früheren
Stufe zugeführt
wird, das verbrannte Gas und das Gemisch in den nachfolgenden Zylinder in
einem Zustand eingebracht, in welchem sie effektiver gemischt sind
bzw. werden, sodaß die
Selbstzündungsfähigkeit
in dem nachfolgenden Zylinder effektiv angehoben wird. Auch kann
durch ein Zuführen von
Treibstoff in einer Menge entsprechend derjenigen für den nachfolgenden
Zylinder durch die ersten Kraftstoffeinspritzmittel des vorangehenden
Zylinders diese grundlegende Konstruktion ohne Modifikation, beispielsweise
in einem Direkteinspritzungs-Motortyp genutzt werden, der mit einem
Injektor bzw. einer Einspritzeinrichtung (Kraftstoffeinspritzmittel)
für eine
Zylinderinneneinspritzung in jeden Zylinder versehen ist, welches
es möglich
macht, die vorliegende Erfindung auf eine Weise anzuwenden, die
im Einklang mit den allgemeinen Zielen ist.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, können
die ersten Kraftstoffeinspritzmittel derart angeordnet sein, daß Kraftstoff
in einen Einlaßdurchtritt
in bezug auf den nachfolgenden Zylinder eingespritzt wird. D.h.,
da in bezug auf den vorangehenden Zylinder die ersten Kraftstoffeinspritzmittel
so angeordnet sein können,
um zur Einspritzung in den Zylinder in bezug auf den nachfolgenden
Zylinder fähig
zu sein, können die
ersten Kraftstoffeinspritzmittel so angeordnet sein, um Kraftstoff
in einen Einlaßdurchtritt
einzuspritzen.
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Geeigneter
Weise sind auch die zweiten Kraftstoffeinspritzmittel an einem gewissen
Punkt entlang des Gasdurchtritts zwischen den Zylindern vorgesehen
und Kraftstoff ist bzw. wird dadurch zu dem verbrannten Gas in einer
Menge entsprechend derjenigen des nachfolgenden Zylinders in bezug
auf das verbrannte Gas nach einem Ausbringen von dem vorangehenden
Zylinder vor einem Einbringen davon in den nachfolgenden Zylinder
zugeführt.
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Auf
diese Weise wird eine bessere Aktivierung erzielt, indem Kraftstoff
in einem Betrag bzw. einer Menge entsprechend jenem(r) des nachfolgenden
Zylinders in dem speziellen Betriebsmodus zu dem verbrannten Gas
zugeführt
wird, welches durch den zwischen den Zylindern gelegenen Gasdurchtritt strömt.
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Geeigneter
Weise ist auch die Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuereinrichtung, wenn
sie sich in dem speziellen Betriebsmodus befindet, derart zusammengesetzt,
um fähig
zu sein, den Kraftstoffeinspritzmodus zwischen dem ersten Einspritzmodus,
in welchem eine Verbrennung durch eine Kompressionsentzündung bzw.
-zündung
durch ein Zuführen
von Kraftstoff in einer Menge entsprechend dem nachfolgenden Zylinder
in bezug auf das verbrannte Gas durch die ersten Kraftstoffeinspritzmittel
dieses nachfolgenden Zylinders nach einem Einbringen von verbranntem
Gas in den nachfolgenden Zylinder von dem vorangehenden Zylinder
durchgeführt
ist bzw. wird; und einem zweiten Einspritzmodus umzuschalten, in
welchem eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstentzündung durch
ein Zuführen
von Kraftstoff in einer Menge entsprechend dem nachfolgenden Zylinder
durch die zweiten Kraftstoffeinspritzmittel in bezug auf das verbrannte
Gas vor einem Einbringen davon in den nachfolgenden Zylinder nach
einer Beendigung einer Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder
durchgeführt
ist, und ist derart ausgebildet, um das Ausmaß bzw. den Grad einer Fähigkeit
einer Selbstzündung
des nachfolgenden Zylinders aus einer Information betreffend den
Betriebszustand zu bestimmen und fähig zu sein, den Kraftstoffeinspritzmodus
in Übereinstimmung
mit den Resultaten dieser Bestimmung zu ändern bzw. umzuschalten.
-
Auf
diesem Weg wird die Selbstzündungsfähigkeit
des nachfolgenden Zylinders in dem speziellen Betriebsmodus gesteigert,
indem der Kraftstoffeinspritzmodus in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
bzw. der Betriebsbedingung umgeschaltet wird.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, kann die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung derart ausgebildet
sein, um den Einspritzmodus in den zweiten Einspritzmodus zu stellen
bzw. zu bringen, wenn sie sich in einem Betriebszustand befindet,
worin das Ausmaß einer
Fähigkeit
für eine
Selbstzündung
des nachfolgenden Zylinders niedrig ist.
-
Auf
diese Weise wird eine Verbrennungsstabilität in dem nachfolgenden Zylinder
verbessert, indem die Selbstzündungsfähigkeit
in dem nachfolgenden Zylinder aufgrund eines Mischungseffekts des verbrannten
Gases und des Gemisches angehoben wird, wenn sie sich in einem Betriebszustand
befindet, in welchem der Grad einer Selbstzündungsfähigkeit des nachfolgenden Zylinders
niedrig ist.
-
Geeigneter
Weise auch sind die Kraftstoffeinspritzmittel derart zusammengesetzt
bzw. ausgebildet, um zu bestimmen, daß der Betriebszustand einer
ist, in welchem das Ausmaß einer
Fähigkeit
für eine
Selbstentzündung
niedrig ist, wenn die Zylindertemperatur unter einer bestimmten
Temperatur nach einem Aufwärmvorgang
ist.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird die Fähigkeit
zur Selbstzündung
in dem nachfolgenden Zylinder erhöht, indem der Kraftstoffeinspritzmodus
in dem zweiten Einspritzmodus nach bzw. bei einer Ermittlung gebracht
wird, daß es
einen Betriebszustand gibt, in welchem die Selbstzündungsfähigkeit
niedrig ist, wenn die Zylindertemperatur unter der spezifizierten
Temperatur ist und die Zylindertemperatur nach einem Aufwärmvorgang
niedrig ist.
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Geeigneter
Weise ist auch die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung derart
ausgebildet, um zu bestimmen, daß der Betriebszustand einer
ist, in welchem das Ausmaß einer
Fähigkeit
für eine
Selbstentzündung
niedrig ist, wenn sie sich in einem Bereich sehr niedriger Last
befindet.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird die Fähigkeit
zur Selbstzündung
in dem nachfolgenden Zylinder angehoben, indem der Kraftstoffeinspritzmodus in
den zweiten Kraftstoffeinspritzmodus gesetzt wird, indem ermittelt
wird, daß es
einen Betriebszustand gibt, in welchem die Selbstzündungsfähigkeit
niedrig ist, wenn in einem Bereich sehr niedriger Last die Kraftstoffeinspritzrate
niedrig ist.
-
Es
ist ebenfalls effektiv, wenn in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, ein Einlaßventil
für den
vorangehenden Zylinder, wodurch Frischluft in den vorangehenden
Zylinder eingebracht wird, und ein Einbringventil für verbranntes Gas
vorgesehen ist, wodurch verbranntes Gas in den nachfolgenden Zylinder
von dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern in dem verbundenen
Zustand der zwei Zylinder eingebracht wird, und in wenigstens einem
vorgeschriebenen Bereich auf der Seite niedriger Last des Betriebsbereichs,
welcher sich in einem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindet,
das Intervall zwischen dem unteren Totpunkt des Einlaßhubs des
nachfolgenden Zylinders und der Verschlußzeit des Einbringventils für verbranntes Gas
eingestellt ist, um kürzer
als das Intervall zwischen dem unteren Totpunkt des Einlaßhubs des
vorangehenden Zylinders und der Verschlußzeit des Einlaßventils
des vorangehenden Zylinders zu sein.
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Wenn
dies durchgeführt
wird, wird wenigstens in einem vorgeschriebenen Bereich auf der
Seite niedriger Last in dem Betriebsbereich, welcher in einem Zustand
zweier verbundener Zylinder befindet, die Verschluß- bzw.
Schließzeit
des Einbringventils für
verbranntes Gas des nachfolgenden Zylinders früher geschlossen als in dem
Fall eines Frischlufteinlasses in dem vorangehenden Zylinder, sodaß das effektive
Kompressionsverhältnis
des nachfolgenden Zylinders erhöht
wird, wodurch eine Selbstzündung
aufgrund des Anstiegs der Zylindertemperatur erleichtert wird. Folglich
wird sogar in einem Bereich niedriger Last, wo die Fähigkeit
zur Selbstzündung
niedrig ist, aufgrund der Schwierigkeit beim Anheben der Zylindertemperatur
die Fähigkeit
zur Selbstzündung
verbessert und eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung kann
weiter in dem Bereich niedriger Last ausgeweitet werden, um so eine
weitere Verbesserung der Treibstoffkosten und Abgasreinigung zu
unterstützen.
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Vorzugsweise
ist in diesem Fall ein Auslaßventil
des nachfolgenden Zylinders vorgesehen, welches Abgas bzw. Auspuffgas
des nachfolgenden Zylinders ausbringt, und in wenigstens einem vorgeschriebenen
Bereich auf der Seite niedriger Last des Betriebsbereichs, welcher
sich in einem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindet, ist
der Öffnungszeitpunkt
des Einbringventils für
verbranntes Gas eingestellt, um der obere Totpunkt des Einlaßhubs des
nachfolgenden Zylinders zu sein, während das Auslaßventil
des nachfolgenden Zylinders bis zum oberen Totpunkt des Auslaßhubs des
nachfolgenden Zylinders offen ist.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird die Überdeckung
einer Ventilöffnung
des Abgasventils des nachfolgenden Zylinders und des Einbringungsventils
für verbranntes
Gas verkürzt,
mit dem Ergebnis, daß ein
sogenanntes "Durchwehen", in welchem verbranntes
Gas, das in den nachfolgenden Zylinder eingebracht ist, direkt zu
dem Auslaßdurchtritt
durch das Abgasventil des nachfolgenden Zylinders ausgetragen wird,
verhindert wird und das effektive Kompressionsverhältnis des
nachfolgenden Zylinders erhöht
wird, wobei dies die Selbstzündungsfähigkeit
erhöht
und eine weitere Verbesserung der Treibstoffkosten und Abgasreinigung
unterstützt.
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Vorzugsweise
ist auch in einem vorgeschriebenen Bereich auf der Hochlastseite
bzw. Seite hoher Last des Betriebsbereichs, der sich in einem verbundenen
Zustand zweier Zylinder befindet, die Verschlußzeit des Einbringventils für verbranntes
Gas auf der verzögerten
Seite von diesem Zeitpunkt bzw. dieser Zeit eingestellt, wenn sie
sich in dem vorgeschriebenen Bereich auf der Niedriglastseite bzw. Seite
niedriger Last befindet.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, kann, wenn umgekehrt eine Gefahr eines Auftretens einer abnormalen
Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen mit unnötigerweise
hoher Zylindertemperatur besteht, die Zylindertemperatur abgesenkt
werden, indem das effektive Kompressionsverhältnis des nachfolgenden Zylinders
vermindert wird, indem die Schließzeit des Einbringventils für verbranntes
Gas verzögert
wird; eine abnormale Verbrennung kann dadurch ver hindert und der
Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchgeführt werden
kann, dadurch ausgeweitet werden.
-
Vorzugsweise
ist bzw. wird auch in einem vorgeschriebenen Bereich auf der Seite
hoher Last und hoher Drehzahl des Betriebsbereichs, der sich in einem
verbundenen Zustand von zwei Zylindern befindet, die Verschlußzeit des
Einbringventils für
verbranntes Gas auf der verzögerten
Seite von diesem Zeitpunkt eingestellt, wenn sie sich in dem vorgeschriebenen
Bereich auf der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl befindet.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, kann eine Regelung bzw. Steuerung unter Berücksichtigung
auch der Drehzahl durchgeführt
werden; eine präzisere bzw.
genauere und geeignetere Regelung bzw. Steuerung der Kompressions-Selbstzündungsfähigkeit kann
dadurch erzielt werden.
-
Vorzugsweise
ist auch ein Auslaßventil
für verbranntes
Gas vorgesehen, welches verbranntes Gas des vorangehenden Zylinders
zu dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern ausbringt, wenn es sich
in dem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindet, und in dem
Betriebsbereich, welcher sich in dem verbundenen Zustand der zwei
Zylinder befindet, ist bzw. wird die Verschlußzeit des Auslaßventils für verbranntes
Gas auf der vorgerückten
Seite der Verschlußzeit
des Einbringventils für-
verbranntes Gas eingestellt ist, und während die offene bzw. Öffnungsperiode
des Auslaßventils
für verbranntes
Gas und die offene Periode des Einbringventils für verbranntes Gas auf festgelegten
vorgeschriebenen Werten gehalten sind, sind bzw. werden der Öffnungszeitpunkt
des Auslaßventils
für verbranntes Gas
und die Öffnungszeit
des Einbringventils für
verbranntes Gas derart eingestellt, um nach vorwärts und rückwärts in Übereinstimmung mit einer Motorlast
zu variieren, während
die Differenz dieser Zeiten festgelegt beibehalten ist.
-
Auf
diese Weise wird, wenn unter vergleichsweise geringer Last, das
effektive Kompressionsverhältnis
des nachfolgenden Zylinders erhöht,
indem die Verschlußzeit
des Einbringventils für
verbranntes Gas vorgerückt
wird, und da sich die Verschlußzeit des
Auslaßventils
für verbranntes
Gas dann auf der vorgerückten
Seite der Verschlußzeit
des Einbringventils für
verbranntes Gas befindet, wird der Betrag bzw. Anteil von verbranntem
Gas, das in dem vorangehenden Zylinder zurück gelassen wird, erhöht, wodurch
die Zylindertemperatur erhöht
wird, mit dem Ergebnis, daß die
Zylindertemperatur des nachfolgenden Zylinders aufgrund des Anstiegs
der Temperatur des verbrannten Gases ansteigt; der Kompressions-Selbstzündungsbereich
kann dadurch auf der Seite niedriger Last ausgeweitet werden.
-
Im
Gegensatz dazu wird unter vergleichsweise hoher Last die Öffnungsperiode
als Ganzes verzögert
und das Schließen
des Einbringventils für
verbranntes Gas wird verzögert,
wodurch das effektive Kompressionsverhältnis des nachfolgenden Zylinders
vermindert wird und die Temperatur des verbrannten Gases absenkt,
indem die EGR des vorangehenden Zylinders vermindert wird; eine
abnormale Verbrennung des nachfolgenden Zylinders wird dadurch verhindert,
wodurch es möglich
gemacht wird, den Kompressions-Selbstzündungsbereich auf der Seite
hoher Last auszudehnen bzw. auszuweiten. Als ein Ergebnis kann eine
Verbesserung der Treibstoffkosten und Abgasreinigung weiter gefördert bzw.
unterstützt
werden.
-
Es
sollte beachtet werden, daß,
da die Zeitdifferenz dieser Ventilöffnungszeiten angeordnet ist, um
konstant gehalten zu werden, wobei die Öffnungsperiode bzw. -zeitdauer
des Ausbringungsventils für
verbranntes Gas und die Öffnungsperiode
des Einbringventils für
verbranntes Gas an festgelegten vorgeschriebenen Werten gehalten
sind bzw. werden, in einem Motor einer Konstruktion, in welcher die Öffnungs/Verschlußzeiten
von jedem der Zylinder einheitlich durch die Form bzw. Gestalt der
Nocken bezogen auf ein Öffnen/Schließen der
jeweiligen Ventile eingestellt sind, es keinen Bedarf bzw. kein Erfordernis
für eine
Nockenumschaltung usw. gibt und dieselben Nocken immer eingesetzt
werden können,
da sich die Nocken auf die jeweiligen Ventile beziehen. Eine Änderung
der Ventilöffnungszeiten
kann erzielt werden, indem die Phase der Kurbelwelle und der Nockenwelle
verändert
wird, welche integral mit den Nocken rotiert, die sich auf ein Öffnen/Schließen dieser
Ventile beziehen, sodaß die
Konstruktion des fraglichen Motors im Vergleich mit dem Fall vereinfacht
werden kann, wo die jeweiligen Nocken unabhängig geregelt bzw. gesteuert
werden, und dies macht deshalb Reduktionen in Größe, Gewicht und Kosten möglich.
-
Auch
ist es in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung effektiv, wenn in dem Zustand zweier verbundener Zylinder
ein Einlaßventil des
vorangehenden Zylinders, welches Frischluft in den vorangehenden
Zylinder einbringt, und ein Einbringventil für verbranntes Gas vorgesehen
sind, welches verbranntes Gas in den nachfolgenden Zylinder aus
dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern einbringt, und in wenigstens
einem vorgeschriebenen Bereich auf der Seite niedriger Last des
Betriebsbereichs, welcher sich in dem verbundenen Zustand der zwei
Zylinder befindet, ist bzw. wird die offene Periode des Einbringventils
für verbranntes
Gas eingestellt, um kürzer
als die offene Periode des Einlaßventils des vorangehenden
Zylinders zu sein.
-
Auf
diese Weise kann, wenn in einem Laufzustand unter vergleichsweise
niedriger Last befindlich, die offene Periode des Einlaßventils
für verbranntes
Gas des nachfolgenden Zylinders kürzer gemacht werden als die
offene Periode des Einlaßventils
des vorangehenden Zylinders, sodaß die Schließzeit des
Einlaßventils
für verbranntes
Gas relativ früher
hergestellt werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, das effektive
Kompressionsverhältnis
des nachfolgenden Zylinders zu erhöhen. Folglich kann sogar in
einem Niedriglastbereich, wo die Fähigkeit zur Kompressionszündung aufgrund
einer Schwierigkeit beim Erhöhen
der Zylindertemperatur niedrig ist, die Selbstzündungs-Fähigkeit verbessert werden,
indem das effektive Kompressionsverhältnis des nachfolgenden Zylinders
erhöht
wird, wodurch weiter Treibstoffkosten verbessert und eine Abgasreinigung
gefördert
wird.
-
Auch
ist es in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung effektiv, wenn die Vorrichtung so zusammengesetzt ist,
daß in
dem Zustand zweier verbundener Zylinder und in einem vorgeschriebenen
Bereich auf der Seite der vergleichsweise niedrigen Last des Betriebsbereichs,
in welchem eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung in dem
nachfolgenden Zylinder durchgeführt
wird, eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstzündung in
dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird, während der Anteil bzw. das Ausmaß eines
internen EGR des vorangehenden Zylinders erhöht wird, und das interne EGR-Verhältnis mit
einem Ansteigen in der Last vermindert wird.
-
Auf
diese Weise wird in einem vorgeschriebenen Bereich von vergleichsweise
geringer Last in dem Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung durch
Kompressions-Selbstzündung
und dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird, in einem Zustand,
in welchem verbranntes Gas hoher Temperatur in dem vorangehenden
Zylinder zurückgelassen wird,
wird dies zu dem nächsten
Einlaßhub
bzw. Einlaßtakt
und Kompressionshub bzw. -takt übertragen, so
daß die
Zylindertemperatur ansteigt, wodurch eine Kompressions-Selbstzündung erleichtert
wird, sodaß eine
Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird;
auf diese Weise können
ein hoher Wärmewirkungsgrad
und ein NOx-Unterdrückungseffekt
auf dieselbe Weise erzielt werden wie in dem Fall des nachfolgenden
Zylinders, wodurch der Vorteil einer weiteren Verbesserung der Treibstoffkosten
und eines Abgasreinigungseffekts verliehen bzw. übertragen wird.
-
Es
sollte beachtet werden, daß zusätzlich zu einer
Verringerung der Rate von Frischluft durch einen Anstieg des Anteils
von internem EGR in dem vorangehenden Zylinder die Einspritzrate
vergleichsweise niedrig aufgrund einer Verbrennung mit einer mageren
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
wird; jedoch der Bereich, in welchem das interne EGR in dem vorangehenden
Zylinder zunimmt, wird veranlaßt,
ein vorgeschriebener Bereich auf der Seite vergleichsweise niedriger
Last zu sein, sodaß die
erforderliche Ausgabe bzw. Leistung selbst mit einer vergleichsweise
geringen Kraftstoffeinspritzrate erhalten werden kann.
-
Vorzugsweise
wird, wenn dies teilweise oder im gesamten Betriebsbereich durchgeführt wird,
in welchem eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung sowohl
in dem vorangehenden Zylinder als auch dem nachfolgenden Zylinder
durchgeführt
wird, die Verschlußzeit
des Auslaßventils
für verbranntes
Gas, welches verbranntes Gas zu dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern
in dem Auslaßhub
einbringt, welcher in dem vorangehenden Zylinder vorgesehen ist,
früher
eingestellt als der obere Totpunkt des Auspuffhubs des vorangehenden
Zylinders.
-
Auf
diese Weise kann in einem Zustand, in welchem eine große Menge
an verbranntem Gas in dem Zylinder zurückgelassen wird, diese in den nächsten Einlaßhub und
Kompressionshub übergeführt werden.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, stellt vorzugsweise in einem Teil des oder im gesamten Betriebsbereichs,
in welchem eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstzündung sowohl
in dem vorangehenden Zylinder als auch dem nachfolgenden Zylinder
durchgeführt
wird, die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung den Einspritzzeitpunkt
von Kraftstoff in den vorangehenden Zylinder später als die Schließzeit des
Auslaßventils
für verbranntes Gas
in der Nähe
bzw. Umgebung des oberen Totpunkts des Abgashubs ein.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, kann, da Kraftstoff in den vorangehenden Zylinder eingespritzt wird,
in welchem eine große
Menge von verbranntem Gas zurückgelassen
wird, eine Aktivierung des Kraftstoffs durch die hohe Temperatur
dieses verbrannten Gases erzielt werden, und zusätzlich wird eine Aktivierung
unterstützt
bzw. gefördert,
da eine Kraftstoffeinspritzung früh in der Nähe des oberen Tot punkts des
Auspuffhubs durchgeführt
wird; die Kompressions-Selbstzündungsfähigkeit
kann dadurch verbessert werden. Es sollte beachtet werden, daß es keine Möglichkeit
gibt, daß der
eingespritzte Kraftstoff direkt ausgebracht wird, da die Kraftstoffeinspritzung nach
einem Schließen
des Auslaßventils
für verbranntes
Gas durchgeführt
wird.
-
Vorzugsweise
führt auch
in einem Teil des oder im gesamten Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung
durch eine Kompressions-Selbstzündung
sowohl in dem vorangehenden Zylinder als auch in dem nachfolgenden
Zylinder durchgeführt wird,
die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Regelung bzw.
Steuerung derart durch, daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in dem nachfolgenden Zylinder im wesentlichen ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird eine Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht
nur in dem vorangehenden Zylinder, sondern auch in dem nachfolgenden
Zylinder durchgeführt,
sodaß der
Wärmewirkungsgrad
weiter erhöht und
eine Erzeugung von NOx unterdrückt
werden kann; zusätzlich
wird eine Erzeugung von NOx weiter durch eine Kompressions-Selbstzündung unterdrückt, wodurch
es ermöglicht
wird, die Abgasreinigungsleistung weiter zu verbessern.
-
Vorzugsweise
besteht, wenn dies durchgeführt
wird, der Katalysator zur Abgasreinigung, der in dem Abgasdurchtritt
vorgesehen ist, lediglich aus einem Dreiweg- bzw. Drei-Wege-Katalysator
oder lediglich aus einem Drei-Wege-Katalysator und einem Oxidationskatalysator.
-
Auf
diese Weise wird eine Erzeugung von NOx in einem vollständig zufriedenstellenden
Ausmaß aufgrund
des Effekts des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sowohl in dem vorangehenden Zylinder
wie auch dem nachfolgenden Zylinder und aufgrund der Kompressions-Selbstzündung unterdrückt, so
daß eine
vollständig
zufriedenstellende Abgasreinigungsleistung mit nur einem Dreiweg-Katalysator
oder einem Dreiweg-Katalysator und einem Oxidationskatalysator erzielt
werden kann; ein Mager-NOx-Katalysator ist deshalb unnötig.
-
Es
ist auch effektiv, wenn ein Einbringventil für verbranntes Gas das Gas von
dem Gasdurchtritt zwischen den Zylindern in den Einlaßhub einbringt, wenn
in dem Zustand zweier verbundener Zylinder befindlich, welches in
dem nachfolgenden Zylinder vorgesehen ist, und ein Einlaßventil
des nachfolgenden Zylinders vorgesehen ist, das Frischluft in den Einlaßhub einbringt,
wenn in dem Zustand zweier verbundener Zylinder befindlich, welches
in dem nachfolgenden Zylinder vorgesehen ist; und in einem Teil
des gesamten Betriebsbereichs, in welchem eine Verbrennung durch
Kompressions-Selbstzündung sowohl
in dem vorangehenden Zylinder als auch dem nachfolgenden Zylinder
durchgeführt
wird, die Öffnungszeit
des Einbringventils für
verbranntes Gas auf der verzögerten
Seite des oberen Totpunkts des Einlaßhubs dieses nachfolgenden
Zylinders eingestellt ist und das Einlaßventil des nachfolgenden Zylinders
angeordnet ist, um früher
als die Öffnungszeit des
Einbringungsventils für
verbranntes Gas zu öffnen.
-
Auf
diese Weise kann, da abseits von verbranntem Gas Frischluft ebenfalls
in den nachfolgenden Zylinder von dem Einlaßventil des nachfolgenden Zylinders
eingebracht wird, ist selbst wenn aufgrund eines Anstiegs in der
Menge von internem EGR in dem vorangehenden Zylinder wenig Sauerstoff
in dem verbranntem Gas vorhanden ist, das in den nachfolgenden Zylinder
eingebracht wird, die in dem nachfolgenden Zylinder erzeugte Ausgabe
bzw. Leistung erhöht
werden. Auch wird, da die Grenze einer Zunahme des Ausmaßes bzw.
der Menge an internem EGR in dem vorangehenden Zylinder erhöht wird,
der Bereich, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in
dem vorangehenden Zylinder möglich
ist, ausgeweitet.
-
Es
sollte beachtet werden, daß,
da das Einbringungsventil für
verbranntes Gas später
als das Einlaßventil
des nachfolgenden Zylinders geöffnet wird,
ein direktes Ausbringen des verbrannten Gases durch das Einlaßventil
des nachfolgenden Zylinders verhindert wird.
-
Vorzugsweise
ist, wenn dies durchgeführt wird,
der vorangehende Zylinder von einem Typ mit langem Hub und umfaßt ein Einlaßventil
des vorangehenden Zylinders, das Frischluft in den Einlaßhub einbringt,
wenn er sich in dem verbundenen Zustand der zwei Zylinder befindet,
und in einem Teil des oder dem gesamten Betriebsbereich, in welchem
eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstentzündung sowohl
in dem vorangehenden Zylinder als auch dem nachfolgenden Zylinder
durchgeführt
ist, ist bzw. wird die Verschlußzeit
des Auslaßventils
für verbranntes
Gas und des Einbringventils für
verbranntes Gas auf der verzögerten
Seite des oberen Totpunkts des Auspuffhubs des vorangehenden Zylinders
eingestellt, und die Öffnungszeit
des Einlaßventils
des vorangehenden Zylinders ist bzw. wird früher als der obere Totpunkt
des Einlaßhubs
des vorangehenden Zylinders eingestellt.
-
Wenn
dies durchgeführt
wird, wird die Geschwindigkeit bzw. Rate einer gemischten Strömung der
Frischluft und des verbrannten Gases erhöht, indem die Öffnungs-Überlappungsperiode
des Auslaßventils
für verbranntes
Gas und des Einlaßventils
des vorangehenden Zylinders in dem vorangehenden Zylinder erhöht wird,
wodurch es möglich
wird, den Anteil bzw. das Ausmaß von
internem EGR zu erhöhen.
-
Auch
kann, wenn die Öffnungs-Überlappungsperiode
erhöht
wird, eine Störung
bzw. Beeinflussung davon verhindert werden, indem die Periode verkürzt wird,
für welche
sich der Kolben in der Nähe des
oberen Totpunkts befindet, indem ein Zylinder vom Typ des langen
Hubs bzw. ein langhubiger Zylinder angewendet wird.
-
Auch
ist es effektiv, wenn ein Auflader bzw. Turbolader vorgesehen ist,
welcher den Einlaß in
bezug auf den vorangehenden Zylinder auflädt, und in einem Teil des oder
in dem gesamten Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung durch
eine Kompressions-Selbstzündung
in wenigstens dem vorangehenden Zylinder und dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird,
wird eine Aufladung unter Verwendung des Turboladers durchgeführt.
-
Auf
diese Weise wird die Rate einer Einbringung von Frischluft in den
vorangehenden Zylinder erhöht
und begleitend kann der Anteil bzw. das Ausmaß von internem EGR ebenfalls
erhöht
und die Einlaßtemperatur
weiter durch ein Turboaufladen angehoben werden, wodurch es möglich gemacht
wird, den Betriebsbereich auszuweiten, in welchem eine Verbrennung
durch Kompressions-Selbstzündung
in dem vorangehenden Zylinder durchgeführt wird, und so eine weitere
Verbesserung der Treibstoffkosten ermöglicht wird.
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Vorzugsweise
führt auch
in einem vorgeschriebenen Bereich auf der Seite vergleichsweise hoher
Last des Betriebsbereichs, in welchem eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung in dem
nachfolgenden Zylinder durchgeführt
wird, die Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Verbrennung
durch eine erzwungene Zündung
in dem vorangehenden Zylinder durch, und führt, wenn in einem Betriebsbereich,
in welchem eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstentzündung sowohl in dem vorangehenden
Zylinder als auch dem nachfolgenden Zylinder durchgeführt wird,
ein Einstellen derart durch, daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des vorangehenden Zylinders wesentlich größer ist.
-
Auf
diese Weise kann, in einem Bereich vergleichsweise hoher Last, die
Rate einer Einbringung von Frischluft erhöht werden, indem das interne EGR-Verhältnis in
dem vorangehenden Zylinder vermindert wird, sodaß, selbst wenn die Zylindertemperatur
fällt,
eine Verbrennung durch erzwungene Zündung durchgeführt wird,
so daß eine
stabile Verbrennung erzielt werden kann.
-
Auch
ist es, wenn eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder durch
Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt
wird, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
notwendig, daß dies
vergleichsweise auf der fetten Seite gehalten wird, jedoch gibt es
keinen besonderen Bedarf dafür
nach einem Wechsel zu einer erzwungenen Zündung, sodaß durch ein Einstellen eines
großen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
in dem vorangehenden Zylinder und einem Einstellen des nachfolgenden
Zylinders vergleichsweise auf der fetten Seite, um eine Verbrennung
unter Verwendung von Kompressions-Selbstzündung durchzuführen, welche
einen vergleichsweise besseren Wärmewirkungsgrad
aufweist, eine weitere Verbesserung der Treibstoffkosten erzielt
werden kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHUNGEN
-
1 ist
eine diagrammatische bzw. schematische Draufsicht auf eine gesamte
Brennkraftmaschine bzw. eines Motors, die/der eine Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt;
-
2 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Hauptmotoreinheit usw.;
-
3 ist
eine Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems;
-
4 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer Betriebsbereichseinstellung
zur Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand zeigt;
-
5 ist
eine Ansicht, die den Auspuffhub, den Einlaßhub, die Kraftstoffeinspritzperiode
und die Zündungsperiode
usw. von jedem Zylinder zeigt;
-
6 ist
ein Diagramm, das einen Strömungsweg
bzw. -pfad für
im wesentlichen Frischluft und Gas während eines Betriebs bei niedriger
Last und niedriger Drehzahl zeigt;
-
7 ist
ein Diagramm, das einen Strömungsweg
für im
wesentlichen Frischluft und Gas in einem Betriebsbereich auf der
Seite hoher Last und hoher/niedriger Drehzahl zeigt;
-
8 ist
eine schematische Draufsicht auf einen gesamten bzw. vollständigen Motor,
die ein modifiziertes Beispiel zeigt, in welchem der Katalysator
usw., der in dem Abgasdurchtritt vorgesehen ist, gegenüber dem
in 1 gezeigten verändert ist;
-
9 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer Betriebsbereichseinstellung
zum Ausführen
einer Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
zeigt;
-
10 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel
in bezug auf eine Betriebsbereichseinstellung zur Ausübung einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand bzw. der Betriebsbedingung zeigt;
-
11 ist ein Diagramm, das ein drittes Beispiel
in bezug auf eine Betriebsbereichseinstellung zur Ausübung einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand zeigt;
-
12 ist ein Diagramm, das ein viertes Beispiel
in bezug auf eine Betriebsbereichseinstellung zur Ausübung einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand zeigt;
-
13 ist ein Diagramm, das ein fünftes Beispiel in bezug auf
eine Betriebsbereichseinstellung zur Ausübung einer Regelung bzw. Steuerung
in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand zeigt;
-
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zur Einstellung
eines Betriebsbereichs zur Ausübung einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung mit
dem Betriebszustand in Übereinstimmung
mit noch einer weiteren Ausführungsform
zeigt;
-
15 ist ein Diagramm, das den Verbrennungszyklus
bzw. -ablauf eines vorangehenden Zylinders und eines nachfolgenden
Zylinders zeigt;
-
16 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel
des Verbrennungszyklus eines vorangehenden Zylinders und eines nachfolgenden
Zylinders zeigt;
-
17 ist ein Diagramm, welches die spezifische Konstruktion
von Wirbel erzeugenden Mitteln zeigt;
-
18 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der
Einstellung des Betriebsbereichs zum Ausüben einer Regelung bzw. Steuerung
in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand in Übereinstimmung mit
noch einer weiteren Ausführungsform
zeigt;
-
19 ist ein Diagramm, welches den Verbrennungszyklus
und eine Ventilöffnungszeitgebung eines
vorangehenden Zylinders und eines nachfolgenden Zylinders zeigt;
-
20 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems,
welches noch eine weitere Ausführungsform
zeigt;
-
21 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der
Einstellung des Betriebsbereichs zum Ausüben einer Regelung bzw. Steuerung
in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand mittels einer Vorrichtung gemäß der in 20 gezeigten Ausführungsform zeigt;
-
22 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen
der Temperatur des verbrannten Gases und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
unter derselben Last in einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung
bzw. mageren Verbrennung einer geschichteten Beladung und einer
einheitlichen mageren Verbrennung zeigt;
-
23 ist eine Ansicht, die den Auspuffhub, den Einlaßhub, die
Krafteinspritzperiode und die Zündperiode
usw. von jedem Zylinder in dem Fall eines speziellen Betriebsmodus
zeigt, in welchem ein vorangehender Zylinder veranlaßt wird,
eine gleichförmige
magere Verbrennung durchzuführen,
während
ein nachfolgender Zylinder veranlaßt wird, eine erzwungene Zündung durchzuführen;
-
24 ist eine Ansicht, welche den Auspuffhub, den
Einlaßhub,
die Krafteinspritzperiode und die Zündperiode usw. von jedem Zylinder
in dem Fall eines speziellen Betriebsmodus zeigt, in welchem ein vorangehender
Zylinder veranlaßt
wird, eine gleichförmige
magere Verbrennung durchzuführen,
während
ein nachfolgender Zylinder veranlaßt wird, eine Kompressions-Selbstzündung durchzuführen;
-
25 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen
einer Last und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem vorangehenden
Zylinder zeigt;
-
26 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems,
das noch eine weitere Ausführungsform
zeigt;
-
27 ist eine Ansicht, die den Auspuffhub, den Einlaßhub, die
Krafteinspritzperiode und die Zündperiode
usw. von jedem Zylinder zeigt;
-
28 ist eine schematische Draufsicht, die ein modifiziertes
Beispiel eines Motors bzw. einer Brennkraftmaschine zeigt;
-
29 ist eine Ansicht, die den Auspuffhub, den Einlaßhub, die
Kraftstoffeinspritzperiode und die Zündperiode usw. von jedem Zylinder
in dem Fall des in 28 gezeigten, modifizierten
Beispiels zeigt;
-
30 ist eine schematische Draufsicht auf eine vollständige Brennkraftmaschine
gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform;
-
31 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems
derselben Ausführungsform;
-
32 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Einstellung
des Betriebsbereichs zum Ausführen einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung mit
dem Betriebszustand zeigt;
-
33 ist ein Diagramm, welches die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebsmodus zeigt, wobei (a) den Fall einer
vergleichsweise niedrigen Last, niedrigen Drehzahl zeigt, und wobei
(b) in ähnlicher
Weise den Fall einer vergleichsweise hohen Last, hohen Drehzahl
zeigt;
-
34 ist ein Diagramm, welches die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus zeigt;
-
35 ist eine teilweise perspektivische Ansicht,
die einen Nockenumschaltmechanismus zeigt, der in noch einer weiteren
Ausführungsform
eingesetzt wird;
-
36 ist ein Kolbenbetätigungsdiagramm, das zur Erklärung von
drei Typen eines Nockenumschaltmechanismus gegeben ist;
-
37 ist ein Kolbenbetätigungsdiagramm, das zur Erklärung von
zwei Typen eines Nockenumschaltmechanismus gegeben ist;
-
38 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems
in einer Ausführungsform,
die einen Nockenumschaltmechanismus einsetzt bzw. anwendet;
-
39 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebsmodus zeigt, wobei (a) den Fall einer
vergleichsweise niedrigen Last, niedrigen Drehzahl zeigt, und wobei
(b) in ähnlicher
Weise den Fall einer vergleichsweise hohen Last, hohen Drehzahl
zeigt;
-
40 ist eine schematische Draufsicht auf eine vollständige Brennkraftmaschine
gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform;
-
41 ist eine schematische Querschnittsansicht der
Hauptbrennkraftmaschineneinheit usw. gemäß dieser Ausführungsform;
-
42 ist eine teilweise perspektivische Ansicht,
die einen Nockenumschaltmechanismus zeigt, der in dieser Ausführungsform
eingesetzt wird;
-
43 ist ein Kolbenbetätigungsdiagramm für einen
Nockenumschaltmechanismus;
-
44 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems;
-
45 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Einstellung
des Betriebsbereichs zum Ausüben einer
Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung mit
dem Betriebszustand zeigt;
-
46 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebszustand zeigt, wobei (a) den Fall einer
vergleichsweise niedrigen Last zeigt, und wobei (b) in ähnlicher
Weise den Fall einer dazwischen liegenden Last zeigt;
-
47 ist ein Diagramm, welches die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebsmodus zeigt, welches den Fall der vergleichsweise
hohen Last zeigt;
-
48 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus zeigt;
-
49 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebsmodus gemäß einem zweiten Beispiel der
Regelung bzw. Steuerung des Einlasses/Auslasses usw. unter Verwendung
einer Vorrichtung zeigt, wie sie in 40 bis 44 gezeigt wird,
wobei (a) den Fall einer vergleichsweise niedrigen Last zeigt und
wobei (b) in ähnlicher
Weise den Fall einer vergleichsweise hohen Last zeigt;
-
50 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebsmodus gemäß einem dritten Beispiel der
Regelung bzw. Steuerung des Einlasses/Auslasses usw, unter Verwendung
einer Vorrichtung zeigt, wie sie in 40 bis 44 gezeigt
wird, wobei (a) den Fall einer vergleichsweise niedrigen Last zeigt
und wobei (b) in ähnlicher
Weise den Fall einer vergleichsweise hohen Last zeigt;
-
51 ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeiten
eines Einlaß/Auslaßventils
in einem speziellen Betriebs modus gemäß einem vierten Beispiel der
Regelung bzw. Steuerung des Einlasses/Auslasses usw. unter Verwendung
einer Vorrichtung zeigt, wie sie in 40 bis 44 gezeigt
wird, wobei (a) den Fall einer vergleichsweise niedrigen Last zeigt
und wobei (b) in ähnlicher
Weise den Fall einer zwischenliegenden Last zeigt; und
-
52 ist eine schematische Draufsicht auf eine vollständige Brennkraftmaschine,
die noch eine weitere Ausführungsform
zeigt.
-
BESTE ART
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
1 zeigt
schematisch die Konstruktion einer Brennkraftmaschine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und 2 zeigt schematisch
die Konstruktion eines Zylinders eines Hauptbrennkraftmaschinenkörpers 1 und
eines Einlaß/Auslaßventils
usw., das in dieser Hinsicht vorgesehen ist. In diesen Figuren umfaßt der Hauptbrennkraftmaschinenkörper 1 eine
Vielzahl von Zylindern; in der gezeigten Ausführungsform gibt es vier Zylinder 2A bis 2D.
Ein Kolben 3 ist in jeden der Zylinder 2A bis 2D eingesetzt,
wobei eine Verbrennungskammer 4 oberhalb des Kolbens 3 ausgebildet
ist.
-
Eine
Zündkerze 7 ist
auf dem Oberteil bzw. der Oberseite der Verbrennungskammer 4 von
jedem Zylinder 2 vorgesehen, wobei die Spitze dieser Zündkerze
dem Inneren der Verbrennungskammer 4 zugewandt ist. Ein
Zündschaltkreis 8,
der zur Regelung bzw. Steuerung des Zündzeitpunkts durch eine elektronische
Regelung bzw. Steuerung geeignet bzw. fähig ist, ist mit dieser Zündkerze 7 verbunden.
-
Ein
Kraftstoffzündungsventil 9,
das direkt Kraftstoff in die Verbrennungskammer 4 einspritzt,
ist an der Seite der Verbrennungskammer 4 vorgesehen. Dieses
Kraftstoffeinspritzventil 9 enthält ein Nadelventil und ein
Solenoid bzw. eine Magnetspule, nicht gezeigt, und ist derart konstruiert,
daß durch Eingabe
eines zu beschreibenden Pulssignals ein Antrieb bewirkt wird, um
das Ventil für
eine Zeit entsprechend der Pulsbreite zu einem Zeitpunkt dieser Pulseingabe
zu öffnen,
um Kraftstoff in einer Menge abhängig
von der Ventilöffnungsperiode
einzuspritzen. Das Kraftstoffzufuhrsystem ist derart konstituiert bzw.
ausgebildet, daß Kraftstoff
durch einen Kraftstoffzufuhrdurchtritt usw. durch eine Kraftstoffpumpe, außerhalb
der Figur, zu diesem Kraftstoffeinspritzventil 9 zugeführt wird
und daß ein
Kraftstoffdruck, welcher höher
als der Druck innerhalb der Verbrennungskammer ist, im Kompressionshub
angewendet wird.
-
Auch
sind durch ein Öffnen
der Einlaßöffnungen 11, 11a, 11b und
Auslaßöffnungen 12, 12a, 12b in
bezug auf die Verbrennungskammer 4 der jeweiligen bzw.
entsprechenden Zylinder 2A bis 2D ein Lufteinlaßdurchtritt 15 und
ein Auslaß-
bzw. Auspuffdurchtritt 20 usw. mit diesen Öffnungen
bzw. Anschlüssen
verbunden und diese Öffnungen
sind angeordnet, um mittels Einlaßventilen 31, 31a, 31b und Auslaßventilen 32, 32a, 32b geöffnet und
geschlossen zu werden.
-
Die
Zylinder sind angeordnet, um einen Zyklus bzw. Arbeitsgang bzw.
Arbeitstakt, umfassend einen Einlaß-, Kompressions-, Expansions-
und Auspuffshub, mit vorge schriebenen Phasendifferenzen durchzuführen. In
dem Fall eines Vierzylinder-Motors bzw. einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine,
wenn die Zylinder als ein erster Zylinder 2A, ein zweiter
Zylinder 2B, ein dritter Zylinder 2C und ein vierter
Zylinder 2D von einem Ende in der Richtung der Anordnung
der Zylinder identifiziert sind, wie dies in 5 gezeigt
wird, ist der oben genannte Zyklus angeordnet, um mit Kurbelwinkel-Phasendifferenzen
von 180° in
jedem Fall in der Reihenfolge: erster Zylinder 2A, dritter
Zylinder 2C, vierter Zylinder 2D und zweiter Zylinder 2B durchgeführt zu werden.
In 5 ist EX der Auspuffhub und IN ist der Einlaßhub; auch
repräsentiert
F eine Kraftstoffeinspritzung und S repräsentiert eine erzwungene Zündung; die
Asteriske bzw. Sternchen in der Figur zeigen an, daß eine Kompressionszündung durchgeführt wird.
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In
einem Paar von Zylindern, deren Auspuffhub und Einlaßhub überlappen
bzw. sich überdecken,
ist ein zwischen Zylindern gelegener Gasdurchtritt 22 derart
vorgesehen, daß verbranntes
Gas direkt von dem Zylinder, welcher an der Auspuffhubseite ist,
wenn der Auspuffhub und Einlaßhub
sich überlappen
(in der Beschreibung wird dies der vorangehende Zylinder genannt)
zu dem Zylinder auf der Seite des Einlaßhubs zugeführt werden kann (in der Spezifikation
wird dieser der nachfolgende Zylinder genannt). In der Vierzylinder-Brennkraftmaschine dieser
Ausführungsform,
wie dies in 5 gezeigt, überlappen der Auspuffhub (EX)
des ersten Zylinders 2A und der Einlaßhub (IN) des zweiten Zylinders 2B und
der Auspuffhub (EX) des vierten Zylinders 2D und der Einlaßhub (IN)
des dritten Zylinders 2C überlappen, sodaß der erste
Zylinder 2A und zweite Zylinder 2B und der vierte
Zylinder 2D und dritte Zylinder 2C jeweils Paare
bilden, wobei der erste Zylinder 2A und vierte Zylinder 2D vorangehende
Zylinder sind, während
der zweite Zylinder 2B und dritte Zylinder 2C nachfolgende
Zylinder sind.
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Besonders
sind die Einlaß/Auslaßöffnungen von
jedem Zylinder und der Einlaßdurchtritt,
der Auslaßdurchtritt
und der Durchtritt zwischen den Zylindern, die damit verbunden sind,
konstruiert wie folgt.
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Die
vorangehenden Zylinder, d.h. der erste Zylinder 2A und
vierte Zylinder 2D sind jeweils mit einer Einlaßöffnung 11 zur
Einführung
von Frischluft einer ersten Auslaß- bzw. Auspufföffnung 12a zum
Liefern von verbranntem Gas (Abgas) zu dem Auslaßdurchtritt, und einer zweiten
Auslaßöffnung 12b versehen,
um verbranntes Gas zu den nachfolgenden Zylindern auszubringen.
Auch sind die nachfolgenden Zylinder, d.h. der zweite Zylinder 2B und
dritte Zylinder 2C jeweils mit einer ersten Einlaßöffnung 11a zum
Einbringen von Frischluft, einer zweiten Einlaßöffnung 11b zum Einbringen
von verbranntem Gas von den vorangehenden Zylindern und einer Auslaßöffnung 32
zum Liefern verbranntem Gas zu dem Auslaßdurchtritt versehen.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel sind zwei pro
Zylinder der Einlaßöffnung 11 in
dem ersten und vierten Zylinder 2A und 2D und
der ersten Einlaßöffnung 11a in
dem zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C parallel
an der linken Seite der Verbrennungskammer vorgesehen, und eine
erste Auslaß-
bzw. Auspufföffnung 12a und
zweite Auslaßöffnung 12b in dem
ersten und vierten Zylinder 2A und 2D und eine zweite
Einlaßöffnung 11b und
Auslaßöffnung 12b in dem
zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C sind parallel
auf der rechten Seite der Verbrennungskammer vorgesehen.
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Das
stromabwärtige
Ende des Verzweigungs-Einlaßdurchtritts 16 für jeden
Zylinder in dem Einlaßdurchtritt 15 ist
mit der Einlaßöffnung 11 in
dem ersten und vierten Zylinder 2A und 2D und
mit der ersten Einlaßöffnung 11a in
dem zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C verbunden.
In der Nähe
des stromabwärtigen
Endes von jedem Verzweigungs-Einlaßdurchtritt 16 sind
mehrfach verbundene Drosselventile 17 vorgesehen, die gegenseitig
mittels einer gemeinsamen Welle verbunden sind, wobei diese mehrfach
verbundenen bzw. gekoppelten Drosselventile 17 mittels
einer Betätigungseinrichtung
bzw. einem Stellglied 18 in Antwort auf ein Regel- bzw.
Steuersignal angetrieben werden, um die Lufteinlaßrate einzustellen.
Ein Luftstromsensor 19 ist vorgesehen, welcher die Lufteinlaß-Durchflußrate in
dem gemeinsamen Lufteinlaßdurchtritt
stromaufwärts
des sich verbindenden Abschnitts in dem Einlaßdurchtritt 15 detektiert.
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Das
stromaufwärtige
Ende eines verzweigten Auslaßdurchtritts 21 für jeden
Zylinder in dem Auslaßdurchtritt 20 ist
mit den ersten Auslaßöffnungen 12a in
dem ersten und vierten Zylinder 2A und 2D und
mit den Auslaßöffnungen 12 in
dem zweiten in den zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C verbunden.
Auch sind jeweilige Zwischenzylinder-Gasdurchtritte 22 zwischen
dem ersten Zylinder 2A und zweiten Zylinder 2B und
zwischen dem dritten Zylinder 2C und vierten Zylinder 2D vorgesehen.
Das stromaufwärtige
Ende des Zwischenzylinder-Gasdurchtritts 22 ist mit den
zweiten Auslaßöffnungen 12b des
ersten und vierten Zylinders 2A und 2D verbunden,
welche die vorangehenden Zylinder sind, und das stromabwärtige Ende
des Zwischenzylinder-Gasdurchtritts 22 ist mit der zweiten
Einlaßöffnung 11b des
zweiten und dritten Zylinders 2B und 2C verbunden,
welche die nachfolgenden Zylinder sind.
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Die
oben genannten Zwischenzylinder-Gasdurchtritte 22 sind
vergleichsweise kurze Durchtritte, welche Verbindungen zwischen
zueinander bzw. jeweils benachbarten Zylindern herstellen, sodaß der Anteil
bzw. die Menge einer abgestrahlten Hitze, während das ausgebrachte Gas
von den vorangehenden Zylindern durch diese Passagen bzw. Durchtritte 22 durchtritt,
auf einem vergleichsweise niedrigem Niveau gehalten wird.
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Ein
O2-Sensor 23 ist vorgesehen bzw.
zur Verfügung
gestellt, welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis detektiert, indem die
Sauerstoffkonzentration in dem Abgas in dem sich verbindenden Abschnitt stromabwärts des
verzweigten Auslaßdurchtritts 21 in
dem Auslaßdurchtritt 20 detektiert
wird. Zusätzlich ist
ein Abgasreinigungs-Katalysator in dem Abgasdurchtritt 21 stromabwärts von
dem O2-Sensor 23 vorgesehen; in
dieser Ausführungsform
sind ein Mager-NOx-Katalysator 24A und
ein Dreiweg-Katalysator 24B vorgesehen. Der Mager-NOx-Katalysator 24A weist
eine NOx-Reinigungsfähigkeit
sogar bei mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnissen auf und umfaßt beispielsweise
einen Mager-NOx-Katalysator vom Okklusionstyp, welcher NOx in einer übermäßigen bzw. Überschuß-Sauerstoffatmosphäre adsorbiert
und eine Abgabe und Reduktion von NOx in einer Atmosphäre einer
abgesenkten Sauerstoffkonzentration durchführt. Auch ist, wie allgemein
bekannt ist, der Dreiweg-Katalysator 24B ein Katalysator,
der eine hohe Reinigungsfähigkeit
in bezug auf HC, CO und NOx zeigt, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
Abgases in der Nähe
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff- Verhältnisses
(d.h. das Überschußluftverhältnis λ ist λ = 1) befindet.
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Die
Einlaß/Auslaßventile,
die die Einlaß/Auslaßöffnungen
der Zylinderöffnungen öffnen/schließen und
die Ventilbetätigungsmechanismen
dieser sind wie folgt.
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Die
Einlaßöffnung 11,
erste Auslaßöffnung 12a und
zweite Auslaßöffnung 12b an
dem ersten und vierten Zylinder 2A und 2D sind
jeweils mit einem Einlaßventil 31,
ersten Auslaßventil 32a und
zweiten Auslaßventil 32b versehen,
und die erste Einlaßöffnung 11a,
zweite Einlaßöffnung 11b und
Auslaßöffnung 12 an
dem zweiten und dritten Zylinder 2A und 2B sind
jeweils mit einem ersten Einlaßventil 31a, zweiten
Einlaßventil 31b und
Auslaßventil 32 versehen.
Auch werden, damit der Einlaßhub
und Auspuffhub der Zylinder mit den oben beschriebenen vorgeschriebenen
Phasendifferenzen durchgeführt
werden sollte, diese Einlaß/Auslaßventile
so angetrieben, um mit vorgeschriebenen Zeitgebungen mittels eines
Ventilbetätigungsmechanismus
zu öffnen/schließen, welcher
jeweils Nockenwellen 33 und 34 usw. umfaßt.
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Zusätzlich sind
von diesen Einlaß/Auslaßventilen
das erste Auslaßventil 32a,
zweite Auslaßventil 32b,
erste Einlaßventil 31a und
zweite Einlaßventil 31b mit
einem Ventildeaktivierungsmechanismus 35 versehen, welcher
die Ventile zwischen einem betätigten
Zustand und einem deaktivierten Zustand wechselt. Dieser Ventildeaktivierungsmechanismus 35 ist
nicht im Detail gezeigt, da er von früher bekannt ist, ist jedoch
beispielsweise von solcher Art, daß eine hydraulische Kammer,
die dazu geeignet bzw. fähig
ist, ein hydraulisches Fluid in bezug auf einen Nockenstößel bzw.
Ventilstößel zuzuführen/abzuleiten,
der zwischen einer Ventilwelle und einer Nocke von Nockenwellen 33 und 34 zwischengelagert ist,
vorgesehen ist, wobei in einem Zustand, in welchem ein hydraulisches
Fluid zu dieser hydraulischen Fluidkammer zugeführt wird, eine Betätigung der
Nocke zu dem bzw. auf das Ventil übertragen wird, um das Ventil
zu veranlassen, einem Öffnungs/Schließvorgang
zu unterliegen, während, wenn
das hydraulische Fluid von der hydraulischen Fluidkammer abgeleitet
wird, eine Betätigung
der Nocke nicht länger
auf das Ventil übertragen
wird, mit dem Ergebnis, daß das
Ventil deaktiviert ist.
-
Der
Durchtritt 36 zur Zufuhr/Entleerung des hydraulischen Fluids
in bezug auf den Ventildeaktivierungsmechanismus 35 des
ersten Auspuffventils 32a und des Ventildeaktivierungsmechanismus 35 des
ersten Einlaßventils 31a ist
mit einem ersten Regel- bzw. Steuerventil 37 und dem Durchtritt 38 zur Zufuhr/Entleerung
von hydraulischem Fluid in bezug auf den Ventildeaktivierungsmechanismus 35 des zweiten
Auspuffventils 32b versehen und der Ventildeaktivierungsmechanismus 35a des
zweiten Einlaßventils 31b ist
entsprechend mit einem zweiten Regel- bzw. Steuerventil 39 versehen
(siehe 3).
-
3 zeigt
die Anordnung bzw. Gestaltung der Antriebs- und Regel- bzw. Steuersysteme. In dieser
Figur gibt eine ECU (Regel- bzw. Steuereinheit) 40 zur
Motorregelung bzw. -steuerung, die einen Mikrocomputer usw. umfaßt, Signale
von einem Luftstromsensor 19 und O2-Sensor 23 ein;
zusätzlich
gibt sie Signale von einem Motor-Drehzahlsensor 47, welcher
die Motordrehzahl detektiert, und einem Gaspedal-Hubsensor 48 usw.,
welcher den Grad einer Öffnung
des Beschleunigungs- bzw. Gaspedals (Betrag eines Niederdrückens des
Gaspedals) detektiert, zur Ermittlung des Betriebszustands ein.
Auch werden Regel- bzw. Steuersignale von dieser ECU 40 zu
den Kraftstoffeinspritzventilen 9, den Betätigungseinrichtungen
bzw. Stellgliedern 18 der mehrfach verbundenen bzw. gekoppelten
Drosselventile 17 und der ersten und zweiten Regel- bzw.
Steuerventile 39 ausgegeben, wie dies oben angeführt ist.
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Die
ECU 40 umfaßt
einen Betriebszustandsidentifikator 41, eine Ventilstopmechanismus-Regel- bzw.
-Steuereinrichtung 42, eine Lufteinlaßraten-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 und
eine Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 44.
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Der
Betriebszustandsidentifikator 41 ermittelt, in welchem
Bereich des Betriebszustands man sich befindet, d.h. ob sich der
Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite niedriger
Last, niedriger Drehzahl ist, oder in dem Betriebszustand B auf der
Seite hoher Last oder hoher Drehzahl, wie in 4 gezeigt,
indem der Betriebszustand des Motors (Motordrehzahl und Motorlast)
mittels der Signale von dem Motor-Drehzahlsensor 45 und
Gaspedalhub-Sensor 46 usw. ermittelt wird. Dann wird basierend
auf den Ergebnissen dieser Bestimmung in dem Betriebsbereich A auf
der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl ein spezieller Betriebsmodus
ausgewählt,
in welchem eine Verbrennung bewirkt wird, wobei das verbrannte Gas,
das aus den vorangehenden (führenden
bzw. vorderen) Zylindern in dem Auspuffhub aufgebracht wird, direkt
zu den nachfolgenden Zylindern zugeführt wird, welche sich in dem
Einlaßhub
befinden, jedoch in dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last
oder hoher Drehzahl, der gewöhnliche
Betriebsmodus ausgewählt
wird, in welchem eine Verbrennung bewirkt wird, wobei die Zylinder
jeweils unabhängig
betrieben werden.
-
Die
Ventilstopmechanismus-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 42 regelt
bzw. steuert den Ventildeaktivierungsmechanismus 35 wie
folgt, indem die Regel- bzw. Steuerventile 37, 39 abhängig davon
geregelt bzw. gesteuert werden, ob sich der Betriebszustand in dem
Betriebsbereich A auf der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl
befindet (d.h. dem Fall, wo der spezielle Betriebsmodus ausgewählt ist) oder
sich in dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last oder hoher
Drehzahl befindet (d.h. in dem Fall, wo der gewöhnliche Betriebsmodus ausgewählt ist).
-
Betriebsbereich
A: Zustand bzw. Bedingung, in welchem(r) das erste Auspuffventil 32a und
erste Einlaßventil 31a.
deaktiviert sind.
-
Zustand,
in welchem das zweite Auspuffventil 32b und das zweite
Einlaßventil 31b betätigt sind.
-
Betriebszustand
B: Zustand, in welchem das erste Auspuffventil 32a und
erste Einlaßventil 31a betätigt sind.
-
Zustand,
in welchem das zweite Auspuffventil 32b und das zweite
Einlaßventil 31b deaktiviert sind.
-
Strömungsweg-Umschaltmittel,
wodurch der Gasstromweg umgeschaltet wird, wie dies im Detail unten
beschrieben wird, sind durch diese Ventilstopmechanismus-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung 42 und die Ventildeaktivierungsmechanismen 35 zusammengesetzt,
welche dadurch geregelt bzw. gesteuert werden bzw. sind.
-
Die
Lufteinlaßraten-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 43 regelt bzw. steuert den Grad
einer Öffnung
(Grad einer Drosselöffnung)
der Drosselventile 17, indem die Betätigungseinrichtungen 18 geregelt bzw.
gesteuert werden, findet eine Ziellufteinlaßrate aus einer Karte oder
dgl. in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand und regelt bzw. steuert den Grad einer Drosselöffnung in Übereinstimmung
mit dieser Ziellufteinlaßrate.
In diesem Fall wird in dem Betriebsbereich A einer niedrigen Last
und niedrigen Drehzahl, wie dies beschrieben werden wird, in einem
Zustand, wobei eine Einbringung von Einlaßluft aus dem verzweigten Einlaßdurchtritt 16 in
die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C)
abgeschnitten bzw. abgetrennt sind, eine Verbrennung mit dem Verhältnis zwischen
der Überschußluft in
dem Gas, das von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, und
dem Kraftstoff durchgeführt,
der neu zugeführt
wird, welcher ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
der Grad einer Öffnung der
Drossel wird derart eingestellt, daß Luft, die mehr um einen vorgeschriebenen
Betrag ist als die Quantität
bzw. Menge von Luft, die notwendig für eine Verbrennung des Kraftstoffs
in Übereinstimmung
mit dem erforderlichen Drehmoment für die zwei führenden
und nachfolgenden Zylinder ist (d.h. Luft einer Menge in dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder
theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis) in
bezug auf die Menge von Treibstoff für die zwei Zylinder) wird zu
den vorangehenden Zylindern (ersten und vierten Zylinder 2A und 2D)
zugeführt.
-
Die
Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 44 umfaßt eine
Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 45 und
eine Zündungs-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 46; die Kraftstoffeinspritz-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung 45 regelt bzw. steuert die Kraftstoffeinspritzrate
von den Kraftstoffeinspritzventilen 9, die in jedem Zylinder 2A bzw. 2D vorgesehen
sind, und die Einspritzzeitgebung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
des Motors bzw. der Brennkraftmaschine; die Einspritz-Regel- bzw.
-Steuervorrichtung 46 führt
eine Regelung bzw. Steuerung, wie eine Regelung bzw. Steuerung der
Zündzeit
und Zündungsdeaktivierung
usw. in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand durch. Somit wird eine Regelung bzw. Steuerung
einer Verbrennung (Regelung bzw. Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung
und Regelung bzw. Steuerung einer Zündung) insbesondere in dem
Fall geändert,
wo sich der Betriebszustand im Betriebsbereich A befindet und wo
sich der Betriebszustand in einem Betriebszustand B in 4 befindet.
-
Besonders
wird, wenn sich der Betriebszustand im Betriebsbereich A auf der
Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl befindet, die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein
mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
größer als
das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, vorzugsweise
etwa das Doppelte oder mehr des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist, und in dem Kompressionsschritt eine Einspritzzeitgebung derart
eingestellt wird, daß die
Kraftstoffeinspritzung in einer Schichtung der Mischung bzw. des
Gemisches resultiert, und eine Zündzeitgebung
derart eingestellt wird, daß die
erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Demgegenüber wird
in dem Fall der nachfolgenden Zylinder (zweiter und dritter Zylinder 2B und 2C) Kraftstoff
in bezug auf das verbrannte Gas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt,
das von den vorangehenden Zylindern eingebracht wurde und, ebenfalls
nach einer Zuführung
von Kraftstoff, wird die Kraftstoffeinspritzrate geregelt bzw. gesteuert
und in dem Einlaßschritt
wird die Einspritzzeitgebung derart eingestellt, daß Kraftstoff
eingespritzt wird, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erzeugen, das magerer
als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist und eine erzwungene Zündung deaktiviert
wird, sodaß eine
Kompressionszündung durchgeführt wird.
-
Auch
wird, wenn sich der Betriebszustand in dem Betriebsbereich B auf
der Hochlastseite oder Hochdrehzahlseite befindet, die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert, daß sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
Zylinder 2A bis 2D auf oder unter dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
befindet: beispielsweise im größten Teil
des Bereichs dieses Betriebsbereichs B kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis hergestellt
bzw. veranlaßt werden,
um das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
zu sein, und in dem vollständig
offenen Lastbetriebsbereich und in der Nähe davon kann es hergestellt
sein bzw. gemacht werden, um fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein. In diesem Fall wird die Einspritzzeitgebung derart, daß ein einheitliches
Gemisch erzeugt wird, indem Kraftstoff zu den Zylinder 2A bis 2D im
Einlaßschritt
eingespritzt wird, und derart eingestellt, daß eine erzwungene Zündung in
den Zylindern 2A bis 2D erzeugt wird.
-
Der
Betrieb einer Vorrichtung gemäß dieser oben
beschriebenen Ausführungsform
wird nun in bezug auf 5 bis 7 beschrieben
werden.
-
In
dem Betriebsbereich A auf der Seite niedriger Last und niedriger
Drehzahl wird ein Strömungsweg
von im wesentlichen Frischluft und Gas, wie in 6 gezeigt
wird, erzeugt, indem die Vorrichtung in einen speziellen Betriebsmodus
versetzt wird, in welchem, wie oben beschrieben, sich das erste
Auspuffventil 32a und das erste Einlaßventil 31a in einem deaktivierten
Zustand befinden, und sich das zweite Auslaßventil 32b und zweite
Einlaßventil 31b in
betätigtem
Zustand befinden. Somit wird ein Zweizylinder-Verbindungszustand
erzeugt, wodurch verbranntes Gas, das von den vorangehenden Zylindern
(ersten und vierten Zylinder) 2A bis 2D ausgebracht
wird, direkt in die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten
Zylinder) 2B und 2C, durch die zwischen den Zylindern
liegenden Gasdurchtritte 22 und nur das Gas, das von diesen
nachfolgenden Zylindern 2B, 2C eingebracht wird
ausgebracht wird, wird zu dem Auspuffdurchtritt 20 zugeführt.
-
In
diesem Zustand wird neue Luft bzw. Frischluft (Pfeile in 6)
von den Einlaßdurchtritten 15 in
den jeweiligen Einlaßhüben zu den
vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht und
Kraftstoff wird in dem Kompressionshub eingespritzt, während eine
Rückkopplungs-Regelung
bzw. -Steuerung der Kraftstoffeinspritzrate derart durchgeführt wird,
daß das
durch einen linearen O2-Sensor 25 in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D detektierte
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein
super mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis von im wesentlichen dem
Doppelten oder mehr des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist und eine schichtgeladene Verbrennung bewirkt wird (siehe 5),
mit diesem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Durchführen einer Zündung zu
einem vorgeschriebenem Zündzeitpunkt.
-
Danach
wird in der Periode, in welcher der Einlaßhub der vorangehenden Zylinder 2A und 2D und
der Auspuffhub der nachfolgenden Zylinder 2B und 2C überlappen,
verbranntes Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, zu den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durch
die Gasdurchtritte 22 (weißer Pfeil in 5 und
Pfeil b in 6) zugeführt bzw. eingebracht. Dann
wird in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C Kraftstoff
zu dem verbrannten Gas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt,
das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wurde, und Kraftstoff wird in dem Einlaßschritt eingespritzt, während die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert wird, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
erzeugen, welches magerer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
und eine Kompressionszündung wird
dann durch einen Anstieg von Druck und Temperatur in der Verbrennungskammer
in der Nähe
des oberen Totpunkts des Kompressionshubs durchgeführt.
-
In
diesem Fall wird, da das verbrannte Gas auf hoher Temperatur, das
von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, augenblicklich in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch
die kurzen zwischen den Zylinder liegenden Gasdurchtritte 22 eingebracht
wird, die Temperatur in der Verbrennungskammer in dem Einlaßhub in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C hoch, sodaß die Temperatur
innerhalb der Verbrennungskammer auf ein Ausmaß ansteigt, um bequem eine
Selbstzündung
des Gemischs in der Nähe
des oberen Totpunkts der abschließenden bzw. Abschlußperiode
des Kompressionshubs durch einen weiteren Anstieg von Druck und Temperatur
von diesem Zustand in dem Kompressionshub zu ermöglichen. Darüber hinaus
wird, da das oben genannte verbrannte Gas sorgfältig gemischt ist bzw. wird
und einheitlich während
der Periode und seinem Ausbringen von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D bis
zu seinem Einbringen in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C verteilt
wurde, und zusätzlich der
Kraftstoff, der in dem Einlaßhub
eingespritzt wird, einheitlich in der gesamten Verbrennungskammer während der
Abschlußperiode
des Kompressionshubs verteilt ist, ein einheitlicher Gemischverteilungszustand,
der den idealen gleichzeitigen Kompressionszündungszustand erfüllt, erreicht
bzw. erhalten.
-
Somit
ist in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C eine
große
Menge von verbrannten Gas-Bestandteil entsprechend zu EGR-Gas beinhaltet und
sogar unter der Bedingung, daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager
ist, wird eine Verbrennung rasch durch eine gleichzeitige Kompressionszündung durchgeführt; der
thermische bzw. Wärmewirkungsgrad
wird dadurch bedeutend erhöht.
-
Das
heißt,
in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D wird der
Wärmewirkungsgrad
durch eine Verbrennung einer geschichteten Beladung mit einem super-mageren
Verhältnis
erhöht
und Pumpenverluste werden abgesenkt; darüber hinaus wird in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C der Wärmewirkungsgrad gesteigert
bzw. angehoben, indem eine Kompressionszündung in einem einheitlichen
Gemischzustand bzw. Zustand eines gleichmäßigen Gemisches durchgeführt wird,
während
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
mager gehalten wird, und der Vorteil von verringerten Pumpverlusten
wird auf dieselbe Weise erzielt, wie mit den vorangehenden Zylindern 2A, 2D.
Durch diese Aktionen wird ein Kraftstoffverbrauch beträchtlich
verbessert.
-
Darüber hinaus
gibt es, da eine Kompressionszündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C erzielt
wird, indem die Hitze des verbrannten Gases eingesetzt wird, das
von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, keinen Bedarf bzw. kein Erfordernis, spezielle Heizungsmittel
vorzusehen oder das Motorkompressionsverhältnis stark zu erhöhen, und
eine Kompressionszündung
kann effektiv über
einen weiten Betriebsbereich durchgeführt werden.
-
Nach
einer Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C wird
das Gas zu dem Auspuffdurchtritt 20 ausgebracht und ein
Reinigen des Abgases wird durch einen mageren NOx-Katalysator 24A usw.
durchgeführt,
der in dem Auslaßdurchtritt 20 vorgesehen
ist.
-
Auch
ist bzw. wird die Rate einer Erzeugung von NOx in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D wird auf ein vergleichsweise
niedriges Niveau beschränkt,
indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
darin zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis von im wesentlichen dem
Doppelten oder mehr des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
gemacht wird, und eine Erzeugung von NOx in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C wird
vollständig
zufriedenstehend beschränkt,
indem ein Zustand äquivalent zu
jenem erzeugt wird, in welchem eine große Menge von EGR durchgeführt wird,
indem verbranntes Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wird. Dies ist auch bei einem Reduzieren von Emissionen vorteilhaft.
-
Demgegenüber wird
in dem Betriebsbereich B auf der Hochlastseite oder Hochdrehzahlseite
die Vorrichtung in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus gesetzt, in welchem, wie oben beschrieben, das erste Auspuffventil 32a und
erste Einlaß ventil 31a in
einen betätigten
bzw. aktivierten Zustand gesetzt werden, während das zweite Auspuffventil 32b und
zweite Einlaßventil 31b in
einen deaktivierten Zustand gesetzt werden, wodurch ein Strömungspfad
bzw. -weg für
im wesentlichen Frischluft und Gas erzeugt wird, wie dies in 7 gezeigt
wird, in welchem die Einlaßöffnungen 31, 31a und
Auslaßöffnungen 12a, 12 der Zylinder 2A bis 2D im
wesentlichen unabhängig
sind, sodaß Frischluft
in die Einlaßöffnungen 31, 31a der Zylinder 2A bis 2D von
dem Einlaßdurchtritt 15 eingebracht
wird und verbranntes Gas zu dem Abgasdurchtritt 20 von
den Abgasöffnungen 31, 31a der
Zylinder 2A bis 2D ausgebracht wird. In diesem
Fall wird eine Ausgangsleistung sichergestellt, indem die Einlaßluftrate
und Kraftstoffeinspritzrate derart geregelt bzw. gesteuert werden,
daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist oder fetter als dieses ist.
-
In
der obigen Ausführungsform
im Betriebsbereich A niedriger Drehzahl und niedriger Last die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C magerer
ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wobei
es jedoch auch möglich
wäre, die
Kraftstoffeinspritzrate derart zu regeln bzw. zu steuern, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den
nachfolgenden Zylindern 2B, 2C bei oder unter dem
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. In
diesem Fall ist, wie in 8 gezeigt, nur ein Dreiweg-Katalysator 24B in
dem Auspuff- bzw.
Auslaßdurchtritt 20 vorgesehen,
oder ein Oxidationskatalysator kann vorgesehen sein. Vorzugsweise
ist auch der O2-Sensor 23, der
in dem sich verbindenden Abschnitt des Auslaßdurchtritts 20 vorgesehen
ist, ein λO2-Sensor, dessen Ausgang sich abrupt in der
Nähe des
stöchiometrischen
Luft- Kraftstoff-Verhältnisses ändert, und
die Kraftstoffeinspritzrate zu den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ist
einer Feedback- bzw. Rückkopplungs-Regelung
bzw. -Steuerung in Übereinstimmung
mit der Ausgabe dieses O2-Sensors 23 unterworfen.
Zusätzlich
ist ein linearer O2-Sensor 25, dessen
Ausgabe sich in linearer Weise in Antwort auf die Sauerstoffkonzentration ändert, in
dem zwischen den Zylinder liegenden Gasdurchtritt 22 vorgesehen bzw.
zur Verfügung
gestellt, und die Kraftstoffeinspritzrate zu den vorangehenden Zylindern 2A, 2D, deren
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
hergestellt ist, um ein vorgeschriebenes mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein, wird einer Rückkopplungs-Regelung bzw. -Steuerung
in Übereinstimmung
mit der Ausgabe davon unterworfen.
-
Auf
diese Weise besteht, da nur Gas des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu dem Auslaßdurchtritt 20 von
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ausgebracht
wird, kein Erfordernis, einen mageren NOx-Katalysator vorzusehen,
und eine vollständig
zufriedenstellende Abgasreinigungsleistung kann einfach mittels
eines Dreiweg-Katalysators 24B (oder Oxidations-Katalysators)
sichergestellt werden.
-
Auch
gibt es, da es keinen Bedarf bzw. kein Erfordernis gibt, einen mageren
NOx-Katalysator vorzusehen, kein Erfordernis, eine zeitweilige Anreicherung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
durchzuführen,
um NOx zu lösen
bzw. freizugeben oder zu reduzieren, wenn sich die Menge eines NOx-Einschlusses
des mageren NOx-Katalysators aufbaut, und daß ein Kompromiß bei der
Verbesserung der Treibstoffkosten vermieden. Darüber hinaus kann das Problem
einer Schwefelvergiftung des mageren bzw. Mager-NOx-Katalysators
nicht auftreten.
-
Auch
obwohl in der obigen Ausführungsform die
Kraftstoffeinspritzventile der verschiedenen Zylinder vom Direkteinspritzungs-Typ
waren, in welchem Treibstoff direkt in die Verbrennungskammer eingespritzt
wird, wäre
es hinsichtlich der nachfolgenden Zylinder möglich, daß Kraftstoff in dem Einlaßhub sogar
in dem Betriebsbereich A einer niedrigen Last und niedrigen Drehzahl
eingespritzt wird, sodaß die Kraftstoffeinspritzventile,
die in den nachfolgenden Zylindern vorgesehen sind, von einem Typ
sein könnten,
wobei Kraftstoff in den Einlaßdurchtritt
durch die Einlaßöffnung eingespritzt
wird.
-
Auch
obwohl es in der obigen Ausführungsform
für den
Strömungsweg
der Frischluft und von Gas so angeordnet war, daß sie durch die Strömungsweg-Umschaltmittel
in Übereinstimmung
damit, ob der Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite
niedriger Last und niedriger Drehzahl war oder der ob der Betriebszustand
in dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last oder der Seite
hoher Drehzahl war, wäre
es auch möglich,
den Strömungsweg
von Frischluft und Gas anzuordnen, um in dem oben genannten Zustand
zu sein, wobei zwei Zylinder durch den gesamten Betriebsbereich
verbunden sind.
-
9 zeigt
die Einstellung von Betriebsbereichen zur Regelung bzw. Steuerung
in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist der Betriebsbereich,
welcher in einen verbundenen Zustand von zwei Zylindern gesetzt
wurde, in eine Vielzahl von Bereichen bzw. Regionen unterteilt und
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder (Verhältnis
der Kraftstoffeinspritzrate in dem Fall der vorangehenden Zylinder
und der Kraftstoffeinspritzrate in dem Fall der nachfolgenden Zylinder) wird
in Übereinstimmung
mit diesen Bereichen geändert.
-
In
dieser Ausführungsform
ist ebenfalls die gesamte Brennkraftmaschine wie in 1 oder 8 konstituiert
bzw. aufgebaut. Auch die Regel- bzw. Steuer- und Antriebssysteme
sind wie in 3 konstituiert bzw. zusammengesetzt
und die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 41,
die in der ECU 40 beinhaltet ist, bestimmt, in welchem
Betriebsbereich sich der Betriebszustand befindet, d.h. ob sich
der Betriebszustand in dem Betriebszustand A auf der Seite niedriger
Last und niedriger Drehzahl oder in dem Betriebszustand B auf der
Seite hoher Last oder hoher Drehzahl befindet, wie dies in 10 gezeigt wird. Jedoch ist er zusätzlich,
wenn in dem Betriebsbereich A befindlich, in welchem der spezielle
Betriebsmodus ausgewählt
ist, angeordnet, um zu bestimmen bzw. festzustellen, ob sich der
Betriebszustand in einem Bereich A1 niedriger Drehzahl, einem Bereich
einer zwischenliegenden Drehzahl bzw. Geschwindigkeit A2 oder einem
Bereich A3 hoher Drehzahl dieses Bereichs A befindet.
-
Auch
regelt bzw. steuert, während
die Regelung bzw. Steuerung in dem speziellen Betriebsmodus ausgeübt wird,
wenn sich der Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite
niedriger Last und niedriger Drehzahl befindet, die Verbrennungszustands-Regel-
bzw. Steuereinrichtung 44, die in der ECU 40 beinhaltet
ist, die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A und 2D)
derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein
mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis
größer als
das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
und stellt in dem Kompressionshub die Einspritzzeitgebung derart
ein, daß eine
Schichtung des Gemischs durch die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird,
und stellt den Zündzeitpunkt
derart ein, daß eine
erzwungene Zündung in
der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Andererseits wird
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B und 2C)
Kraftstoff in bezug auf das verbrannte Gas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt,
welches von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, und die
Kraftstoffeinspritzrate wird derart geregelt bzw. gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im
wesentlichen das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, und auch der Zündzeitpunkt
wird derart eingestellt, daß Kraftstoff
in dem Einlaßhub
eingespritzt wird und eine erzwungene Zündung deaktiviert wird, um
eine Kompressions-Selbstzündung
durchzuführen.
-
Darüber hinaus
wird in diesem Betriebsbereich A das Verhältnis der Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D)
und der Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder
(zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C) in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand derart geändert, daß eine Kompressions-Selbstzündung zufriedenstellend
in den nachfolgenden Zylindern durchgeführt wird, während die Summe der Kraftstoffeinspritzraten
in bezug auf beide der Paare von Zylindern auf eine Rate eingestellt
wird, bei welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Rate
einer Einbringung von Luft in die vorangehenden Zylinder ist.
-
Besonders
ist es in dem Bereich A2 einer zwischenliegenden Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl dieses Betriebsbereichs A angeordnet, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern von der Größenordnung
bzw. Ordnung des Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(λ = ungefähr 2, ausgedrückt in Termen
des Überschußluftverhältnisses λ, wenn A/F ≒ 30) oder
mehr als das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Überschußluftverhältnis λ ist λ > 2) herzustellen, indem
die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden Zylinder
und die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder
im wesentlichen gleich gemacht werden, oder indem die Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder ein wenig größer gemacht
wird. Auch in dem Bereich A1 niedriger Drehzahl dieses Betriebsbereichs
A ist es angeordnet bzw. ausgebildet, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern weniger als das Doppelte
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(das Luftüberschußverhältnis λ ist 1 < λ < 2), beispielsweise
A/F ≒ 25,
herzustellen, indem die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die
vorangehenden Zylinder mehr als die Kraftstoffeinspritzrate in bezug
auf die nachfolgenden Zylinder gemacht wird. Und in dem Bereich
A3 hoher Drehzahl von diesem Betriebsbereich A ist es angeordnet,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
während
einer Verbrennung in den vorangehenden Zylindern weniger als das
Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (das
Luftüberschußverhältnis λ ist 1 < λ < 2), beispielsweise
A/F ≒ 25
zu machen, indem die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder mehr als die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder gemacht wird.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
beschrieben werden.
-
In
einer Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird auch in dem Betriebsbereich A niedriger Last und niedriger
Drehzahl die Vorrichtung in den speziellen Betriebsmodus versetzt,
in welchem eine Verbrennung in dem verbundenen Zustand der zwei
Zylinder bewirkt wird, und in dem Betriebsbereich hoher Last oder
hoher Drehzahl wird die Vorrichtung in den gewöhnlichen Betriebsmodus versetzt,
in welchem eine Verbrennung durchgeführt wird, wobei die Einlaßöffnungen
und Auslaßöffnungen
der jeweiligen Zylinder in einem unabhängigen Zustand sind. Somit
wird in dem speziellen Betriebsmodus eine Verbrennung in den vorangehenden
Zylindern mit einem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt, während in
den nachfolgenden Zylindern eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird.
-
Insbesondere
in dem speziellen Betriebsmodus kann eine Kompressions-Selbstzündung effektiv bzw.
wirksam über
einen weiten Betriebsbereich durchgeführt werden, indem das Verhältnis der
Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden Zylinder
(ersten und vierten Zylinder 2A und 2D) und die Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C) wie
in oben beschrieben, in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand eingestellt wird.
-
D.h.,
in dem Bereich A1 niedriger Drehzahl des Betriebsbereichs A, in
welchem der spezielle Betriebsmodus ausgeführt wird, wird grundsätzlich ein Zustand
erhalten, in welchem die Temperatur in der Verbrennungskammer niedriger
ist als in dem Fall der Bereich A2 und A3 einer zwischenliegenden
und hohen Drehzahl, sodaß eine
Kompressions-Selbstzündung schwierig
ist auszuführen,
jedoch in dem Bereich A1 niedriger Drehzahl wird eine Regelung bzw. Steuerung
derart ausgeübt,
daß das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder ein Wert von weniger als dem Doppelten
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist, indem die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder größer gemacht
wird als jene der nachfolgenden Zylinder, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern eingestellt wird, um
im wesentlichen das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein, sodaß im
Vergleich mit dem Fall, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder gemacht wird, um das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein (d.h. der Fall, wo die Einspritzraten der vorangehenden
Zylinder und nachfolgenden Zylinder die gleichen sind), die Temperatur
des Gases, das in die nachfolgenden Zylinder von den vorangehenden
Zylinder zugeführt bzw.
eingespeist wird, erhöht
wird. Als ein Ergebnis wird eine Kompressions-Selbstzündung effektiv sogar in dem
Bereich A1 niedriger Drehzahl durchgeführt.
-
Auch
in dem Bereich A3 hoher Drehzahl des Betriebsbereichs A, der in
den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, würde ein exzessiver bzw. übermäßiger Anstieg
der Verbrennungstemperatur dazu neigen, ein Klopfen zu erzeugen,
jedoch wird auch in diesem Bereich die Einspritzrate in bezug auf die
vorangehenden Zylinder größer gemacht
als jene in bezug auf die nachfolgenden Zylinder, sodaß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder ge regelt bzw. gesteuert wird, um einen Wert
kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein. Auf diese Weise wird, obwohl die Temperatur des Gases,
das in die nachfolgenden Zylinder eingebracht wird, im Vergleich
mit dem Fall ansteigt, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder gemacht bzw. veranlaßt wird, um das Doppelte des
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein (d.h. der Fall, wo die Einspritzraten der vorangehenden
Zylinder und nachfolgenden Zylinder die gleichen sind), hergestellt
ist, der Betrag der verbrannten Gasbestandteile entsprechend EGR
in dem Gas, das in die nachfolgenden Zylinder eingebracht wird,
erhöht
und die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder
wird klein. Als ein Ergebnis wird die Energie, die durch eine Verbrennung
in den nachfolgenden Zylindern erzeugt wird, klein, so daß ein Klopfen
unterdrückt
wird.
-
Somit
ist, obwohl, wenn durch ein Ausbilden dieser Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die vorangehenden Zylinder größer als jene in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden Zylinder
geregelt bzw. so gesteuert ist, um ein Wert kleiner als das Doppelte
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein, dies in bezug auf eine Kompressions-Selbstzündung und eine Klopfverhinderung
im Vergleich mit dem Fall vorteilhaft ist, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden
Zylinder gemacht wird, um das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein (d.h. der Fall, wo die Einspritzraten der vorangehenden
Zylinder und der nachfolgenden Zylinder die gleichen sind), es andererseits
etwas nachteilhaft in bezug auf ein Erreichen verbesserter Kraftstoffkosten
durch eine schicht geladene Magerverbrennung in den vorangehenden
Zylindern und in bezug auf ein Drehmomentgleichgewicht bzw. einen Drehmomentausgleich
zwischen den vorangehenden und nachfolgenden Zylindern. Dementsprechend
wird in dem Bereich A2 einer zwischenliegenden Drehzahl, in welchem
eine Kompressions-Selbstzündung
der nachfolgenden Zylinder leicht durch den speziellen Betriebsmodus
erzeugt wird und ein Klopfen unwahrscheinlich ist, die Kraftstoffeinspritzrate
so geregelt bzw. gesteuert, um einen Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
der vorangehenden Zylinder von im wesentlichen dem Doppelten des
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu oder einen Wert größer als
diesen zu erzeugen, um so vorteilhaft in bezug auf eine Verbesserung
von Treibstoffkosten und ein Drehmomentgleichgewicht bzw. einen
Drehmomentausgleich zu sein.
-
Es
sollte beachtet werden, daß,
obwohl in dem in 9 gezeigten Beispiel der Betriebsbereich A,
der in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, in einen Bereich
A1 niedriger Drehzahl, einen Bereich A2 zwischenliegender Drehzahl
und einen Bereich A3 hoher Drehzahl unterteilt wurde und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder (d.h. das Verhältnis der Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die vorangehenden Zylinder und die Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder) in diesen Bereichen A1,
A2 und A3 geändert wurde,
es auch möglich
wäre, wie
dies in 10 gezeigt wird, den Betriebsbereich
A, der in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, in einen
Bereich A11 niedriger Last, einen Bereich A12 zwischenliegender
Last und einen Bereich A13 hoher Last zu unterteilen. In diesem
Fall wird eine Regelung bzw. Steuerung der Kraftstoffeinspritzrate
derart durchgeführt,
daß in
dem oben erwähnten
Bereich A12 zwischenliegender Last das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder gemacht bzw. ausgebildet wird, um ein Wert
von im wesentlichen dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder ein Wert größer als
dieser zu sein, während
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder in dem Bereich A11 niedriger Last und dem
Bereich A13 hoher Last gemacht wird, um ein Wert weniger als das
Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(beispielsweise A/F ≒ 25)
zu sein.
-
Alternativ
kann, wie in 11 gezeigt, in dem Bereich
A20 zwischenliegender Last des Betriebsbereichs A, der in den speziellen
Betriebsmodus versetzt wurde, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden
Zylinder auf einen Wert geregelt bzw. gesteuert werden, der im wesentlichen
das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist oder größer als
dieses ist, und in den anderen Betriebsbereich kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder auf einen Wert geregelt bzw. gesteuert werden,
welcher kleiner als das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist.
-
In
diesen Beispielen wird auch in dem Bereich niedriger Last usw. des
Betriebsbereichs A, der in den speziellen Betriebsmodus versetzt
wurde, in welchem die Temperatur in der Verbrennungskammer vergleichsweise
niedrig ist, eine Kompressions-Selbstzündung aufgrund des Anstiegs
der Temperatur des Gases möglich,
das in die nachfolgenden Zylinder von den vorangehenden Zylindern
eingebracht wird, und ein Klopfen wird aufgrund der reduzierten
Erzeugung von Energie in den nachfolgenden Zylindern in dem Hochlastbereich
usw. unterdrückt, wo
es für
ein Klopfen wahrscheinlich ist aufzutreten; ein Zustand wird auch
erzeugt, der vorteilhaft in bezug auf eine Verbesserung der Treibstoffkosten
und einen Drehmomentausgleich in dem Bereich A12 zwischenliegender
Last oder Bereich A20 zwischenliegender Drehzahl und zwischenliegender
Last ist.
-
Obwohl
in den in 9, 10 und 11 oben gezeigten Beispielen in einer Vielzahl
von Betriebsbereichen in einem Betriebszustand A, der in den speziellen
Betriebsmodus versetzt wurde, es angeordnet bzw. ausgebildet war,
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder zwischen einem Wert von im wesentlichen dem
Doppelten des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder größer als
diesem und einem Wert kleiner als diesem umzuschalten bzw. zu wechseln,
könnte es
angeordnet sein, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden Zylinder
progressiv bzw. zunehmend in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand zu ändern,
während
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
gehalten wird.
-
In
diesem Fall wird in wenigstens einem Bereich bzw. einer Region niedriger
Last des Betriebsbereichs A das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer Verbrennung in
den vorangehenden Zylindern kleiner gemacht, wenn die Last kleiner
wird. Alternativ wird in wenigstens einem Bereich niedriger Drehzahl
des Betriebsbereichs A das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer Verbrennung in
den vorangehenden Zylindern kleiner gemacht, wenn die Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl niedriger wird.
-
Beispielsweise
kann, wenn die Wahrscheinlichkeit eines Klopfens auf der Seite hoher
Drehzahl und hoher Last des Betriebsbereichs A, welcher in den speziellen
Betriebsmodus versetzt wurde, durch das Vorsehen von Kühlmitteln
in den zwischen den Zylindern gelegenen Gasdurchtritten 22 reduziert wurde,
wie dies in 12 gezeigt wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder gemacht werden bzw. sein, um ein Wert von
im wesentlichen gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder ein Werts größer als
dieses auf der Seite hoher Drehzahl und hoher Last des Betriebsbereichs
A zu sein, welcher in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde,
und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder kann angeordnet sein, um zu der fetten
Seite geändert
zu werden, wenn die Motordrehzahl oder -last niedriger wird.
-
Auf
diese Weise kann in dem Betriebsbereich A, der in den speziellen
Betriebsmodus versetzt wurde, der Zustand, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung möglich ist,
sichergestellt werden, indem die Temperatur des Gases erhöht wird, das
in die nachfolgenden Zylinder von den vorangehenden Zylindern eingespeist
wird, um so die Tendenz der Temperatur innerhalb der Verbrennungskammer
der nachfolgenden Zylinder zu kompensieren, um niedriger zu werden,
wenn die Motordrehzahl (oder Last) niedriger wird.
-
Auch
kann, wie dies in 13 gezeigt wird, eine Regelung
bzw. Steuerung derart ausgeübt
werden, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden Zylinder
in dem Bereich A20 zwischenliegender Drehzahl und zwischenliegender
Last des Betriebsbereichs A, der in den speziellen Betriebsmodus
versetzt wurde, einen Wert von im wesentlichen dem Doppelten des
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder größer als
dieses zu machen, und zunehmend das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern zu reduzieren, wenn sich
dieser Bereich von der Seite niedriger Drehzahl und niedriger Last (Richtung
des Pfeils a) oder zu der Seite hoher Drehzahl und hoher Last (Richtung
des Pfeils b) entfernt.
-
Auf
diese Weise werden auf der Seite niedriger Drehzahl und niedriger
Last des Betriebsbereichs A, der in den speziellen Betriebsmodus
versetzt ist, ein exzellenter Effekt im Hinblick auf eine Sicherstellung
eines Zustands, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung möglich ist,
und ein exzellenter Effekt im Hinblick auf ein Unterdrücken eines
Klopfens auf der Seite hoher Drehzahl und hoher Last erzielt bzw.
erhalten.
-
Auch
kann es zusätzlich
zur Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand in dem Betriebsbereich A, der in den speziellen Betriebsmodus,
wie oben beschrieben, versetzt wurde, angeordnet sein, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder in Übereinstimmung
mit dem Temperaturzustand der Brennkraftmaschine zu ändern. Beispielsweise
ist es in Fällen,
wo die Brennkraftmaschinen- bzw. Motortemperatur sogar nach einem
Aufwärmen
des Motors niedrig ist (Fälle,
wo die Temperatur des Motorkühlwassers
unter der vorgeschriebenen Temperatur ist), bevorzugt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder weniger als das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
in dem gesamten Bereich in dem Betriebsbereich A zu machen, der
in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde. Auf diese Weise
ist es möglich,
einen Zustand sicherzustellen, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung möglich ist,
indem die Temperatur des Gases erhöht wird, das in die nachfolgenden
Zylinder von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, selbst
wenn die Motortemperatur vergleichsweise niedrig ist.
-
Auch
würde es,
obwohl es in den obigen Beispielen angeordnet ist, eine Verbrennung
durch eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern über
den gesamten Bereich des Betriebsbereichs A durchzuführen, der
in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, auch möglich sein
anzuordnen, eine Verbrennung in den nachfolgenden Zylinder durch
eine erzwungene Zündung
durchzuführen,
indem eine Zündung
unter Verwendung einer Zündkerze 7 in
einer vorgeschriebenen Zündperiode in
einem Teil des Betriebsbereichs A durchgeführt wird, der in den speziellen
Betriebsmodus versetzt wurde, beispielsweise in einem Bereich extrem
niedriger Drehzahl und niedriger Last, wo es für die Temperatur und den Druck
innerhalb der Verbrennungskammer schwierig ist, einen Zustand zu
erreichen, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung möglich ist. Alternativ würde es auch
möglich
anzuordnen, eine Verbrennung durch erzwungene Zündung in den nachfolgenden
Zylindern durchzuführen,
wenn die Brennkraftmaschinentemperatur niedrig ist.
-
14 bis 16 zeigen
eine Regelung bzw. Steuerung von Einlaß/Auslaß und Verbrennung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
In
dieser Ausführungsform
ist ebenfalls der Motor bzw. die Brennkraftmaschine als Ganzes konstituiert
bzw. aufgebaut, wie dies in 1 oder 8 gezeigt
wird. Auch ist das Regel- bzw. Steuer/Antriebssystem wie in 3 konstituiert
und die Betriebszustands-Identifizierungs vorrichtung 41,
die in der ECU 40 beinhaltet ist, bestimmt, ob der Betriebszustand
in dem Betriebsbereich A auf der Seite niedriger Last und niedriger
Drehzahl, wie in 14 gezeigt, oder in dem Betriebsbereich
B der Seite hoher Last oder hoher Drehzahl ist. Jedoch wird zusätzlich, wenn
der Betriebszustand in dem Teillastbereich A ist, in welchem der
spezielle Betriebsmodus ausgewählt
ist, eine Funktion zum Bestimmen vorgesehen, ob er in dem Bereich
A102 der Seite hoher Last dieses Bereichs A oder dem Bereich anders
als diesem ist, d.h. dem Bereich A101 der Seite niedriger Last dieses
Teillastbereichs A.
-
Auch
regelt bzw. steuert, wenn sich der Betriebszustand in dem Betriebsbereich
A auf der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl befindet,
die Verbrennungszustands-Regel-
bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller 44, die (der)
in der ECU 40 enthalten ist, die Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D),
indem eine Regelung bzw. Steuerung in dem speziellen Betriebsmodus
derart ausgeübt wird,
um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
machen, und stellt den Einspritzzeitpunkt in dem Kompressionshub
derart ein, daß die
Schichtung des Gemischs durch die Kraftstoffeinspritzung erzeugt
wird, und stellt den Zündzeitpunkt
derart ein, daß eine
erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Andererseits führt sie
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C)
Kraftstoff in bezug auf das verbrannte Gas eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu, das von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, und regelt
bzw. steuert die Kraftstoffeinspritzrate derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im
wesentlichen das stöchiometrische
Verhältnis
ist und stellt den Einspritzzeitpunkt derart ein, daß Kraftstoff
in dem Einlaß-
bzw. Ansaughub eingespritzt wird, und deaktiviert eine erzwungene
Zündung,
sodaß eine
Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird.
-
Auch
wird in dem Bereich A101 der Seite niedriger Last des Betriebsbereichs
A, in welchem die Regelung bzw. Steuerung des oben erwähnten speziellen
Betriebsmodus ausgeführt
wird, wie dies in 15 durch die durchgezogenen
Linie gezeigt wird, der Einspritzzeitpunkt derart eingestellt, das Kraftstoff
in dem Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingespritzt
wird, und in dem Bereich A2 der Seite hoher Last des Betriebsbereichs
A wird der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C auf die letzte Hälfte des
Kompressionshubs der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingestellt,
d.h. zu einem Zeitpunkt nahe dem oberen Totpunkt der Kompression
PTDC, wie dies durch die unterbrochene Linie in 15 gezeigt wird, indem der Einspritzzeitpunkt
des Kraftstoffs im Vergleich mit dem oben erwähnten Bereich A1 der Seite niedriger
Last verzögert
wird. In 5 zeigen die Zeitpunkte, die
durch die Symbole T31, T32b, T31b und T32 jeweils angezeigt werden,
die Ventilöffnungsperioden
des Einlaßventils 31,
zweiten Auslaßventils 32b,
zweiten Einlaßventils 31b und
Auslaßventils 32 an.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
beschrieben werden.
-
In
der Vorrichtung auch in dieser Ausführungsform wird in dem Betriebsbereich
A niedriger Last und niedriger Last die Vorrichtung in den speziellen
Betriebsmodus versetzt, in welchem eine Verbrennung in dem Zustand
zweier verbundener Zylinder bewirkt wird, und in dem Betriebszustand
auf der Seite hoher Last oder Seite hoher Drehzahl wird die Vorrichtung
in den gewöhnlichen
Betriebsmodus versetzt, in welchem eine Verbrennung bewirkt wird,
wobei die Einlaßöffnungen
und Auslaßöffnungen
der jeweiligen Zylinder in einen unabhängigen Zustand versetzt sind.
Auch wird in dem speziellen Betriebsmodus eine Verbrennung in den
vorangehenden Zylindern mit einem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt, während in
den nachfolgenden Zylindern eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird.
-
Auch
ist es in dem Betriebs- bzw. Betätigungsbereich
A, in welchem eine Regelung bzw. Steuerung in Übereinstimmung mit dem speziellen Betriebsmodus
durchgeführt
wird, wie dies oben beschrieben ist, indem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in
bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C, wie oben
beschrieben, in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand eingestellt wird, möglich sicherzustellen, daß eine Kompressions-Selbstzündung effektiv über einen
weiten Betriebsbereich ohne ein Auftreten eines Klopfens durchgeführt werden
kann.
-
Besonders
werden, obwohl in dem Bereich A101 der Seite niedriger Drehzahl
des Betriebsbereichs A, der in den speziellen Betriebesmodus, wie oben
beschrieben, versetzt wurde, die Zustände bzw. Bedingungen derart
sind, daß eine
Kompressions-Selbstzündung
schwieriger zu erzielen ist als in dem Fall des Bereichs A102 der
Seite hoher Last, durch ein Einstellen des Zündzeitpunkts des Kraftstoffs
auf einen gewissen Punkt während
des Einlaßhubs,
wie oben beschrieben, dieser Kraftstoff und Luft (verbranntes Gas
von magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
ist) sorgfältig
vermischt, sodaß eine
Brennbarkeit gefördert
wird, mit dem Ergebnis, daß eine
Kompressions-Selbstzündung
effektiv sogar in dem Bereich A101 niedriger Geschwindigkeit bzw.
Drehzahl durchgeführt
werden kann.
-
Auch
tendiert, obwohl in dem Bereich A102 der Seite hoher Last des Betriebsbereichs
A, der in den oben erwähnten
speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, eine Kompressions-Selbstzündung leicht
aufgrund der höheren
Temperatur der Verbrennungskammer auftritt als in dem Bereich A101
der Seite niedriger Last, andererseits ein Klopfen der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C zum Auftreten, sodaß durch
ein Verzögern
des Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs, wie oben beschrieben, in
einer Periode nahe dem oberen Totpunkt der Kompression PTDC eine
Kompressions-Selbstzündung
nicht durchgeführt
wird, bis das Gemisch sorgfältig
nach einer Kraftstoffeinspitzung aktiviert wurde, sodaß ein Auftreten
von Klopfen, in welchem eine Selbstzündung des Gemischs vor einem
Verbreiten der Flamme durch das Innere der Verbrennungskammer auftritt, verhindert
wird.
-
Somit
ist es in dem Betriebsbereich A, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird, wenn
gefunden wird, daß ein
Betriebszustand erhalten wird, in welchem ein Klopfen leicht auftreten kann,
d.h. der Betriebszustand des Bereichs A102 der Seite hoher Last,
wie oben beschrieben, angeordnet, eine Aktivierung des Gemischs
durch ein relatives Verzögern
des Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C zu unterdrücken, sodaß ein Klopfen, welches aufgrund
einer über mäßigen Leichtigkeit
einer Zündung des
Gemischs auftritt, effektiv verhindert werden kann. Darüber hinaus
wird in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C, wenn gefunden
wird, daß ein
Betriebszustand erhalten wird, in welchem ein Klopfen unwahrscheinlich
ist, d.h. daß der
Betriebszustand der Region A101 der Seite niedriger Last, die oben
beschrieben wurde, erhalten wird bzw. gilt, eine Aktivierung des
Gemischs durch ein relatives Vorsetzen bzw. Vorverlegen des Zündzeitpunkts
des Kraftstoffs in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gefördert, sodaß ein Fehlzünden in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C effektiv verhindert
wird und eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung zuverlässig durchgeführt werden
kann. Auf diese Weise werden die Vorteile erhalten, daß der Wärmewirkungsgrad
der Brennkraftmaschine verbessert wird und daß die Ausgangsleistung der
Brennkraftmaschine vollständig
garantiert werden kann.
-
Insbesondere
wird, wenn ein Betriebszustand erhalten wird, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist, in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C aufzutreten,
wie in der obige Ausführungsform
gezeigt, wenn der Zündzeitpunkt
des Kraftstoffs in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in
die letztere Hälfe
des Kompressionshubs eingestellt wird, eine Aktivierung des Gemischs
effektiv unterdrückt, wodurch
es möglich
gemacht wird, zuverlässig
ein Auftreten eines Klopfens, wie oben beschrieben, zu unterdrücken.
-
Es
sollte beachtet werden, daß,
wenn gefunden wird, daß ein
Betriebszustand erhalten wird, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist aufzutreten, d.h. der Betriebszustand des Betriebsbereichs A102
der Seite hoher Last in dem Betriebsbereich A, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C durchgeführt wird, wie dies in 16 gezeigt wird, es angeordnet sein kann, um den
Kraftstoff in aufgeteilter Weise in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C einzuspritzen
und den letzteren Einspritzzeitpunkt 52 des Kraftstoffs
in diesem aufgeteilten Einspritzzeitpunkt in die letztere Hälfte der
Kompression einzustellen. Durch ein Annehmen einer derartigen Anordnung
wird der Vorteil dadurch erhalten, daß ein Auftreten eines Klopfens effektiv
verhindert werden kann, indem das Mischen von Kraftstoff entsprechend
der Einspritzung der letzteren Periode unterdrückt wird, der in der letzteren Einspritzperiode
F2 mit Luft zu einem geeigneten Ausmaß eingespritzt wird, während eine
Brennbarkeit aufrecht erhalten wird, indem der Kraftstoff entsprechend
der früheren
Einspritzperiode F1 der oben erwähnten
unterteilten Einspritzzeit, d.h. der vorangehenden Einspritzperiode
gemischt wird, die während
des Verlaufs des Einlaßhubs
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingespritzt
wurde.
-
Auch
kann es angeordnet sein, daß in
dem Betriebsbereich A der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
wo eine Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird,
die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines Klopfens in Übereinstimmung
mit der Motorlast usw. bestimmt wird, und die letztere Einspritzperiode F2
in dem oben angeführten
unterteilten Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert wird,
um sich so näher
dem oberen Totpunkt der Kompression anzunähern, wenn bzw. da die Wahrscheinlichkeit
eines Auftreten eines derartigen Klopfens höher wird. Wenn es auf diese
Weise für
die spätere
Einspritzperiode F2 angeordnet ist, um in Übereinstimmung mit der Wahrscheinlichkeit
eines Auftretens eines Klopfens verändert zu werden, ist es möglich, effektiv
ein Auftreten eines Klopfen auf der Hochlastseite der Brennkraftmaschine
zu verhindern, wo die Temperatur in der Verbrennungskammer dazu
neigt bzw. tendiert höher
zu sein, während
effektiv ein Auftreten einer Fehlzündung auf der Niederlastseite
des Motors verhindert wird, wo die Temperatur in der Verbrennungskammer
dazu neigt niedriger zu sein.
-
Darüber hinaus
kann es angeordnet sein, daß in
dem Betriebsbereich A, wo eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird,
wenn ein Betriebszustand erhalten wird, in welchem es für ein Klopfen
wahrscheinlich ist aufzutreten, der Kraftstoff in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C auf unterteilte Weise eingespritzt
wird und der Betrag bzw. das Ausmaß der letzteren Einspritzperiode
des Kraftstoffs in dieser unterteilten Einspritzung auf einen Wert
eingestellt ist, der größer als
der Betrag einer Einspritzung in der ersteren Periode davon ist.
Diese Anordnung weist den Vorteil auf, daß, wenn in dem Bereich, wo
eine Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern durchgeführt wird, gefunden wird, daß der Betriebszustand
derart ist, daß es
für ein
Klopfen wahrscheinlich ist, aufgrund beispielsweise einer hohen Temperatur
innerhalb der Verbrennungskammern der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C aufzutreten,
wird eine Aktivierung des Gemischs in dem Betriebsbereich A2, wo
die Wahrscheinlichkeit eines Klopfens hoch ist, effektiv unterdrückt wird,
indem das Ausmaß einer
Kraftstoffeinspritzung in der letzteren Periode der unterteilten
Einspritzung der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C auf
einen größeren Wert
eingestellt wird als der Betrag einer Kraftstoffeinspritzung in
der vorangehenden Periode davon, sodaß ein Auftreten eines Klopfens
dadurch zuverlässiger
verhindert werden kann.
-
Auch
in dem Betriebsbereich A, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird,
wird vorzugsweise die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines
Klopfens bestimmt und das Verhältnis
der letzteren Einspritzperiodenmenge in bezug auf die Gesamteinspritzmenge
des Kraftstoffs, der in die nachfolgenden Zylinder eingespritzt
wird, wird verändert, um
so anzusteigen, wenn bzw. da die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens
eines derartigen Klopfens höher
wird. Mit einer derartigen Konstruktion wird in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C, wenn sie angeordnet ist,
damit der letztere Einspritzperiodenbetrag von Kraftstoff in Übereinstimmung
mit der Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines Klopfens geändert wird,
der Vorteil erzielt, daß ein
Auftreten eines Klopfens effektiv auf der Hochlastseite bzw. Seite
hoher Last des Motors verhindert werden kann, wo die Temperatur
in der Verbrennungskammer dazu neigt, hoch zu werden, während auch
effektiv ein Auftreten einer Fehlzündung auf der Niederlastseite
bzw. Seite niederer Last des Motors verhindert wird, wo die Temperatur
in der Verbrennungskammer dazu neigt, niedrig zu werden.
-
Auch
ist in der obigen Ausführungsform
in dem Betriebsbereich A, wobei eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird,
die Konstruktion derart, daß,
wenn sich die Brennkraftmaschine in dem Betriebsbereich A2 hoher
Last befindet, es bestimmt ist bzw. wird, daß der Motor bzw. die Brennkraftmaschine
in einem Zustand ist, in welchem es für ein Klopfen wahr scheinlich
ist aufzutreten, sodaß es
leicht und geeignet in Übereinstimmung
mit der Motorlast bestimmt werden kann, ob die Temperatur in den
Verbrennungskammern der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C dazu
neigt, hoch zu werden oder nicht. Es kann deshalb genau aus der
Motorlast bestimmt werden, ob sich der Motor in einem Betriebszustand
befindet oder nicht, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist, in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C aufzutreten,
und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C kann geeignet in Übereinstimmung
mit dem Resultat dieser Bestimmung geregelt bzw. gesteuert werden.
-
Es
sollte beachtet werden, daß Bestimmungsmittel
zum Bestimmen des Oktanwerts des eingesetzten Kraftstoffs vorgesehen
sein könnten, sodaß in Übereinstimmung
mit dem Resultat der Bestimmung durch diese Bestimmungsmittel bestimmt bzw.
ermittelt werden kann, ob sich der Motor in einem Zustand befindet,
in welchem es für
ein Klopfen wahrscheinlich ist, in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C aufzutreten.
D.h., da es für
ein Klopfen wahrscheinlicher ist aufzutreten, wenn der Oktanwert
des eingesetzten Kraftstoffs niedriger ist, kann geschlossen werden,
daß sich
der Motor in einem Betriebszustand befindet, in welchem es für ein Klopfen
wahrscheinlich ist, in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C aufzutreten, wenn diese Bestimmungsmittel
ermitteln, daß Kraftstoff
eines niedrigen Oktanwerts eingesetzt wird; der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C kann
dann geeignet in Übereinstimmung
mit dem Resultat dieser Bestimmung geregelt bzw. gesteuert werden.
-
Auch
ist es in dem Betriebsbereich A, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird, wenn
sich der Motor in einem Betriebszustand befindet, in welchem es
für ein
Klopfen wahrscheinlich ist aufzutreten, wünschenswert, eine Konstruktion
anzuwenden, in welcher einen Wirbel erzeugende Mittel vorgesehen
sind, die eine Verwirbelung derart erzeugen, daß eine hohe Intensität an Turbulenz
in der letzteren Hälfte
des Kompressionshubs aufrecht erhalten wird. Mit einer derartigen
Konstruktion in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C kann, wenn sich der Motor in einem
Betriebszustand befindet, in welchem es für ein Klopfen wahrscheinlich
ist aufzutreten, eine Verbesserung des Abfalls in der Brennbarkeit,
die durch ein Verzögern
des Einspritzzeitpunkts des Kraftstoffs verursacht wird, durch die
Verwirbelung erzielt werden, die durch diese einen Wirbel erzeugenden
Mittel erzeugt wird. Es gibt deshalb den Vorteil, daß der Nutzen
einer Verbesserung einer Brennbarkeit, der durch ein Aufrechterhalten
einer hohen Intensität
an Turbulenz in der letzteren Hälfte
des Kompressionshubs aufgrund dieser Verwirbelung erzeugt wird,
und der Nutzen einer Unterdrückung
eines Klopfens aufgrund der Tatsache, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder verzögert wurde, um sich so näher an den
oberen Totpunkt der Kompression anzunähern usw., zur selben Zeit erzielt
werden können.
-
Beispielsweise
ist, wie in 17 gezeigt, der vordere Endabschnitt
des Gasdurchtritts 22 zwischen den Zylindern, d.h. die
stromabwärtige
Seite des Gasdurchtritts 22 zwischen den Zylindern, die
mit der zweiten Einlaßöffnung 11b der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C verbunden ist, so angeordnet,
um in der tangentialen Richtung des Zylinders der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C in einer Draufsicht gerichtet zu
sein. Somit wird im Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C das verbrannte
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D in die Gasdurchtritte 22 zwischen
den Zylindern eingebracht, indem die zweite Auslaßöffnung 12b der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D geöffnet wird,
und verbranntes Gas wird in die Verbrennungskammern der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C entlang der tangentialen Richtungen
davon (Richtung des Pfeils b in 17)
von dem oben erwähnten
Gasdurchtritt 22 zwischen den Zylindern durch ein Öffnen der
zweiten Einlaßöffnungen 11b der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht, wodurch
eine Erzeugung eines Wirbels in den Verbrennungskammern der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C ermöglicht wird, und die Intensität der Turbulenz
dieses Wirbels auf einem hohen Niveau in der letzteren Hälfte des
Kompressionshubs aufrecht erhalten wird. Eine Brennbarkeit in den
nachfolgenden Zylindern 2B, 2C kann dadurch effektiv
verbessert werden.
-
18 und 19 zeigen
eine Einlaß-,
Auslaß-
und Verbrennungs-Regelung bzw. -Steuerung in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand
in noch einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
In
dieser Ausführungsform
ist der Motor ebenfalls als Ganzes konstruiert, wie dies in 1 oder 8 gezeigt
wird. Auch ist das Regel- bzw. Steuer/Antriebssystem konstruiert,
wie dies in 3 gezeigt wird, in welcher
die Betriebszustands-Bestimmungsmittel 41, die in der ECU 40 enthalten sind,
bestimmen, in welchem Bereich sich der Betriebszustand des Betriebsbereich
A auf der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl, der in 18 gezeigt ist, (Betriebsbereich, in welchem der
spezielle Betriebsmodus ausgewählt
ist) und dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last oder hoher
Drehzahl befindet (Betriebszustand, in welchem der gewöhnliche
Betriebsmodus ausgewählt
ist). Jedoch ist er zusätzlich,
wenn die Brennkraftmaschine in dem Betriebsbereich A ist, in welchem
der spezielle Betriebsmodus ausgewählt ist, angeordnet, um von
diesem Bereich A zu bestimmen, ob sich der Motor in einem Bereich
A202 der Seite hoher Last oder einem Bereich A201 auf der Niederlastseite
davon befindet.
-
Auch
regelt bzw. steuert die Verbrennungszustands-Regel- bzw. Steuereinrichtung
bzw. der -Controller 44, die (der) in der ECU 40 enthalten
ist, wenn der Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite
niedriger Last und niedriger Drehzahl als die Regelung bzw. Steuerung
in dem speziellen Betriebsmodus ist, die Kraftstoffeinspritzrate
derart in bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten
Zylinder 2A, 2D), das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird
gemacht, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu sein, das größer als
das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
und in dem Kompressionshub wird ein Einspritzzeitpunkt derart eingestellt, daß eine Schichtung
des Gemischs durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, und
stellt einen Zündzeitpunkt
derart ein, daß eine
erzwungene Zündung in
der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Andererseits wird
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C)
Kraftstoff in bezug auf das verbrannte Gas eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt, das
von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, und die Kraftstoffeinspritzrate
wird derart geregelt bzw. gesteuert, daß im wesentlichen das stöchiometrische
Luft- Kraftstoff-Verhältnis erzeugt
wird und Kraftstoff in den Einlaßhub eingespritzt wird und eine
erzwungene Zündung
deaktiviert wird, sodaß eine
Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt wird.
-
Darüber hinaus
wird in dem obigen Betriebsbereich A die Summe der Kraftstoffeinspritzraten
in bezug auf Paare von Zylindern, die einen vorangehenden Zylinder
und einen nachfolgenden Zylinder umfassen, auf eine Rate derart
eingestellt, um das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in bezug auf die -Rate einer Frischlufteinbringung in den vorangehenden
Zylinder herzustellen, und das Verhältnis der Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder) 2A und 2D und
die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder
(zweiten und dritten Zylinder) 2B und 2C wird
in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand derart geregelt bzw. gesteuert, daß eine Kompressions-Selbstzündung vollständig zufriedenstellend
durchgeführt
wird, während
ein Auftreten eines Klopfens in den nachfolgenden Zylindern verhindert
wird.
-
Besonders
wird in dem Bereich A201 der Seite niedriger Last des Betriebsbereichs
A, in dem die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D und die Kraftstoffeinspritzrate
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C im wesentlichen
gleich gemacht wird oder indem die Kraftstoffeinspritzrate der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C ein wenig größer gemacht wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D etwa
das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(A/F ≒ 30,
d.h. λ =
etwa 2, ausgedrückt
in Termen eines Luftüber schußverhältnisses λ) oder mehr
als das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(Luftüberschußverhältnis λ ist λ > 2). Als ein Ergebnis
wird in dem Bereich A201 auf der oben genannten Niederlastseite,
in welcher eine Fehlzündung
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C dazu neigt,
wahrscheinlich aufgrund der auf einen relativ niedrigen Wert aufgrund
der niederen Motorlast eingestellten Gesamtkraftstoffeinspritzrate aufzutreten,
eine Einstellung der Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C auf einen übermäßig niedrigen Wert verhindert
und ein Auftreten der oben erwähnten
Fehlzündung
wird dadurch verhindert.
-
In
diesem Zusammenhang wird in dem Bereich A202 der Seite einer hohen
Last des oben erwähnten
Betriebsbereichs A eine Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern weniger als das Doppelte des
stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist
(das Luftüberschußverhältnis λ ist 1 < λ < 2), beispielsweise
derart, daß A/F ≒ 25, indem
die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D mehr
als die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gemacht wird;
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder 2A, 2D wird dadurch
relativ fetter gemacht als in dem Bereich A1 als auf der Niederlastseite.
Als ein Ergebnis wird in dem oben erwähnten Bereich A202 auf der
Seite hoher Last, wo die Temperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C übermäßig hoch
aufgrund der Gesamtkraftstoffeinspritzrate wird, die auf einen relativ
hohen Pegel aufgrund der hohen Motorlast eingestellt ist, und entsprechend dazu
ein Klopfen dazu neigt, in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C aufzutreten,
ein Auftreten des oben genannten Klopfens durch den EGR-Effekt durch Einbringung
eines großen
Anteils an verbranntem Gas zu den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C verhindert.
-
Auch
in dem Bereich A2 der Seite hoher Last des Betriebsbereichs A besteht,
wie oben beschrieben, wenn die Kraftstoffeinspritzrate in bezug
auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D größer als
die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingestellt
ist, eine Gefahr, daß eine
Implementierung der oben genannten speziellen Betriebsmodus-Regelung
bzw. -Steuerung unmöglich werden
kann, da es unmöglich
wird, den in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingespritzten
Kraftstoff zu verbrennen aufgrund eines Absenkens der Sauerstoffkonzentration
in dem verbrannten Gas zu verbrennen, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
ist. Folglich wird in dem Bereich A2 der Seite hoher Last des oben
genannten Betriebsbereichs A eine Regelung bzw. Steuerung derart
ausgeübt
bzw. ausgeführt,
um Frischluft in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zusätzlich zu
dem verbrannten Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wird, durch ein zeitweiliges Öffnen
eines Frischlufteinbringungs-Einlaßventils (erstes Einlaßventil 31a)
einzubringen, um Frischluft in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C einzubringen.
-
D.h.,
in dem Bereich A2 der Seite hoher Last des oben genannten Betriebsbereichs
A wird nach einem Öffnen
des ersten Einlaßventils 31a in
der Nähe des
oberen Totpunkts des Einlasses der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C dieses
zweite Einlaßventil 31a in den
geschlossenen Zustand während
des Ablaufs des nachfolgenden Einlaßhubs der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C versetzt.
Weiters wird das Einbringungsventil für verbranntes Gas (zweites
Einlaßventil 31b)
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in geschlossenem
Zustand, bis unmittelbar vor dem Versetzen des ersten Einlaßventils 31a in
den geschlossenen Zustand gehalten; nur dann wird das verbrannte
Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, D eingebracht
wurde, in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht,
indem das Einbringungsventil für
verbranntes Gas geöffnet
wird.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb bzw. die Betätigung
einer Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben werden.
-
In
der Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird auch in dem Betriebsbereich A von niedriger Last und niedriger
Drehzahl der spezielle Betriebsmodus erzeugt, indem eine Verbrennung
in dem Zustand zweier verbundener Zylinder durchgeführt wird,
und in dem Betriebsbereich auf der Seite hoher Last oder Seite hoher
Drehzahl wird ein gewöhnlicher
Betriebsmodus erzeugt, indem eine Verbrennung in einem Zustand durchgeführt wird,
wobei die Einlaßöffnungen
und Auslaßöffnungen
der verschiedenen Zylinder unabhängig
gemacht sind. Somit wird, wenn in dem speziellen Betriebsmodus befindlich,
eine Verbrennung in den vorangehenden Zylindern mit einem super-mageren
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
durchgeführt,
während
in den nachfolgenden Zylindern eine Verbrennung durch eine Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird.
-
Insbesondere
kann eine Kompressions-Selbstzündung
geeignet über
einen weiten Betriebsbereich ausgeführt werden, indem, wie oben beschrieben,
das Verhältnis
der Rate an Kraftstoffeinspritzung in bezug auf die vorangehenden
Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D)
und der Rate an Kraftstoffeinspritzung in bezug auf die nachfolgenden Zylinder
(zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C in dem speziellen
Betriebsmodus in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand eingestellt wird.
-
D.h.
in dem Bereich bzw. der Region A202 auf der Hochlastseite des Betriebsbereichs
A, der in den speziellen Betriebsmodus versetzt wurde, wird eine
Regelung bzw. Steuerung derart ausgeübt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D relativ fett gemacht
wird, d.h. derart, daß es
ein Wert von weniger als dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
wird, indem die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D eingestellt wird, um mehr als
in dem Fall des Bereichs A201 auf der Seite niedriger Last zu sein.
Auf diese Weise wird ein Klopfen durch den EGR-Effekt durch eine
Zunahme des Betrags bzw. Ausmaßes
an verbrannten Gasbestandteilen bzw. Bestandteilen des verbrannten
Gases entsprechend dem EGR in dem Gas verhindert, das in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht ist, obgleich die
Temperatur des Gases, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
ist bzw. wird, im Vergleich mit dem Fall erhöht ist, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D gemacht bzw. veranlaßt wird,
um das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu sein (d.h. der Fall, wo die Einspritzraten der vorangehenden
Zylinder und nachfolgenden Zylinder die gleichen sind).
-
Somit
wird, obwohl das Ausmaß an
Frischluft in dem verbrannten Gas, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird bzw. ist, durch ein Einstellen des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D auf einen Wert kleiner als das
Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
in dem oben genannten Bereich A202 der Seite hoher Last eingestellt
ist, in diesem Fall, dank der Anwendung bzw. des Einsatzes einer Konstruktion,
in welcher Frischluft in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zusätzlich zu
dem verbrannten Gas eingebracht wird, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wurde, der Mangel an Frischluft in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C in dem
Bereich A2 der Seite hoher Last eliminiert, und sodaß eine Kompressions-Selbstzündung ordnungsgemäß durchgeführt werden
kann.
-
Spezifisch
wird, wie in 19 gezeigt, die Menge an Frischluft,
die zum Durchführen
einer Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C benötigt wird,
sichergestellt, indem eine Konstruktion angewendet wird, in welcher Frischluft,
die durch den Einlaßdurchtritt 15 und
Verzweigungsdurchtritt 16 zu den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C zugeführt wird,
indem das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil (erste Einlaßventil 31a)
in einen offenen Zustand versetzt wird, während das Einbringungsventil
für verbranntes
Gas (zweites Einlaßventil 31b)
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in einem geschlossenen
Zustand in der Nähe
des oberen Totpunkts des Einlasses (ITDC) der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C aufrecht
erhalten wird. Das verbrannte Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wird, kann dann in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
werden, indem das erste Einlaßventil 31a in
einen geschlossenen Zustand während
des Einlaßhubs
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C versetzt wird
und das zweite Einlaßventil 31b der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in einen offenen Zustand
vor diesen versetzt wird.
-
Wie
oben beschrieben, kann in dem Bereich A202 der Seite hoher Last
in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
A Frischluft von vergleichsweise niedriger Temperatur effizient
in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C vor einer
Einbringung in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C des
verbrannten Gases eingebracht werden, das von den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D entnommen wurde, indem das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil
(erste Einlaßventil 31a)
in einen offenen Zustand in der Nähe des oberen Totpunkts (ITDC)
des Einlasses der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C versetzt
wird. Darüber
hinaus kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C daran gehindert werden mager zu
werden, aufgrund der Einbringung von Frischluft in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C in den Bereich A201 niedriger
Last in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
A der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C, in welchem
die Sauerstoffkonzentration in dem verbrannten Gas, das in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht wurde, auf einem ausreichend
hohen Niveau gehalten wurde, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D vergleichsweise
mager gemacht wurde, indem angeordnet wird, daß in dem Bereich A201 der Seite
niedriger Last in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich (Teillastbereich)
A der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil
(erste Einlaßventil 31a)
in einem offenen Zustand gehalten wird.
-
Auch
kann verbranntes Gas, das von den vorgehenden Zylindern 2A, 2C gefördert wurde,
indem eine Einbringung dieser Frischluft nach einem effizienten
Einbringen von Frischluft in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gestoppt
wurde, indem das oben genannte Frischlufteinbringungs-Ein laßventil (erste
Einlaßventil 31a),
welches in dem Bereich A202 der Seite hoher Last in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
A der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C geöffnet war,
in den geschlossenen Zustand während
des Einlaßhubs
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C versetzt wurde,
reibungslos bzw. sanft in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
werden.
-
Darüber hinaus
kann, wenn, wie in der obigen Ausführungsform gezeigt, in dem
Bereich A202 der Seite hoher Last des Kompressions-Selbstzündungsbereichs
A der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C es angeordnet
ist, um das Einbringungsventil für
verbranntes Gas (zweites Einlaßventil 31b)
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C während des
Einlaßhubs
zu öffnen
und das Frischlufteinbringungs-Einlaßventil (erstes Einlaßventil 31a)
vor der Ventilöffnungszeit dieses
Einbringungsventils für
verbranntes Gas (zweites Einlaßventil 31b)
zu öffnen,
beispielsweise in der Nähe
des oberen Totpunkts (ITDC) des Einlasses der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
in dem Hochlastseitenbereich bzw. Bereich A202 der Seite hoher Last
in dem oben genannten Druckselbstzündungsbereich A Frischluft
effizient in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
werden und das verbrannte Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wurde, kann effizient in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
werden, indem das oben genannte Frischlufteinbringungs-Einlaßventil
(erste Einlaßventil 31a)
in den geschlossenen Zustand versetzt wird.
-
Spezifisch
würde,
obwohl, wie dies durch unterbrochene Linie in 19 gezeigt ist, es möglich wäre, das Einbringungsventil
für verbranntes
Gas (zweite Einlaßventil 31b)
in den offenen Zustand in der Nähe
des oberen Tot punkts ITDC des Einlasses der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu
bringen, wenn dies gemacht wird, die Rate einer Einbringung von Frischluft
aufgrund der Frischluft verringert, die von dem Einlaßdurchtritt 15 zugeführt wird,
und des verbranntem Gases, das durch den Gasdurchtritt 22 zwischen
den Zylindern in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wurde, das gleichzeitig eingebracht wird. Es ist deshalb bevorzugt,
es anzuordnen, daß die
Frischluft effizient in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
werden sollte, indem das Einbringungsventil für verbranntes Gas (zweite Einlaßventil 31b)
in geschlossenem Zustand bis zu einem Punkt während des Einlaßhubs der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gehalten wird, wie
dies oben beschrieben ist. Auch gibt es, wenn es angeordnet ist,
daß das
Einbringungsventil für
verbranntes Gas in einem geschlossenen Zustand bis zu einem Punkt während des
Einlaßhubs
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gehalten wird,
den Vorteil, daß eine
Kompressions-Selbstzündung
durch einen Anstieg der internen Temperatur der vorangehenden Zylinder 2A, 2D aufgrund
eines Zunehmens in der Menge an interner EGR in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D erzielt werden kann.
-
Auch
wird, wenn es derart angeordnet ist, daß in dem Bereich A202 der Seite
hoher Last in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich
A der nachfolgenden Zylinder 2A, 2D eine Regelung
bzw. Steuerung so ausgeübt
wird, um das Verhältnis
der Rate einer Einbringung von Frischluft in bezug auf die gesamte
Rate einer Einbringung von Gas in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in
Antwort auf eine Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
der vorangehenden Zylinder 2A, 2D, um mehr als
dieses verglichen mit dem Niederlastseitenbereich bzw. Bereich A201
der Seite niedriger Last anzuheben, der Vorteil erzielt, daß, wenn die
Sauerstoffkonzentration in dem verbrannten Gas, das in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht ist bzw. wird, in
Antwort auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der vorangehenden Zylinder 2A, 2D abfällt, das
eingestellt ist, um vergleichsweise fett in dem Bereich A201 der
Seite hoher Last in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich A der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C zu sein, die Motorausgangsleistung
auf einem vollständig
zufriedenstellenden Niveau gehalten werden kann und das Auftreten
von Klopfen effektiv verhindert werden kann, indem der Anstieg in
der Temperatur in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C unterdrückt wird,
indem geeignet eine Kompressions-Selbstzündung der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch
ein effektives Entfernen bzw. Eliminieren eines Mangels an Frischluft in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C aufgrund dieses
Anhebens des Verhältnisses
der Rate einer Einbringung von Frischluft in bezug auf die Gesamtgaseinbringungsrate
in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchgeführt wird.
-
Auch
wird, wenn es angeordnet bzw. ausgebildet ist, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C derart geregelt
bzw. gesteuert ist bzw. wird, daß die Sauerstoffkonzentration in
dem Abgas, das von den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ausgebracht
wird, wenigstens in dem Kompressions-Selbstzündungsbereich A der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C ein Wert entsprechend dem Verbrennungszustand
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ist, nur verbranntes Gas der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
das mit dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
verbrannt wurde, während
eine Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D mit
einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt wird,
zu dem Abgasdurchtritt 20 ausgebracht. Es gibt deshalb
keinen Bedarf bzw. kein Erfordernis, einen mageren NOx-Katalysator
wie in einer herkömmlichen
Magerverbrennungs-Brennkraftmaschine vorzusehen bzw. zur Verfügung zu
stellen, sodaß eine
Abgasreinigungsleistung vollständig
zufriedenstellend einfach durch einen Dreiwege-Katalysator 24 sichergestellt
werden kann. Somit gibt es, da es kein Erfordernis gibt, einen mageren
bzw. Mager-MOX-Katalysator vorzusehen, kein Erfordernis für eine zeitweilige
Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zum Zweck einer Freisetzung und Reduktion von NOx, wenn sich die
Menge an NOx, die durch den Mager-NOx-Katalysator eingeschlossen
ist, aufbaut, sodaß ein
Kompromiß bei
der Verbesserung der Treibstoffkosten vermieden wird. Darüber hinaus
kann das Problem einer Schwefelvergiftung des Mager-NOx-Katalysators
nicht auftreten.
-
20 zeigt ein Antriebs/Regel- bzw. -Steuersystem
gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform umfaßt die ECU 50 als
ihre funktionellen Elemente eine Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 51,
eine Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 52, Modus-Einstellmittel 53,
eine Ventilstopmechanismus-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 54,
Einlaßluftmengen-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung bzw. einen -Controller 55 und eine
Verbrennungs-Regel- bzw. Steuervorrichtung 56.
-
Die
Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 51 bestimmt,
ob sich der Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite
niedriger Last und niedriger Drehzahl befindet, wie dies in 21 gezeigt wird, oder in dem Betriebsbereich B
auf der Seite hoher Last oder hoher Drehzahl und darüber hinaus,
wenn sich der Betriebzustand in dem speziellen Betriebsmodusbereich
A befindet, bestimmt, ob er sich in dem Betriebsbereich A301 der
Seite niedriger Last, dem Betriebsbereich A302 der Seite zwischenliegender
Last oder dem Betriebsbereich A303 der Seite hoher Last dieses Bereichs
A befindet.
-
Die
Temperaturzustands-Bestimmungsmittel 52 ermitteln den Temperaturzustand
des Motors bzw. der Brennkraftmaschine mittels eines Signals von
einem Wassertemperatursensor 49 und bestimmen bzw. stellen
fest, ob eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern schwierig werden wird oder nicht, basierend
auf dieser Motortemperatur und insbesondere auf der Temperatur der nachfolgenden
Zylinder. Spezifisch ermittelt die Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 52,
ob die Wassertemperatur (Motortemperatur) eine niedrige Temperatur
unter einem vorgeschriebenen Wert ist oder eine hohe Temperatur
höher als
die vorgeschriebene Temperatur ist. Es sollte beachtet werden, daß diese
Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 52 nicht darauf
beschränkt
ist, den Temperaturzustand des Motors mittels eines Signals von
dem Wassertemperatursensor 49 zu ermitteln, sondern könnte abgesehen
davon den Temperaturzustand des Motors direkt oder indirekt ermitteln
oder könnte den
Temperaturzustand des Motors mittels des Abgases ermitteln, das
von den Zylindern ausgebracht wird, beispielsweise durch die Bereitstellung
eines Abgastemperatursensors.
-
Basierend
auf der Bestimmung durch die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 51 in
dem oben genannten speziellen Betriebsmodusbereich A, wählen die
Modusauswahlmittel 53 den speziellen Betriebsmodus aus,
in welchem eine Verbrennung durch Einbringung von verbranntem Gases bewirkt wird,
das von den vorangehenden Zylindern, welche sich in dem Auslaßhub befinden,
direkt in die nachfolgenden Zylinder ausgebracht wird, welche sich
in dem Einlaßhub
befinden, und wählen
in dem oben genannten gewöhnlichen
Betriebsmodusbereich B den gewöhnlichen
Betriebsmodus aus, in welchem eine Verbrennung unabhängig in
den jeweiligen Zylindern durchgeführt wird.
-
Auch
die Moduseinstellmittel 53 führen eine Einstellung derart
durch, um den Verbrennungszustand zwischen dem Kompressions-Selbstzündungsmodus
und erzwungenem Zündungsmodus
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu
wechseln bzw. zu ändern,
und führen
eine Einstellung derart durch, um den Verbrennungszustand zwischen
dem Modus einer schichtgeladenen Verbrennung und dem Modus einer
einheitlichen mageren Verbrennung in bezug auf die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D zu wechseln.
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Spezifisch
wird, wenn die Moduseinstellmittel 53 den speziellen Betriebsmodus
auswählen
und die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 51 ermittelt,
daß sich
der Motorbetriebszustand in dem Betriebsbereich A301 der Seite niedriger
Last befindet, bei niedriger Temperatur der erzwungene Zündmodus,
in welchem eine Verbrennung in diesen nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durch
eine erzwungene Zündung
bewirkt wird, ausgewählt
aus dem Grund, daß in Übereinstimmung
mit der Bestimmung des Motortemperaturzustands durch die Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 52 es
erscheint, daß eine
Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C schwierig
sein wird; und bei hoher Temperatur wird den Kompressions-Selbstzündungsmodus,
in welchem eine Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern durch
eine Kompressions-Selbst zündung
bewirkt wird, ausgewählt
aus dem Grund, daß es
scheint, daß eine
Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern möglich
sein wird. D.h., wenn beispielsweise der Motor nicht vollständig aufgewärmt wurde,
mit dem Ergebnis bzw. woraus resultiert, daß die Temperatur der Verbrennungskammern
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C niedrig ist,
selbst wenn unter solchen Umständen
eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C fortgesetzt wäre, gäbe es eine Gefahr unfähig zu sein,
eine stabile Verbrennung aufgrund einer Fehlzündung usw. zu garantieren.
Folglich wird in derartigen Fällen
ein Modus einer erzwungenen Zündung,
wie oben beschrieben, ausgewählt,
um sicherzustellen, daß eine
stabile Verbrennung erzielt werden kann.
-
Darüber hinaus
wählen,
wenn die Moduseinstellmittel 53 mittels der Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 51 ermitteln,
daß sich
der Motorbetriebszustand in dem Betriebsbereich A301 oder A302 der
Seite zwischenliegender oder niedriger Last des speziellen Modusbereichs
A befindet, sie den Modus einer schichtgeladenen mageren Verbrennung
aus, in welchem die Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in
einem geschichteten, mageren Zustand versetzt wird; wenn in dem Betriebsbereich
A303 befindlich, in welchem sich die Motorlast auf der Hochlastseite
im Vergleich mit dem Betriebszustand befindet, wo dieser Modus einer
mageren Verbrennung einer geschichteten Beladung ausgewählt ist,
wählen
sie den Modus einer gleichförmigen,
mageren Verbrennung aus, in welchem die Verbrennung in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D in den gleichförmigen,
mageren Zustand versetzt ist. Selbst in dem Betriebsbereich A301,
A302 der Seite zwischenliegender oder niedriger Last, in welchen
der oben genannte Modus einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung
angewendet wird, wenn der Modus einer erzwungenen Zündung ausgewählt ist,
wird auch eine Verschiebung zu dem Modus einer gleichförmigen,
mageren Verbrennung bewirkt. Diese "schichtgeladene, magere Verbrennung" bedeutet einen Verbrennungsmodus,
in welchem eine Verbrennung eines mageren Gemischs mit dem eingespritzten
Kraftstoff in einer geschichteten Form bewirkt wird, und "gleichförmige, magere
Verbrennung" bedeutet
einen Verbrennungsmodus, in welchem eine Verbrennung eines mageren
Gemisches bewirkt wird, wobei der eingespritzte Kraftstoff gleichförmig verteilt
ist. Somit basiert eine Regelung bzw. Steuerung, in welcher ein
Wechsel des Verbrennungsmodus in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zwischen
einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung und einer gleichförmigen bzw.
einheitlichen, mageren Verbrennung in Übereinstimmung mit dem Lastbereich
des Motors bewirkt, d.h. ein Wechsel zwischen einem Modus einer
schichtgeladenen, mageren Verbrennung und einem Modus einer gleichförmigen mageren
Verbrennung bewirkt wird, auf den nachfolgenden Charakteristika
bzw. Merkmale in jedem Verbrennungsmodus.
-
22 zeigt die Beziehung bzw. den Zusammenhang zwischen
der Temperatur des verbrannten Gases und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
unter derselben Last in einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung
und gleichförmigen
mageren Verbrennung. Aus dieser 22 kann
ersehen werden, daß, betreffend
die Temperatur des verbrannten Gases bei demselben Luft-Kraftstoff-Verhältnis, jene
der schichtgeladenen, mageren Verbrennung höher ist als jene der gleichförmigen,
mageren Verbrennung. Folglich ist, wenn verbranntes Gas hoher Temperatur in
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht werden
soll, der Ver brennungsmodus in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eine
geeignete, schichtgeladene, magere Verbrennung; andererseits, wenn es
nicht gewünscht
ist, die Temperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu
steigern bzw. anzuheben, sollte der Verbrennungsmodus in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D geeigneter Weise eine gleichförmige magere
Verbrennung sein. Auch wird, da die Temperaturen des verbrannten
Gases somit unterschiedlich für
das gleiche Luft-Kraftstoff-Verhältnis sind,
während
eine gleichförmige,
magere Verbrennung einen exzellenten Wärmewirkungsgrad im Vergleich
mit einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung aufweist und so
exzellente Treibstoffkostencharakteristika aufweist, bei einer gleichförmigen mageren
Verbrennung eine Zündung
schwierig, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer wird, d.h., wenn ein super-magerer
Zustand erreicht wird, sodaß es Grenzen
für das
Ausmaß gibt,
bis zu welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteigert werden kann. Folglich
ist, um Treibstoffkosten zu verbessern, eine gleichförmige, magere
Verbrennung, deren Treibstoffkostencharakteristika exzellent sind,
geeignet bzw. angebracht in dem Bereich eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
wo eine gleichförmige
magere Verbrennung möglich
ist, jedoch außerhalb
dieses Bereichs ist, eine schichtgeladene magere Verbrennung, in
welcher ein super-mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis
eingestellt werden kann, geeignet. Es ist weiters angezeigt, daß in dem
Fall sowohl einer schichtgeladenen mageren Verbrennung als auch
einer gleichförmigen
mageren Verbrennung die Temperatur des verbrannten Gases ansteigt,
wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
kleiner wird. Um eine höhere
Temperatur in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C zu
erreichen, ist es deshalb geeignet, ein kleines Luft-Kraftstoff-Verhältnis unabhängig vom
Verbrennungsmodus einzustellen. Die Beziehung zwischen dem Lastbereich
des Motors bzw. der Brennkraftmaschine und dem Verbrennungsmodus,
der angewendet wird, wird später
beschrieben werden.
-
Die
Ventildeaktivierungsmechanismus-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 54 und
die Einlaßluftmengen-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung 55 weisen dieselbe Funktion auf
wie die Ventildeaktivierungsmechanismus-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 42 und die
Einlaßluftmengen-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung 43 in 3.
-
Die
Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 56 umfaßt eine
Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 57 und
eine Zündungs-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung bzw. einen Zünd-Controller 58.
-
In
dieser Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 56 wird
eine Regelung bzw. Steuerung des Verbrennungszustands (Kraftstoffregelung
bzw. -steuerung und Zündungsregelung
bzw. -steuerung) in Übereinstimmung
mit dem Modus geändert,
der durch die Moduseinstellmittel 53 eingestellt ist; sie führt auch
einen geeigneten Wechsel des Verbrennungsmodus in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D und nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durch.
-
Besonders
wird, wenn der Modus einer schichtgeladenen, mageren Verbrennung
durch die Moduseinstellmittel 53 ausgewählt ist, die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D ein
mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist
und vorzugsweise ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
im wesentlichen das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Ver hältnisses
(A/F ≒ 30)
ist, und ein Einspritzzeitpunkt derart eingestellt ist, daß eine Schichtung
des Gemischs durch eine Einspritzung des Kraftstoffs in dem Kompressionshub
erzeugt wird, und ein Zündzeitpunkt
derart eingestellt ist, daß eine
erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird.
-
Andererseits
wird in Hinblick auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C Kraftstoff
in bezug auf das verbrannte Gas von magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zugeführt, das
von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wurde, und die Kraftstoffeinspritzrate wird derart geregelt bzw.
gesteuert, daß das
stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
während
einer Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C erzeugt
wird. Somit wird in diesem speziellen Betriebsmodus, wenn die Temperatur
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C vergleichsweise hoch
ist, der Kompressions-Selbstzündungsmodus ausgewählt und
ein Einspritzzeitpunkt ist bzw. wird derart eingestellt, daß ein gleichförmiges Gemisch durch
die Kraftstoffeinspritzung im Einlaßhub erzeugt wird und eine
erzwungene Zündung
deaktiviert ist, sodaß eine
Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt
werden kann. Auch ist bzw. wird, wenn die Temperatur in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C vergleichsweise niedrig ist,
sodaß der
Modus einer erzwungenen Zündung
ausgewählt
ist, der Einspritzzeitpunkt derart eingestellt, daß Kraftstoff
in dem Kompressionshub eingespritzt wird, und der Zündzeitpunkt
wird derart eingestellt, daß eine
erzwungene Zündung
zu einer vorgeschriebenen Zeit in der Nähe des oberen Totpunkts der
Kompression durchgeführt
wird. Auch wird, wenn der Modus einer erzwungenen Zündung ausgewählt ist,
wie dies oben beschrieben ist, der Verbrennungsmodus in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D von
dem Modus einer schichtgeladenen mageren Verbrennung zu dem Modus
einer gleichförmigen
mageren Verbrennung verschoben und die Kraftstoffeinspritzrate wird
derart geregelt bzw. gesteuert, um in bezug auf die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
erzeugen, das größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, vorzugsweise ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
im wesentlichen dem Doppelten oder weniger des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
und der Einspritzzeitpunkt wird derart eingestellt, daß ein gleichförmiges Gemisch
durch eine gleichförmige Verteilung
durch eine Einspritzung des Kraftstoffs im Einlaßschritt erzeugt wird, und
der Zündzeitpunkt wird
derart eingestellt, daß eine
erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird.
-
In
dem besonderen Betriebsmodus wird, wenn mit einem Anstieg der Motorlast
eine Verschiebung von dem Modus einer schichtgeladenen mageren Verbrennung
zu dem Modus einer gleichförmigen mageren
Verbrennung (von A2 zu A3) in Antwort auf ein Ansteigen in der Gesamteinspritzrate
an Kraftstoff in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C bewirkt wird, die Kraftstoffeinspritzrate
usw. derart geregelt bzw. gesteuert, um einen kleineren Wert des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu erzeugen als in dem Fall einer schichtgeladenen mageren Verbrennung,
wie dies oben beschrieben ist (Modus einer schichtgeladenen mageren
Verbrennung), in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D,
und ein Einspritzzeitpunkt wird derart eingestellt, daß ein gleichförmiges Gemisch
durch eine gleichförmige
Verteilung durch eine Einspritzung des Kraftstoffs im Einlaßhub erzeugt wird,
und ein Zünd zeitpunkt
wird derart eingestellt, daß eine
erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Im Gegensatz wird
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C der
oben genannte Kompressions-Selbstzündungsmodus
ausgewählt,
und auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben, wird ein Zündzeitpunkt
derart eingestellt, daß ein
gleichförmiges Gemisch
durch eine Einspritzung des Kraftstoffs im Einlaßschritt erzeugt wird und eine
erzwungene Verbrennung deaktiviert ist bzw. wird, sodaß eine Kompressions-Selbstzündung durchgeführt werden, kann.
-
Besonders
wird, wie oben beschrieben, wenn eine Verschiebung zu dem Modus
einer gleichförmigen
mageren Verbrennung in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D stattfindet,
eine Verbrennung bewirkt mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das kleiner als das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der
oben genannten schichtgeladenen mageren Verbrennung (Modus einer
schichtgeladenen mageren Verbrennung) ist, d.h. in einem gleichförmigen mageren
Zustand, der im Vergleich mit einer Verbrennung in dem schichtgeladenen
mageren Zustand angereichert ist. Dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie
oben beschrieben, ist ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das
größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, und ist vorzugsweise ein Wert von im wesentlichen dem Doppelten
des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder kleiner als dieses; d.h. im Hinblick auf das Luftüberschußverhältnis λ, ist auf
weniger als 1 und vorzugsweise weniger als 2 eingestellt bzw. festgelegt.
-
Eine
Regelung bzw. Steuerung, wenn der gewöhnliche Betriebsmodus eingestellt
ist, ist die gleiche wie in den anderen, oben beschriebenen Ausführungsformen.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
beschrieben.
-
In
einer Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
wird ebenfalls im Betriebsbereich A von niedriger Last und niedriger
Drehzahl, die Vorrichtung in einen speziellen bzw. besonderen Betriebsmodus
versetzt, in welchem eine Verbrennung mit zwei Zylindern in einem
verbundenen Zustand durchgeführt
wird, und im Betriebsbereich von hoher Last oder hoher Drehzahl
wird die Vorrichtung in den gewöhnlichen
Betriebsmodus versetzt, in welchem eine Verbrennung mit den Einlaßöffnungen
und Auslaßöffnungen
aller Zylinder in einem unabhängigen
Zustand durchgeführt
wird.
-
In
den Betriebsbereichen A301, A302 der Seite zwischenliegender/niedriger
Last von dem Bereich bzw. der Region dieses speziellen Betriebsmodus
wählen
die Moduseinstellmittel 53 einen Verbrennungsmodus (Modus
einer schichtgeladenen mageren Verbrennung) aus, in welchem der
Verbrennungsmodus in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in
einem geschichteten bzw. schichtgeladenen mageren Zustand ist, in
welchem Kraftstoff in Kompressionshub eingespritzt wird, während die
Kraftstoffeinspritzrate derart geregelt bzw. gesteuert ist, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ein mageres
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
vorzugsweise ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
und eine Zündung wird
zu einem vorgeschriebenen Zündzeitpunkt
derart durchgeführt,
daß eine
magere Verbrennung einer geschichteten Beladung durchgeführt wird
(siehe 5).
-
D.h.
in dem Betriebsbereich A1, A2 der Seite zwischenliegender/niedriger
Last des Motors kann durch ein Durchführen einer schichtgeladenen
mageren Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eine
Verbrennung unter super-mageren Bedingungen in diesen Betriebsbereichen
A1, A2 der Seite zwischenliegender/niedriger Last durchgeführt werden,
wo, vergleichsweise gesagt, kein Drehmoment erforderlich ist, wodurch
es ermöglicht
wird, die Treibstoffkostenleistung zu verbessern. Darüber hinaus
kann, wenn eine Verbrennung in dem schichtgeladenen mageren Zustand
durchgeführt
wird, eine Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C reibungslos
bzw. sanft und auf stabile Weise erzielt werden, da sich das verbrannte Gas
auf einer höheren
Temperatur als in dem Fall befindet, wo eine Verbrennung in dem
gleichförmigen mageren
Zustand durchgeführt
wird.
-
Auch
wird in der Periode, in welcher der Einlaßhub der vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
der Auslaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C einander überlappen
bzw. überdecken,
eine Verbrennung durchgeführt,
während
die Kraftstoffeinspritzrate derart geregelt bzw. gesteuert wird,
um das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
durch Zuführen
von Kraftstoff zu diesem verbrannten Gas zur Verfügung zu
stellen, während
das verbrannte Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch
die Gasdurchtritte 22 eingebracht wird.
-
In
diesem Fall wird, als eine Regel, ein Kompressions-Selbstzündungs-Modus
ausgewählt
und, wie in 5 gezeigt, wird Kraftstoff
in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C im Einlaßhub eingespritzt;
das Innere der Verbrennungskammer nimmt dann einen Zustand einer
geeignet hohen Temperatur und hohen Drucks in der Nähe des oberen
Totpunkts des Kompressionshubs ein und eine Kompressions-Selbstzündung wird
dadurch in einer vollständig
zufriedenstellenden Weise durchgeführt. Der Betrieb und Auswirkungen
bzw. Effekte, welche dadurch erzielt werden, sind wie bereits in
der Beschreibung der anderen Ausführungsformen beschrieben.
-
Jedoch
detektiert, wie oben beschrieben, der Wassertemperatursensor 49 die
Motortemperatur, insbesondere die Motortemperatur der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C konstant oder wenigstens in Niederlast-Betriebsbereich
A301 des Motors, und wenn das Resultat der Detektion durch diesen
Wassertemperatursensor 49 niedriger ist als die vorgeschriebene
Temperatur, bei welcher eine stabile Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C erreicht werden
kann, schließt
der Temperaturzustands-Identifikator 52, daß eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C schwierig sein
wird, und die Moduseinstellmittel 53 bewirken deshalb eine
Verschiebung von dem Kompressions-Selbstzündungs-Modus zu dem Modus einer
erzwungenen Zündung,
und wie in 23 gezeigt, Kraftstoff wird
in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C im Kompressionshub
eingespritzt und eine Verbrennung wird durchgeführt, indem eine erzwungene
Zündung
zu einem vorgeschriebenen Zündzeitpunkt
durchgeführt
wird.
-
An
diesem Punkt wechseln die Moduseinstellmittel 53 den Verbrennungsmodus
der vorangehenden Zylinder 2A, 2D von dem Modus
einer schichtgeladenen mageren Verbrennung zum Modus einer gleichförmigen Verbrennung.
D.h., sogar in dem Betriebsbereich A301 niedriger Last des besonderen
Betriebsmodus-Bereichs A verschieben, wenn Temperaturstatus-Identifikationseinrichtung 52 schließt, daß eine Kompressions-Selbstzündung in den
nachfolgenden Zylindern 2B, 2C schwierig sein wird,
die Moduseinstellmittel 53 den Verbrennungsmodus in den
vorangehenden Zylindern 2A, 2D von einer schichtgeladenen
mageren Verbrennung zu einer gleichförmigen mageren Verbrennung
und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D wird auf
einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Wert
eingestellt, der kleiner ist als jener während einer schichtgeladenen
mageren Verbrennung, d.h. die Kraftstoffeinspritzrate wird geregelt
bzw. gesteuert und Kraftstoff wird in dem Einlaßhub derart eingespritzt, daß ein mageres
Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das
größer ist
als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis, vorzugsweise
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
im wesentlichen dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder weniger als dieses, in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D erzeugt
wird, während
eine Anreicherung im Vergleich mit dem geschichteten mageren Zustand
bewirkt wird. Wenn Kraftstoff derart in dem Einlaßhub eingespritzt
wird, wird er gleichförmig
bzw. einheitlich in der Verbrennungskammer durch den gasförmigen Strom
verteilt, was in einer gleichförmigen
bzw. gleichmäßigen Kraftstoffverteilung
resultiert. Eine Zündung
wird dadurch zu einem vorgeschriebenen Zündzeitpunkt durchgeführt und
eine Verbrennung in einem gleichförmigen mageren Zustand (siehe 23) durchgeführt.
-
D.h.
in dem Betriebsbereich A301 der Seite niedriger Last des Motors,
wenn die Motortemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C niedriger
ist als die vorgeschriebene Temperatur, kann eine Kompressions-Selbstzündung nicht
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C in einer
stabilen Weise durchgeführt werden,
sodaß eine
Verbrennung durch eine erzwungene Zündung in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C und ein Einbringen von verbranntem
Gas hoher Temperatur in die nachfolgenden Zylindern 2B, 2C mit
einem angereicherten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D bewirkt wird, damit eine Kompressions-Selbstzündung auf
einer frühen
Stufe in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C erreicht
werden kann.
-
Auf
diese Weise kann durch ein Anreichern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der vorangehenden Zylindern
das verbrannte Gas davon in der Temperatur angehoben werden, sodaß die Temperatur
in den nachfolgenden Zylindern gesteigert ist bzw. wird und eine
Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern an einer frühen Stufe erreicht werden kann.
Während
gedacht werden könnte,
daß Treibstoffkosten
nachteilig durch ein Absenken des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
in den vorangehenden Zylindern beeinflußt werden könnten, wird tatsächlich eine
Verschlechterung der Treibstoffkosten unterdrückt, indem der Verbrennungsmodus
von einer schichtgeladenen mageren Verbrennung zu einer gleichförmigen mageren
Verbrennung geändert
wird, welche eine bessere Treibstoffkostenleistung aufweist.
-
Jedoch
zeigt 22, daß, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis niedrig
ist, eine schichtgeladene magere Verbrennung es möglich macht,
verbranntes Gas bei einer höheren
Temperatur in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C einzubringen,
als es eine gleichförmige
magere Verbrennung erzielt, was es möglich macht, eine Kompressions-Selbstzündung der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C bei einer früheren Stufe
im Fall einer Verbrennung im schichtgeladenen mageren Zustand zu
erreichen. Jedoch kann es in diesem Fall Bedenken bezüglich einer Verschlechterung
der Treibstoffkostenleistung aufgrund eines Anstiegs der HC-Abgasrate geben,
so daß es
beim Abzielen auf einen Ausgleich einer Verbesserung der Treibstoffkostenleistung
und einer frühen
Erziehung der Kompressions-Selbstzündung in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C bevorzugt ist, eine Verbrennung
in dem gleichförmigen
mageren Zustand in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D durchzuführen, wie
in dieser Ausführungsform.
-
Auch
wird in dem Betriebsbereich A301 niedriger Last des Motors, wie
in 25 gezeigt, eine Regelung bzw. Steuerung derart
bewirkt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis klein
ist während
einer Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in Antwort
auf ein Absenken der Motorlast. D.h., im Hinblick auf die Tatsache,
daß die
Temperatur in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C niedrig
wird, da die Motorlast niedriger wird, wird eine Regelung bzw. Steuerung
in einem derartigen Fall durchgeführt, um eine weitere Anreicherung
zu bewirken, indem die Kraftstoffeinspritzrate erhöht wird.
Dies steigert die Temperatur des verbrannten Gases in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D, sodaß eine Kompressions-Selbstzündung auf
eine reibungslose und stabile Weise in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt werden
kann, ohne eine Verschlechterung der Treibstoffkosten einzuladen.
-
Dann
wird mit stufenweisem Zunehmen der Motorlast im Zwischenlast-Betriebsbereich
A302 des Motors eine Ver brennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D mit
einem festgelegten Luft-Kraftstoff-Verhältnis im super-mageren Zustand
bewirkt und mit einem weiteren Zunehmen der Motorlast im Betriebsbereich
A303 der Seite hoher Last des Motors wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zunehmend bzw.
stufenweise reduziert und eine Verbrennung wird im gleichförmigen mageren
Zustand durchgeführt.
-
Besonders
in dem Betriebsbereich A303 der Seite hoher Last des Bereichs A
des besonderen Betriebsmodus wählen
die Moduseinstellmittel 53 eine gleichförmige magere Verbrennung (Modus
einer gleichförmigen
mageren Verbrennung) als den Verbrennungsmodus in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D aus; die Kraftstoffeinspritzrate
wird geregelt bzw. gesteuert und eine Kraftstoffeinspritzung im
Einlaßhub
derart durchgeführt,
daß, obgleich
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ein Wert
kleiner als in dem Modus einer schichtgeladenen mageren Verbrennung
ist, d.h. reicher bzw. fetter als in dem schichtgeladenen mageren
Zustand, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
und vorzugsweise im wesentlichen das Doppelte des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
kleiner als dieses ist. Somit wird, wenn Kraftstoff im Einlaßschritt
eingespritzt wird, die Verteilung des Kraftstoffs einheitlich durch
eine einheitliche Verteilung innerhalb der Verbrennungskammer durch
den gasförmigen
Strom. Somit wird eine Zündung
zu dem vorgeschriebenen Zündzeitpunkt durchgeführt und
eine Verbrennung wird unter einheitlichen bzw. gleichförmigen mageren
Bedingungen bzw. Zuständen
(siehe 24) durchgeführt.
-
Besonders
wird, sobald bzw. wenn die Motorlast höher wird, im allgemeinen mehr
Drehmoment nötig
und die Kraftstoffeinspritzrate wird erhöht. Da bzw. wenn die Kraftstoffeinspritzrate
erhöht
wird, nimmt natürlich
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ab,
d.h. wird zu einem Bereich angereichert, wo eine Zündung unter
gleichförmigen
mageren Bedingungen möglich
wird. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Bereich abgesenkt
wird, bei welchem eine Zündung
unter derartigen gleichförmigen
mageren Bedingungen möglich
wird, wird die Temperatur des verbrannten Gases niedriger als in
dem Fall einer schichtgeladenen mageren Verbrennung, sodaß eine Verschiebung
zu einer gleichförmigen
mageren Verbrennung gebracht wird, welche eine exzellente Treibstoffkostenleistung
bietet.
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Somit
wird im Betriebsbereich A303 der Seite hoher Last, in welchem ein
hohes Drehmoment gefordert wird, im allgemeinen die Motortemperatur hoch,
wodurch die Gefahr eines Klopfens erhöht wird, sodaß in derartigen
Fällen
ein Wechsel zu einer Verbrennung unter gleichförmigen mageren Bedingungen
bewirkt wird, in welchen die Temperatur des verbrannten Gases niedriger
als in dem Fall einer Verbrennung unter schichtgeladenen mageren
Bedingungen ist, sodaß ein
Auftreten eines Klopfens dadurch effektiv bzw. wirkungsvoll unterdrückt werden
kann. Auch bei einer Verbrennung unter gleichförmigen mageren Bedingungen
ist die Treibstoffkostenleistung für dieselbe Last und dasselbe
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
besser als in dem Fall einer Verbrennung und schichtgeladenen mageren
Bedingungen, sodaß eine
beträchtliche
Verbesserung in der Treibstoffkostenleistung erreicht werden kann,
indem eine Verbrennung unter gleichförmigen mageren Bedingungen
im Betriebsbereich A303 der Seite hoher Last angewendet wird, wo
eine Kraftstoffeinspritzung aufgrund des hohen Drehmoments, das
gefordert wird, erhöht
wird.
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Auch
in dem Betriebsbereich A303 der Seite hoher Last wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer
Verbrennung kleiner in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D,
da bzw. wenn die Motorlast höher
wird, sodaß ein
Klopfen effektiver unterdrückt werden
kann, da die EGR ebenfalls mit diesem Anstieg in der Kraftstoffeinspritzrate
erhöht
wird.
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26 zeigt das Antriebs/Regel- bzw. Steuersystem
gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform umfaßt die ECU 60 eine
Betriebszustands-Identifikationseinrichtung 61, eine Temperaturstatus-Identifikationseinrichtung 62,
Moduseinstellmittel 63, eine Ventilstopmechanismus-Regel- bzw.
-Steuereinrichtung 64, eine Einlaßluftmengen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 65,
eine Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 66 und eine Zündungs-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 67.
-
Die
Betriebszustands-Identifikationseinrichtung 61 umfaßt eine
Karte zu Regel- bzw. Steuerzwecken, wie in 4 gezeigt, ähnlich jener
des Betriebszustands-Identifikators 41 in 3,
wodurch sie bestimmt, ob der Betriebszustand im Bereich A oder B
ist. Die Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 62 ermittelt,
ob die Wassertemperatur (Motortemperatur) eine niedrige Temperatur
unter einem vorgeschriebenen Wert, oder eine hohe Temperatur oberhalb
der vorgeschriebenen Temperatur ist.
-
In Übereinstimmung
mit der Bestimmung durch die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 61 wählen die
Moduseinstellmittel 63 den speziellen Betriebsmodus bzw.
Modus eines speziellen Betriebs im Bereich A aus und wählen den
gewöhnlichen
Betriebsmodus bzw. Modus eines gewöhnlichen Betriebs im Bereich
B aus.
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Die
Ventilstopmechanismus-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 64 und
Einlaßluftmengen-Regel- bzw.
-Steuervorrichtung 65 weisen dieselben Funktionen wie die
Ventilstopmechanismus-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 42 und Einlaßluftmengen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 in 2 auf.
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Auch
führen
die Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuervorrichtung bzw. der -Controller 66 und
Zündregel- bzw.
-steuervorrichtung 67 eine Regelung bzw. Steuerung des
Verbrennungszustands (Regelung bzw. Steuerung des Kraftstoffs und
Regelung bzw. Steuerung des Zündzeitpunkts)
in Übereinstimmung
mit dem Modus durch, der durch die Moduseinstellmittel 63 eingestellt
ist.
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D.h.,
wenn der spezielle Betriebsmodus eingestellt bzw. festgelegt ist,
wird die Kraftstoffeinspritzrate in bezug auf die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D derart geregelt bzw. gesteuert,
um ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
zu erzeugen, vorzugsweise im wesentlichen das Doppelte des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
oder mehr als dieses, und der Einspritzzeitpunkt wird derart eingestellt,
um eine schichtgeladene Verbrennung bzw. Verbrennung einer geschichteten
Beladung durch eine Kraftstoffeinspritzung im Kompressionshub zu erreichen,
und darüber
hinaus wird ein Zündzeitpunkt eingestellt,
wodurch eine erzwungene Zündung
in der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression durchgeführt wird. Andererseits sind
bzw. werden die Kraftstoffeinspritzrate, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
und das Kraftstoffeinspritzventil 9, welches diese Kraftstoffeinspritzung
durchführt,
derart eingestellt, um die Kraftstoffeinspritzrate so zu regeln
bzw. zu steuern, um das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch
ein Zuführen
von Kraftstoff zu dem verbrannten Gas von magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
erzeugen und um diesen Kraftstoff durch die vorangehenden Zylinder 2A, 2D in
bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zuzuführen, d.h.
um Kraftstoff von geeigneter Menge zu den nachfolgenden Zylindern
direkt in die Verbrennungskammern 4 während des Auslaßhubs der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D mittels des Kraftstoffeinspritzventils 9 der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D einzuspritzen; zusätzlich wird
eine erzwungene Zündung
deaktiviert, um so eine Kompressionszündung in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C durchzuführen.
-
Auf
diese Weise sind in dieser Ausführungsform
die zu beschreibenden Kraftstoffeinspritzventile 9 der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D der Kraftstoffeinspritzventile 9 der
Zylinder 2A bis 2D angeordnet, um als die zweiten
Kraftstoffeinspritzmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung zu wirken, und die Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch die Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 46 und
Zündungsregel-
bzw. -steuervorrichtung 47 usw. zusammengesetzt.
-
Eine
Regelung bzw. Steuerung, wenn der gewöhnliche Betriebsmodus eingestellt
ist, ist dieselbe wie in den anderen, bereits beschriebenen Ausführungsformen.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 27 beschrieben.
-
In
dem Betriebsbereich A von niedriger Last und niedriger Drehzahl
wird der spezielle Betriebsmodus eingestellt und der Zustand, in
welchem zwei Zylinder verbunden sind (siehe 6), ist
bzw. wird hergestellt.
-
In
diesem Zustand wird Frischluft von dem Einlaßdurchtritt 15 in
den jeweiligen Einlaßhüben zu den
vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht, Kraftstoff
wird in den Kompressionshub eingespritzt, während die Kraftstoffeinspritzrate
derart geregelt bzw. gesteuert wird, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ein mageres
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist und eine schichtgeladene Verbrennung mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch
Durchführen
einer Zündung
an dem vorgeschriebenen Zündzeitpunkt durchgeführt wird.
-
Danach
wird Kraftstoff für
die nachfolgenden Zylinder direkt in die Verbrennungskammern 4 der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D während der Periode eingespritzt,
in welcher der Auspuffhub der vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
der Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C sich überlappen
bzw. sich überdecken
und die Kraftstoffeinspritzrate wird derart geregelt bzw. gesteuert,
daß das
verbrannte Gas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(F2 in 27)
erzeugt; dieses verbrannte, Kraftstoff enthaltende Gas wird in die
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C (weißer Pfeil
in 27) durch die zwischen den Zylindern liegenden
Gasdurchtritte 22 eingebracht, während es von den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D ausgebracht wird. Eine Kompressions-Selbstzündung wird
dann in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durch
einen Anstieg des Drucks und der Temperatur innerhalb der Verbrennungskammern
in der Nähe
des oberen Totpunkts des Kompressionshubs durchgeführt. Da
das verbrannte Gas hoher Temperatur, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, dann unmittelbar in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch
die kurzen zwischen, den Zylindern liegenden Gasdurchtritte 22 eingebracht
wird, wird die Temperatur innerhalb der Verbrennungskammern in den
nachfolgenden Zylindern 2B, 2C hoch im Einlaßhub und
durch einen weiteren Anstieg in Druck und Temperatur von diesem
Zustand im Kompressionshub wird die Temperatur innerhalb der Verbrennungskammern
auf ein solches Ausmaß gesteigert,
um eine gründliche,
zufriedenstellende Selbstzündung
des Gemischs in der Nähe des
oberen Totpunkts in der letzteren Periode des Kompressionshubs zu
ermöglichen.
-
Das
verbrannte Gas nach einer Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C wird
dann zum Auspuffdurchtritt 20 ausgebracht, welcher mit
einem Dreiwege-Katalysator 24 versehen ist.
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Auf
diese Weise werden aufgrund der super-mageren Verbrennung in den
vorangehenden Zylindern 2A, 2D und der Verbrennung
durch Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C der Betrieb
und die bereits beschriebenen Vorzüge auf dieselbe Weise erzielt
bzw. erhalten wie in dem Fall der anderen Ausführungsformen.
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Insbesondere
werden bei dieser Ausführungsform,
da eine Einspritzung des Kraftstoffs in einer geeigneten Menge zu
den nachfolgenden Zylindern in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D bewirkt wird,
das vermischte Gas und das verbrannte Gas hoher Temperatur gründlich dazwischen
vermischt, wo das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird und in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird, und sind bzw. werden somit gleichförmig verteilt; ein Verteilungszustand
eines gleichförmigen
Gemischs und eine Gemischtemperatur, die die ideale Kompressions-Selbstzündungsbedingung
erfüllen,
werden deshalb erreicht bzw. erhalten. Eine Selbstzündungsleistung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C wird deshalb
verbessert und eine exzellente Verbrennung erreicht.
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Obwohl
es in der obigen Ausführungsform angeordnet
bzw. ausgebildet war, daß Kraftstoff
in einer Menge entsprechend den nachfolgenden Zylindern in die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D im speziellen Betriebsmodus eingespritzt
wird, indem die Kraftstoffeinspritzventile 9 der Zylinder
verwendet werden, wäre
es beispielsweise, wie in 28 gezeigt,
möglich,
ein Kraftstoffeinspritzventil 9a für einen speziellen Zweck (zweites
Kraftstoffeinspritzmittel) anzuordnen, um an demselben Punkt entlang
der Gasdurchtritte 22 zwischen den Zylindern vorgesehen
zu sein, und damit Kraftstoff zu dem verbrannten Gas vor seiner
Einbringung in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C nach
einem Ausbringen von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in
einer Menge entsprechend den nachfolgenden Zylindern zugeführt wird. Der
wesentliche Punkt ist, daß es
möglich
sein sollte, einen Mischungs effekt zwischen dem Gemisch und dem
verbrannten Gas hoher Temperatur zu erzielen, indem Kraftstoff in
einer Menge entsprechend den bzw. geeignet für die nachfolgenden Zylindern
zu dem verbrannten Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D vor
einer Einbringung davon in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zugeführt wird,
und daß als Ergebnis
die Selbstzündungs-Leistung
verbessert wird; der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in einer geeigneten
Menge zu bzw. Menge entsprechend den nachfolgenden Zylindern ist
ohne Bedeutung, solange die Anordnung derart ist, daß dieser
Kraftstoff in einer geeigneten Menge den nachfolgenden Zylindern
zu dem verbrannten Gas mit einer derartigen Zeitgebung zugeführt werden
kann.
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Jedoch
in dem Fall eines direkt einspritzenden Motors, wie in der oben
beschriebenen Ausführungsform,
ist es möglich,
den Kraftstoff während dem
Auspuffhub dieser Zylinder einzuspritzen, indem die Kraftstoffeinspritzventile 9 der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D verwendet werden,
sodaß in
diesem Fall das Vorsehen eines Kraftstoffeinspritzventils für einen
speziellen Zweck zum Zuführen
von Kraftstoff für
die nachfolgenden Zylinder, wie in 28,
unnötig
ist, sodaß es
den Vorteil gibt, daß eine
geradlinige bzw. einfache Konstruktion erzielt werden kann, in welcher
die grundlegende Konstruktion eines direkt einspritzenden Motors
ohne Modifikation verwendet wird.
-
In
einer Konstruktion, in welcher, wie in 28,
ein Kraftstoffeinspritzventil 9a für spezielle Zwecke vorgesehen
ist, um Kraftstoff in einer geeigneten Menge zu den nachfolgenden
Zylindern zuzuführen,
beispielsweise anstelle ein Kraftstoffeinspritzventil 9 in
jedem Zylinder vorzusehen, wäre
es möglich,
ein Kraftstoffeinspritzventil 9b in einem verzweigten Einlaßdurchtritt 16 vorzusehen,
wie dies durch die strichlierte Linie in dieser Figur gezeigt wird,
und um eine Kraftstoffeinspritzung zu den Zylindern 2A bis 2D in
dem Fall eines gewöhnlichen
Betriebsmodus oder eine Kraftstoffeinspritzung zu den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D im Fall des speziellen Betriebsmodus
durch eine Öffnungseinspritzung durchzuführen.
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Auch
wenn Kraftstoff in einer geeigneten Menge bzw. Menge entsprechend
den nachfolgenden Zylindern in bezug auf das verbrannte Gas in den vorangehenden
Zylindern zugeführt
wird, kann eine Konstruktion angewendet werden, in welcher ein Kraftstoffeinspritzventil,
welches zu einer Einspritzung in einen Zylinder fähig ist,
wenigstens in bezug auf die vorangehenden Zylinder vorgesehen ist,
sodaß eine
Kraftstoffeinspritzung durch eine Öffnungseinspritzung, beispielsweise
durch Vorsehen bzw. Bereitstellen eines Kraftstoffeinspritzventils
in den Einlaßdurchtritten
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder erzielt werden kann.
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Auch
obwohl es in den vorangegangenen Ausführungsformen angeordnet war,
Kraftstoff in einer Menge entsprechend den nachfolgenden Zylindern
in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D in allen Fällen in
diesem speziellen Betriebsmodus zuzuführen, würde es möglich sein, den Grad einer
Selbstzündungsfähigkeit
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C zu ermitteln,
und im Fall eines Betriebszustands, in welchem diese Selbstzündungsfähigkeit hoch
ist, eine Kompressionszündung
durch ein Zuführen
von Kraftstoff im Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C nach einem Einbringen
des verbrannten Gases der vorangehenden Zylinder 2A, 2D in
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchzuführen, wie
dies in 29 gezeigt ist (die kann der
erste Einspritzmodus genannt werden), oder in dem Fall eines Betriebszustands,
in welchem die Selbstzündungsfähigkeit
niedrig ist, Kraftstoff in einer Menge entsprechend den nachfolgenden
Zylindern in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D zuzuführen, wie
in der obigen Ausführungsform
beschrieben (dies kann der zweite Einspritzmodus genannt werden).
Beispielsweise ist es in einem Betriebszustand, in welchem die Temperatur
des Motors, wie sie durch die Temperaturstatus-Identifikationsvorrichtung 42 bestimmt wird,
unter einer bestimmten Temperatur ist, vorzugsweise angeordnet,
daß eine
Verbrennung zufriedenstellend durchgeführt wird, indem die Selbstzündungsfähigkeit
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durch ein
Durchführen
des zweiten Einspritzmodus gesteigert wird.
-
Es
sollte beachtet bzw. festgestellt werden, daß die Bestimmung des Grads
einer Selbstzündungsfähigkeit
beispielsweise in der Kraftstoff-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 66 in Übereinstimmung
mit einer Information durchgeführt
werden kann, die sich auf den Betriebszustand bezieht, und abgesehen
davon, in Übereinstimmung
mit der Motortemperatur, wie oben beschrieben, bestimmt zu werden,
könnte sie
in Übereinstimmung
mit der Motordrehzahl oder Motorlast, etc. bestimmt werden. Beispielsweise kann
angenommen werden, daß insbesondere
in einem Bereich sehr niedriger Last des Betriebsbereichs A die
Kraftstoffeinspritzrate niedrig werden wird und die Fähigkeit
zur Selbstzündung
schwächer wird.
Eine Verbrennung kann deshalb durch eine Kompressions-Selbstzündung in
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C in einer vollständig zufriedenstellenden
Weise unter derartigen Umständen
auch erzielt werden, indem es angeordnet ist, den zweiten Zündungsmodus
durchzuführe.
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Auch
obwohl in den obigen Ausführungsformen
der Bereich bzw. die Region A von niedriger Geschwindigkeit bzw.
Drehzahl und niedriger Last als ein Bereich eines speziellen Betriebsmodus
bezeichnet ist und eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung angeordnet
ist, in allen Fällen
in den nachfolgenden Zylindern in diesem speziellen Betriebsmodus
durchgeführt
zu werden, könnte
es angeordnet sein, eine Verbrennung durch eine erzwungene Zündung in
einem Teil dieses Bereichs A durchzuführen.
-
30 und 31 zeigen
noch eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
der in 30 gezeigten Gesamtkonstruktion
sind der Hauptmotorkörper
bzw. Hauptbrennkraftmaschinenkörper 1,
die Einlaß/Auslaßöffnungen und
die damit verbundenen Einlaß/Auslaßdurchtritte, die
Gasdurchtritte zwischen den Zylindern und die Einlaß/Auslaßventile
usw., die die Einlaß/Auslaßöffnungen öffnen und
schließen,
praktisch dieselben wie jene, die in 1 oder 8 gezeigt
sind. Darüber
hinaus ist es in dieser Ausführungsform
angeordnet, daß die Öffnungs/Schließzeiten
der Ventile in Übereinstimmung
mit Zuständen
bzw. Bedingungen mittels Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a geändert werden,
die in einem Ventilbewegungsmechanismus für die Einlaß/Auslaßventile vorgesehen bzw. zur
Verfügung
gestellt sind, und daß sie
durch einen Ventildeaktivierungsmechanismus 35 abgeschaltet
werden.
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Die
Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a sind
vorher bekannte Mechanismen, die die Rotations- bzw. Drehungsphase
der Nockenwellen 33, 34 in bezug auf die Drehphase
der Kurbelwelle variieren bzw. ändern.
Wie dies in 1 ge zeigt wird, ist der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a auf
der Nockenwelle 33 vorgesehen und der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a ist auf
der Nockenwelle 34 vorgesehen, wobei diese unabhängig geregelt
bzw. gesteuert werden (siehe 31).
Folglich wird die Öffnungs/Schließzeit der Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile (ersten Einlaßventile) 31a der
nachfolgenden Zylinder, die durch Drehung der Nockenwelle 33 geöffnet und
geschlossen werden, nach vorne oder verzögernd insgesamt bzw. gemeinsam
durch den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a variiert
bzw. geändert.
Auf dieselbe Weise wird die Öffnungs/Schließzeit des
Einbringungsventils 31b für verbranntes Gas (zweites
Einbringungsventil) des Auslaßventils 32 des
nachfolgenden Zylinders, des Auslaßventils 32a des vorangehenden
Zylinders (erstes Auslaßventil)
und des Auslaßventils 32b für verbranntes
Gas (zweites Auslaßventil),
die durch Drehung der Nockenwelle 34 geöffnet und geschlossen werden,
nach vorne oder verzögernd
insgesamt durch den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a geändert.
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Die
ECU 70 in 31 umfaßt eine Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 71,
eine Ventilstopmechanismus-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 720, eine Einlaßluftmengen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 73,
eine Kraftstoff-Regel- bzw.
-Steuervorrichtung 74 und eine Nockenphasen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 77.
-
Die
Betriebszustands-Bestimmungsmittel 71 ermitteln, ob sich
der Betriebszustand im Betriebsbereich A auf der Seite niedriger
Last und niedriger Drehzahl befindet, die in 32 gezeigt
ist (in welcher die Motorlast weniger als T1 ist und die Motordrehzahl
weniger als r1 ist) oder sich in dem Betriebsbereich B auf der Seite
hoher Last oder der Seite hoher Drehzahl befindet (in welcher die
Motorlast T1 übersteigt
oder die Motordrehzahl r1 übersteigt),
und ermittelt darüber
hinaus, wenn sich der Betriebszustand im Betriebsbereich A befindet,
ob er sich in dem Bereich A401 niedriger Last und niedriger Drehzahl
davon befindet oder dem Bereich A402 vergleichsweise hoher Last
und hoher Drehzahl davon befindet. Dann wird unter dem vorgeschriebenen
Zustand (beispielsweise Zustand, in welchem der Motor vollständig aufgewärmt ist)
ein Betrieb im speziellen Betriebsmodus durchgeführt, in welchem die Zylinder in
einen Zustand zweier verbundener Zylinder im Betriebsbereich A gesetzt
sind, und ein Betrieb wird in dem gewöhnlichem Betriebsmodus durchgeführt, in welchem
sich die Zylinder in einem unabhängigen Zustand
in dem Betriebsbereich B befinden.
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Die
Ventildeaktivierungs-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 72 und
Einlaßluftmengen-Regel-
bzw. Steuervorrichtung 73 weisen dieselbe Funktion wie die
Ventildeaktivierungsmechanismus-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 42 und
Einlaßluftmengen-Regel- bzw.
-Steuervorrichtung 43 in 3 auf.
Auch umfaßt die
Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 74 eine Kraftstoffeinspritz-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 75 und Zündungsregel- bzw. -steuervorrichtung 76 und
führt eine
Kraftstoffeinspritzung und Zündungsregelung
bzw. -steuerung in Übereinstimmung mit
den Betriebsbereichen A, B auf im wesentlichen dieselbe Weise wie
die Verbrennungs-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 44 in 3 durch.
-
Die
Nockenphasen-Regel- bzw. Steuereinrichtung 77 regelt bzw.
steuert die Nockenphasen-Variationsmechanismen 33a, 34a in Übereinstimmung
mit den Resultaten der Bestimmung durch die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 71. Die
Details der Regelung bzw. Steuerung werden später beschrieben werden, jedoch
wird beispielsweise in dem speziellen Betriebsmodus der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a in
einer Richtung derart geregelt bzw. gesteuert, um die Phase der
Nocke 27 in dem vergleichsweise Bereich niedriger Last
und niedriger Drehzahl (Bereich A401 in 32)
nach vorne zu verschieben, sodaß sie
derart eingestellt ist, daß die Öffnungs/Schließzeiten
des Abgasventils 32b für
verbranntes Gas des Einbringungsventils 31b für verbranntes
Gas und der Abgasventile 32 der nachfolgenden Zylinder,
die durch eine Drehung der Nockenwelle 34 betätigt werden, alle
auf einer frühen
Stufe stattfinden. Dagegen wird im Bereich der vergleichsweise hohen
Last und hohen Drehzahl (Bereich A402 in 32)
der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a in
einer Richtung derart geregelt bzw. gesteuert, um die Phase der
Nocke 27 zu verzögern,
sodaß sie
derart eingestellt ist, daß die Öffnungs/Schließzeiten
des Abgasventils 32b für
verbranntes Gas, Einbringungsventils 31b für verbranntes
Gas und der Abgasventile 32 der nachfolgenden Zylinder,
die durch eine Drehung der Nockenwelle 34 betätigt werden,
alle verzögert
sind. Es sollte beachtet werden, daß die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a auf
den Ventilen wirken, während
sie betätigt
werden, sodaß ein Ventil,
das in den deaktivierten Zustand durch den Ventildeaktivierungsmechanismus 35 versetzt
wurde, in dem deaktivierten Zustand ungeachtet eines Regel- bzw.
Steuervorgangs der Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a verbleibt.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 33 und 34 beschrieben werden.
-
In
der Vorrichtung dieser Ausführungsform wird
auch in dem Betriebsbereich A niedriger Last und niedriger Drehzahl
die Vorrichtung in einen speziellen Betriebsmodus versetzt, in welchem
eine Verbrennung im Zustand zweier verbundener Zylinder ausgeführt wird,
und in dem Betriebsbereich B hoher Last oder hoher Drehzahl wird
die Vorrichtung in den gewöhnlichen
Betriebsmodus versetzt, in welchem eine Verbrennung ausgeführt wird,
wobei sich die Einlaßöffnungen
und Abgasöffnungen
der jeweiligen Zylinder in einem unabhängigen Zustand befinden. Wenn
im speziellen Betriebsmodus, wird eine Verbrennung in den vorangehenden
Zylindern mit einem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt und
in den nachfolgenden Zylindern wird eine Verbrennung durch eine
Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt.
-
Jedoch
wird sogar in dem speziellen Betriebsmodus, wenn die Zylindertemperatur
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C niedrig ist,
sodaß diese
in einem Zustand sind, in welchem eine Kompressionszündung schwierig
ist, ein Wechsel der Zündung
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu einer erzwungenen
Zündung
durch eine Zündkerze 7 bewirkt.
Auch in der gegenteiligen Situation, in welcher die Zylindertemperatur
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu hoch ist,
wobei dies in einem Zustand resultiert, in welchem eine abnormale
Verbrennung, wie beispielsweise ein Klopfen auftritt, wird ein Wechsel
von dem speziellen Betriebsmodus zu dem gewöhnlichen Betriebsmodus bewirkt.
In beiden Fällen
wird der Nutzen einer Verbesserung der Treibstoffkosten usw. unterdrückt im Vergleich
mit dem speziellen Betriebsmodus, der eine Kompressionszündung verwendet. Es
ist deshalb wünschenswert,
den Betriebsbereich auszuweiten, der zur Kompressionszündung in
dem speziellen Betriebsmodus geeignet ist, um derartige Vorzüge in einem
größeren Ausmaß zu erzielen.
-
Die Öffnungs/Schließzeiten
des Einlaßventils
sind wie folgt eingestellt, um den Betriebsbereich zu erweitern,
der zur Kompressionszündung
in dem speziellen Betriebsmodus geeignet ist.
-
33 zeigt im Detail die Öffungs/Schließzeiten
usw. der Einlaß/Auslaßventile
und ist ein Diagramm, das die Öffnungs/Schließzeit der
Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und der Abgasventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D in dem speziellen
Betriebsmodus und die Öffnungs/Schließzeiten
der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C und
der Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder zeigt. 33(a) ist
der Fall des Bereichs vergleichsweise niedriger Last und niedriger
Drehzahl (Bereich A401 in 32)
des Betriebszustands, in welchem der spezielle Betriebsmodus ausgeführt wird,
und 33(b) ist in ähnlicher Weise der Fall des
Bereichs vergleichsweise hoher Last und hoher Drehzahl (Bereich
A402 in 32). In diesen Figuren zeigt
die horizontale Achse den Kurbelwinkel und T ist der obere Totpunkt
(TDC), während
B der untere Totpunkt (BDC) ist. Das Intervall zwischen T und B
ist 108° CA.
Weiters zeigt der obere Abschnitt die vorangehenden Zylinder 2A, 2D,
während
der untere Abschnitt die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C dementsprechend
zeigt. Auch zeigen die bandförmigen
Abschnitte die offenen Perioden der Ventile an. Der weiße Pfeil
von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt zeigt einen Zustand
an, in welchem das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingespeist
wird, wobei der Auspuffhub der vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
der Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C überlappen.
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33(a) zeigt in dem oberen Abschnitt davon
die offene Periode 80 des Abgasventils für verbranntes
Gas, in welcher die Abgasventile 32b für verbranntes Gas der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D offen sind, und die offene Periode 81 (schattiert
gezeigt) der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, in welchen die Einlaßventile 31 der vorangehenden Zylinder
offen sind. In dem unteren Abschnitt davon zeigt es die offene Periode 82 der
Auspuffventile der nachfolgenden Zylinder, in welchen die Auspuffventile 32 der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C offen sind, und
die offene Periode 83 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas, in welchen die Einbringungsventile für verbranntes Gas 31b offen
sind. Die offene Periode 81 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder ist von etwa 10° CA
vor dem TDC bis etwa 55° CA nach
dem BDC (insgesamt etwa 245° CA)
eingestellt. Dies ist ein typischer Einstellwert in Brennkraftmaschinen
nach dem Stand der Technik. Demgegenüber wird die offene Periode 83 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas von etwa 45° CA
vor dem TDC auf im wesentlichen den BDC (insgesamt etwa 225° CA) eingestellt.
Auch wird die offene Periode 82 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder auf etwa 80° CA vor dem BDC bis etwa 25° CA vor dem TDC
(insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt.
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D.h.,
das Intervall zwischen dem unteren Totpunkt 96 des Einlaßhubs der
nachfolgenden Zylinder und der offenen Periode 97 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas (etwa 0° CA)
ist eingestellt, um kürzer
zu sein als das Intervall (etwa 55° CA) zwischen dem unteren Totpunkt 92 des
Einlaßhubs
der vorangehenden Zylinder und der ge schlossenen Periode 93 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder. Auch ist die offene Periode 83 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas kürzer
als die offene Periode 81 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder und die offene Periode 82 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder. Somit ist, da in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C die
offene Periode 83 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas eingestellt ist, um kurz zu sein, und die geschlossene Periode 97 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas eingestellt ist, um früher und zu einem Zeitpunkt
nahe dem BDC zu sein, die Periode, für welche das Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas während der
Aufwärtsbewegung
des Kolbens 3 über
den BDC offen ist, nicht existent oder kurz. Das effektive bzw. wirksame
Kompressionsverhältnis
ist bzw. wird dadurch erhöht,
wobei es sich dem geometrischen Kompressionsverhältnis annähert. Mit diesem Anstieg des
effektiven Kompressionsverhältnisses
neigt die Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu
einem Ansteigen, um die Kompressionszündungsfähigkeit dazu zu veranlassen
anzusteigen. Es sollte beachtet werden, daß, was in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C an dieser Stelle eingebracht wird,
nicht Frischluft, gedrosselt die mehrfach verbundenen Drosselventile 17,
sondern verbranntes Gas ist, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wurde, welches leicht in die Verbrennungskammern 4 einströmt, sodaß diese
zufriedenstellend gefüllt
sind bzw. werden, sogar wenn die Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas an einer frühen
Stufe geschlossen sind bzw. werden.
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Auch
die offene Periode 80 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas wird von etwa 80° CA
vor dem BDC auf etwa 25° CA
vor dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Die geschlossene Periode 19 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas ist deshalb um etwa 25° CA
vorgerückt
eingestellt im Vergleich mit der geschlossenen Periode 97 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas (entsprechend dem TDC in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D). Dies
ist früher
als der typischerweise eingestellte Wert eines Motors nach dem Stand
der Technik (etwa 50° CA
nach dem TDC). Durch ein Schließen
der Auslaßventile
für verbranntes
Gas 32b zu einem frühen
Zeitpunkt bzw. an einer frühen
Stufe wird der Anteil an interner EGR der vorangehenden Zylinder 2A, 2D gesteigert,
wodurch eine die Temperatur des verbrannten Gases steigt, das in
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird.
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Wie
oben beschrieben, wird die Kompressionszündungsfähigkeit verbessert, indem die
Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch
ein Erhöhen
des effektiven Kompressionsverhältnisses
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C erhöht wird
und die Temperatur des verbrannten Gases, das in die nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht wird, erhöht wird.
Auf diese Weise kann der Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung
durch Kompressionszündung
durchgeführt
wird, weiter in den Niederlastbereich bzw. die Region niedriger
Last ausgedehnt werden.
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Der
obere Abschnitt von 33(b) zeigt die offene
Periode 100 der Abgas- bzw. Auslaßventile für verbranntes Gas, für welche
die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D offen sind,
und die offene Periode 101 (angezeigt durch ein Schattieren)
der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31 der vorangehenden
Zylinder offen sind. Der untere Abschnitt davon zeigt die offene
Periode 102 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, für
welche die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C offen sind, und
die offene Periode 103 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas, für
welche die Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas offen sind. Die
offene Periode 101 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder wird in derselben Weise eingestellt wie die offene Periode 81 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder von 33(a).
Demgegenüber
sind, betreffend die offene Periode 100 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas, die offene Periode 102 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 103 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas (jeweils durch weiße
Bandlinien bzw. Linien eines weißen Bands gezeigt), diese derart
eingestellt, daß die
Längen
der jeweiligen Perioden gleich der offenen Perioden 80 der
Auslaßventile für verbranntes
Gas, der offenen Periode 82 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und der offenen Periode 83 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas sind, während
nur die Öffnungs/Schließzeiten
von jedem Ventil eingestellt sind, um um etwa 45° CA insgesamt verzögert zu
werden. Dies wird erzielt, indem die Phase der Nockenwelle 34 um
etwa 45° CA
mittels der Nockenphasen-Regel- bzw. Steuereinrichtung 49 verzögert wird,
wie dies oben beschrieben ist (siehe 31).
-
Die
geschlossene Periode 114 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas von 33(b) ist um etwa 45° CA von der
geschlossenen Periode 97 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas von 33(a) verzögert. Als ein Ergebnis sind,
sogar während
des Anstiegs bzw. der Aufwärtsbewegung der
Kolben 3 in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C nach
einem Passieren des unteren Totpunkts 113 des Einlaßhubs der
nachfolgenden Zylinder die Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas für
etwa 45° CA
offen. Das effektive Kompressionsverhältnis der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C ist
bzw. wird deshalb von jenem in dem Fall von 33(a) reduziert und
die Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C fällt.
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Auch
ist bzw. wird die geschlossene Periode 112 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas um etwa 45° CA
von der geschlossenen Periode 90 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas von 33(a) verzögert, wobei sie auf etwa 20° CA nach
dem oberen Totpunkt 111 des Auspuffhubs der vorangehenden Zylinder
eingestellt ist. Folglich ist die interne EGR der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D von jener in dem Fall von 33(a) reduziert und die Temperatur des verbrannten
Gases, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird, fällt.
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Wie
oben beschrieben, fällt
aufgrund des Absenkens des effektiven Kompressionsverhältnisses der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C und des Abfalls der
Temperatur des verbrannten Gases, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird, die Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
wodurch ein Auftreten einer abnormalen Verbrennung, wie beispielsweise
eines Klopfens, verhindert wird. Auf diese Weise wird der Betriebsbereich, in
welchem eine Verbrennung durch Kompressionszündung durchgeführt werden
kann, weiter in den Hochlastbereich ausgedehnt.
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Somit
sind in dem speziellen Betriebsmodus die Öffnungs/Schließzeiten
der Einlaß/Auslaßventile in
einer Richtung derart eingestellt, um die Zylindertemperatur davon
in einem Betriebsbereich zu steigern, in welchem die Zylindertemperatur
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C ver gleichsweise
niedrig ist, und in einer Richtung derart, um die Zylindertemperatur
in einem Betriebsbereich abzusenken, in welchem diese vergleichsweise
hoch ist. Der Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung geeignet durch
eine Kompressionszündung
in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt werden
kann, kann dadurch ausgeweitet werden, was es möglich macht, den Effekt einer
Verbesserung der Treibstoffkosten und Abgasreinigung zu fördern bzw.
zu unterstützen.
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34 ist ein Diagramm, welches zur Erklärung der Öffnungs/Schließzeiten
der Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und der Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus und auch der Öffnungs/Schließzeiten
der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas und Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gegeben ist. Die horizontale
Achse zeigt den Kurbelwinkel, wobei T der obere Totpunkt (TDC) ist
und B der untere Totpunkt (BDC) ist. Das Intervall zwischen T und
B ist 108° CA.
Auch zeigt der obere Abschnitt die vorangehenden Zylinder 2A, 2D,
während
der erste Abschnitt die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zeigt.
In dem gewöhnlichen
Betriebsmodus arbeitend die Zylinder unabhängig, und so wird eine Verbrennung
durch eine erzwungene Zündung,
wenn Frischluft eingebracht wird, sowohl in dem Fall der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D als auch der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchgeführt. Der
obere Abschnitt von 34 zeigt die offene Periode 120 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas, in welcher die Auslaßventile 32a der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D offen sind, und die offene Periode 121 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31 der vorangehenden
Zylinder offen sind. Der unter bzw. Boden abschnitt zeigt die offene
Periode 122 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, für
welche die Auslaßventile 32 der
unteren bzw. Bodenzylinder der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C offen
sind, und die offene Periode 123 der Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder offen sind.
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Die
Ausbringung der vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
der Einlaß durch
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C werden durch
andere bzw. unterschiedliche Ventile als in dem speziellen Betriebsmodus
durchgeführt,
sodaß dieses Öffnen/Schließen mittels
einer unterschiedlichen bzw. anderen Nocke durchgeführt wird.
Die offene Periode der 120 der Auslaßventile der vorangehenden
Zylinder und die offene Periode 123 der Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder kann deshalb unabhängig von der Öffnungsperiode 80 der
Auslaßventile
für verbranntes Gas
und der offenen Periode 83 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas von 33(a) eingestellt sein. In 34 sind die offene Periode 121 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 123 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder (schattiert gezeigt) von etwa 10° CA vor TDC bis
etwa 55° CA
nach BDC (insgesamt etwa 245° CA) eingestellt.
Auch sind die offene Periode 120 der Auslaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 122 der
Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder von etwa 30° CA vor BDC bis etwa 25° CA nach
TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Diese offenen Perioden entsprechen typischen Einstellungen
eines Motors bzw. einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik.
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Die
offene Periode 121 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder und die offene Periode 123 der Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder kann vorwärts und rückwärts durch den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a variiert
bzw. geändert
werden und die offene Periode 120 der Auslaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 122 der
Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder können
vorwärts
und rückwärts mittels
des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a variiert werden.
Folglich kann die Periode, für
welche die Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und die Einlaßventile 31 der vorangehenden
Zylinder beide offen sind (Periode, in welcher die offene Periode 120 der
Auslaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 121 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder überlappen: "Ventilüberlappen") durch ein Regeln
bzw. Steuern der Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a variiert
werden. Die Nockenphasen-Regel- bzw. Steuervorrichtung bzw. der
-Controller 49 regelt bzw. steuert die Nockenphasen-Variationsmechanismen 33a, 34a, sodaß die Ventilüberlappung
bzw. das Ventilüberlappen
zunimmt, wie bzw. wenn die Last zunimmt, sodaß eine optimale Verbrennungseffizienz
in Übereinstimmung
mit der Last erzielt wird. Dieselbe Regelung bzw. Steuerung wird
in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchgeführt.
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Auf
diese Weise kann in dem gewöhnlichen Betriebsmodus
die Ausgangsleistung durch ein Bewirken einer Regelung bzw. Steuerung
auf optimale Einlaß/Auslaßzeiten
in Übereinstimmung
mit der Last und durch ein Regeln bzw. Steuern der Einlaßluftrate und
Kraftstoffeinspritzrate derart sichergestellt werden, um ein stöchiometrisches
Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder
ein Verhältnis
fetter als dieses zu erzeugen.
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Es
sollte beachtet werden, daß die
in 33(a) und (b) und 34 gezeigten Muster nicht die jeweiligen Ventilöffnungsperioden
von Ventilöffnungszeiten
beschränken
und diese geeignet innerhalb des Gültigkeitsbereichs bzw. Rahmens
der Ansprüche
variiert werden können.
Beispielsweise kann die Schließzeit 97 des
Einbringungsventils für
verbranntes Gas von 33(a) eingestellt
sein, um etwa später
als der untere Totpunkt 96 des Einlaßhubs der nachfolgenden Zylinder
zu sein. Auch können
die Öffnungsperioden 81, 101, 121 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder von 33(a) und
(b) und 34 eingestellt sein, um abhängig von der
Last (in dieser Ausführungsform
wird dies mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a bewirkt)
unterschiedlich zu sein, oder können
eingestellt sein, um die gleichen wie in dieser Ausführungsform
zu sein (in diesem Fall muß der
Nockenphasen-Variationsmechanismus 33a nicht vorgesehen bzw.
zur Verfügung
gestellt sein). Andere bestimmte Einstellwerte können auch auf geeignete Werte
in Übereinstimmung
mit der geforderten Motorleistung eingestellt sein.
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Auch
kann der Betriebsbereich A in dem speziellen Betriebsmodus in drei
oder mehrere Bereiche bzw. Regionen anstatt in zwei Bereiche A401,
A402 unterteilt sein und geeignete Ventilöffnungs/Schließzeiten
in Übereinstimmung
mit den jeweiligen Bereichen eingestellt sein. Darüber hinaus
könnte
es angeordnet sein, eine kontinuierliche Variation eher als ein
Einstellen in schrittweiser Weise unter Verwendung unterteilter
Bereiche zu erzeugen.
-
Als
nächstes
wird ein modifiziertes Beispiel dieser Ausführungsform unter Bezugnahme
auf 35 bis 38 beschrieben.
In diesen Figuren werden Teile, welche dieselben sind wie in dem
Fall der ersten Ausführungsform
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte
Beschreibung davon wird verzichtet.
-
35 ist eine teilweise, perspektivische Ansicht
eines Nockenwechselmechanismus 150 gemäß dieser Ausführungsform,
gegeben in bezug auf die Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas usw., die durch doppelt strichpunktierte Linien angezeigt sind.
Eine Nockenwelle 151 ist oberhalb der Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas angeordnet. Die Nockenwelle 151 ist angeordnet, um
integral mit Nocken von drei Typen, nämlich einer ersten Nocke 152,
einer zweiten Nocke 154 und einer dritten Nocke 156 zu
rotieren, welche unabhängige
Hebecharakteristika bzw. -merkmale aufweisen. Ein Kipphebelsatz 160,
welcher auf einer Kipphebelwelle 170 abgestützt ist
bzw. wird, ist zwischen diesen Nocken und einem Einbringungsventil 31b für verbranntes Gas
vorgesehen. Der Kipphebelarmsatz 160 ist eine Anordnung
von Kipphebeln von drei Typen, nämlich einem
ersten Kipphebelarm 162, einem zweiten Kipphebelarm 164 und
einem dritten Kipphebelarm 166. An der Spitze des ersten
Kipphebelarms 162 sind ein Ventilabstützabschnitt 163 und
eine Einstellschraube 161 zur Feineinstellung der Position
davon in der axialen Richtung vorgesehen; der Ventilabstütz- bzw.
-anschlagabschnitt 163 stützt bzw. liegt an das obere
Ende der Ventilwelle von beispielsweise dem Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas an einer geeigneten Position. Auf dem zweiten Kipphebel 164 und
dritten Kipphebel 166 sind Federn außerhalb der Zeichnungen vorgesehen,
welche diese Kipphebel gegen die erste Nocke 154 und dritte
Nocke 156 pressen bzw. drücken. Folglich liegen bzw. schlagen,
wenn die Kipphebel des Kipphebelsatzes 160, wie gezeigt,
unabhängig
bewegbar sind, die oberen Oberflächen
der Kipphebel an den Umfängen der
ersten Nocke 152, zweiten Nocke 154 und dritten Nocke 156 an
und werden dadurch vertikal um die Kipphebelwelle 170 in Übereinstimmung
mit der Form bzw. Gestalt der Nockenanschlagabschnitte (Drehradius
der jeweiligen Nocken) gekippt.
-
Im
Inneren des Kipphebelsatzes 160 sind fünf zu beschreibende Stößel in zwei
Reihen vorgesehen (siehe 36. Ein viertes
Stößelloch 204,
welches eines der Stößellöcher davon
ist, ist in 35 sichtbar). Durch die Bewegung
dieser Stößel bzw. Kolben
kann der erste Kipphebel 162 integral mit dem zweiten Kipphebel 164 oder
dritten Kipphebel 166 gemacht werden, d.h. kann für eine gemeinsame Bewegung
damit verbunden bzw. gekoppelt sein. Ein erster Durchtritt 172 für die Zuführung von
hydraulischem Fluid und ein zweiter Durchtritt 174 für die Zufuhr
eines hydraulischen Fluids sind vorgesehen, welche Öl zur hydraulischen
Betätigung
der Stößel innerhalb
der Kipphebelachse bzw. Kipphebelwelle 170 führen.
-
Die
erste Nocke 152 ist eine Nocke zur Ventildeaktivierung
und weist eine kreisförmige
Umfangsgestalt konzentrisch mit der Nockenwelle 151 auf.
Folglich findet, wenn die obere Oberfläche des ersten Kipphebels 162 konstant
in Anlage an die Umfangsoberfläche
der ersten Nocke 152 ist (wobei der zweite Kipphebel 164 und
dritte Kipphebel 166 gelöst bzw. getrennt sind), kein
Kippen statt, selbst wenn die Nockenwelle 151 gedreht wird.
Mit anderen Worten, die Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas usw. werden in dem geschlossenen Zustand deaktiviert.
-
Die
zweite Nocke 154 ist eine Nocke für niedrige Last (oder niedrige
Drehzahl) und umfaßt
einen Abschnitt, der dieselbe Umfangsform wie die erste Nocke 152 aufweist,
und einen Abschnitt, der eine Umfangsform aufweist, die davon vorragt.
Folglich wird, wenn die obere Oberfläche des zweiten Kipphebels 164 konstant
in Anlage an die Umfangsoberfläche
der zweiten Nocke 154 ist (wobei der zu beschreibende dritte
Kipphebel 166 gelöst
bzw. entfernt ist), ein Abwärtskippen
um einen vorgeschriebenen Betrag an einem vorgeschriebenen Kurbelwinkel
bewirkt, sobald bzw. da sich die Nockenwelle 151 dreht. Somit
ist, wenn der erste Kipphebel 162 und zweite Kipphebel 164 dann
für eine
gemeinsame bzw. gekoppelte Bewegung verbunden sind, die Betätigung des
ersten Kipphebels 162 dieselbe wie das Kippen des zweiten
Kipphebels 164 durch die zweite Nocke 154. Mit
anderen Worten, das Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas ist bzw. wird um einen vorgeschriebenen Betrag zu einem vorgeschriebenen
Zeitpunkt geöffnet.
-
Die
dritte Nocke 156 ist eine Nocke für hohe Last (oder hohe Drehzahl)
und umfaßt
einen Abschnitt, der dieselbe Umfangsform wie die zweite Nocke 154 aufweist,
und einen Abschnitt, der eine Umfangsgestalt aufweist, die davon
vorragt. Folglich findet, wenn die obere Oberfläche des dritten Kipphebels 166 konstant
in Kontakt mit der Umfangsoberfläche
der dritten Nocke 156 ist, ein Abwärtskippen um einen vorgeschriebenen
Betrag bei einem vorgeschriebenen Kurbelwinkel statt, sobald sich
die Nockenwelle 151 dreht. Somit ist, wenn der erste Kipphebel 162 und
dritte Kipphebel 166 dann für eine gemeinsam Bewegung verbunden
sind, die Betätigung des
ersten Kipphebels 162 dieselbe wie das Kippen des dritten
Kipphebels 166 durch die dritte Nocke 156. Mit
anderen Worten, das Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas ist um einen vorgeschriebenen Betrag zu einem vorgeschriebenen
Zeitpunkt geöffnet
(die Ventilöffnungsperiode
beinhaltet die Ventilöffnungsperiode,
wenn nur der zweite Kipphebel 164 mit dem ersten Kipphebel 162 verbunden
bzw. gekoppelt ist).
-
36 ist ein Diagramm, das die Betätigung der
fünf im
Inneren des Kipphebelsatzes 160 vorgesehenen Stößel zeigt. 36(a) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebel 162 von dem zweiten Kipphebel 164 und
dem dritten Kipphebel 166 gelöst ist; 36(b) zeigt
den Zustand, in welchem der erste Kipphebel 162 nur mit
dem zweiten Kipphebel 164 verbunden ist; und 36(c) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebelarm 162 mit dem zweiten Kipphebel 164 und
dritten Kipphebel 166 verbunden ist.
-
Ein
erstes Plunger- bzw. Stößelloch 201 und ein
zweites Stößelloch 204 sind
im Inneren des ersten Kipphebels 162 vorgesehen. Das erste
Stößelloch 201 ist
eine konkave Vertiefung bzw. Aussparung von kreisförmigem Querschnitt,
die sich zu dem zweiten Kipphebel 164 hin öffnet. Am
Boden des ersten Stößellochs 201 ist
ein erster Hydraulikfluid-Einlaß 173 vorgesehen,
der von einem ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid führt.
Ein erster Stößel 181 von
zylindrischer Gestalt ist in das erste Stößelloch 201 eingepaßt. Der
erste Stößel 181 gleitet
reibungslos bzw. glatt innerhalb des ersten Stößellochs 201, während er
das hydraulische Fluid abdichtet, das durch den ersten Hydraulikfluid-Einlaß 173 an
seiner Umfangsoberfläche
eingespeist wird. Die Gesamtlänge
des ersten Stößels 181 ist
kürzer
als die Tiefe des ersten Stößellochs 201.
-
Das
vierte Stößelloch 204 ist
ein Durchtrittsloch, das mit dem zweiten Kipphebel 164 und
dem dritten Kipphebel 166 kommuniziert bzw. in Verbindung
steht. Ein zylindrischer vierter Stößel 184 ist in das
vierte Stößelloch 204 eingepaßt. Die
Gesamtlänge
des vierten Stößels 184 ist
dieselbe wie die Tiefe des vierten Stößellochs 204 (Plattenstärke des
ersten Kipphebels 162). Der vierte Stößel 184 gleitet reibungslos
innerhalb des vierten Stößellochs 204.
-
Ein
zweites Stößelloch 202 und
ein fünftes Stößelloch 205 sind
im Inneren des zweiten Kipphebels 164 vorgesehen. Das zweite
Stößelloch 202 ist eine
konkave Vertiefung von kreisförmigem
Querschnitt, die sich zu dem ersten Kipphebelarm 162 hin öffnet, und
ist von einem Durchmesser gleich jenem des ersten Stößellochs 201.
Ein Luftaustrittsloch 206 ist am Boden des zweiten Stößellochs 202 vorgesehen,
um den gasförmigen
Druck des Inneren auf atmosphärischem
Druck zu halten, während
es einer Ölundichtheit
bzw. einem Öllecken
erlaubt wird zu entweichen. Ein zweiter Stößel 182 von zylindrischer Gestalt,
der einen Boden aufweist und von einem äußeren Durchmesser gleich jenem
des ersten Stößels 181 ist,
ist in das zweite Stößelloch 202 eingepaßt. Der
zweite Stößel 182 gleitet
reibungslos innerhalb des zweiten Stößellochs 202. Die
Gesamtlänge
des zweiten Stößels 182 ist
gleich der Tiefe des zweiten Stößellochs 202.
Das Ende des zweiten Stößels 182, das
an dem ersten Stößel 181 anliegt,
ist in sphärischer
bzw. kugelförmiger
Gestalt ausgebildet. Eine zweite Plunger- bzw. Stößelfeder 187 ist in
einer Vertiefung auf der Innenseite des zweiten Stößels 182 vorgesehen,
sodaß der
zweite Stößel 182 konstant zu
dem ersten Stößel 181 hin
vorgespannt bzw. beaufschlagt ist.
-
Das
fünfte
Stößelloch 205 ist
eine konkave Vertiefung von kreisförmigem Querschnitt, die sich
zu dem ersten Kipphebel 162 hin öffnet, und ist von einem Durchmesser
gleich jenem des vierten Stößellochs 204.
Ein Luftaustrittsloch 207 ist am Boden des fünften Stößellochs 205 vorgesehen,
um den gasförmigen
Druck des Inneren auf atmosphärischem Druck
zu halten, während
es einer Ölundichtheit
erlaubt wird zu entweichen. Ein fünfter Stößel 185 von zylindrischer
Gestalt, der einen Boden und einen äußeren bzw. Außendurchmesser
gleich jenem des vierten Stößels 184 aufweist,
ist in das fünfte
Stößelloch 205 eingepaßt. Der
fünfte
Stößel 185 gleitet
reibungslos innerhalb des fünften
Stößellochs 205.
Die Gesamtlänge
des fünften
Stößels 185 ist
kürzer
als die Tiefe des fünften
Stößels 205.
Das Ende des fünften
Stößels 185,
der an den vierten Stößel 184 angrenzt,
ist in eine kugelförmige
Gestalt ausgebildet. Eine fünfte
Stößelfeder 189 ist
in einer Vertiefung auf der Innenseite des fünften Stößels 185 vorgesehen, sodaß der fünfte Stößel 185 konstant
zu dem vierten Stößel 184 hin
vorgespannt ist.
-
Ein
drittes Stößelloch 203 ist
innerhalb des dritten Kipphebels 166 vorgesehen. Das dritte
Stößelloch 203 ist
eine konkave Vertiefung von kreisförmigem Querschnitt, die sich
zu dem ersten Kipphebel 162 hin öffnet, und ist auf demselben
Durchmesser ist wie das erste Stößelloch 204.
Am Boden des dritten Stößellochs 203 ist
ein zweiter Einlaß 175 für hydraulisches
Fluid vorgesehen, der von einem zweiten Durchtritt 174 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid führt. Ein dritter Stößel 183 von
zylindrischer Gestalt, gleich im Durchmesser zu dem vierten Stößel 184,
ist in das dritte Stößelloch 203 eingepaßt. Der
dritte Stößel 183 gleitet
reibungslos innerhalb des dritten Stößellochs 203, während er
das hydraulische Fluid, das durch den zweiten hydraulischen Fluideinlaß 175 eingespeist
wird, an seiner Umfangsoberfläche
abdichtet. Die Gesamt länge
des dritten Stößels 183 ist
gleich der Tiefe des dritten Stößellochs 203.
Das Ende des dritten Stößels 183,
das an den vierten Stößel 184 anliegt,
ist in kugelförmiger Gestalt
ausgebildet.
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36(a) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebel 162 von dem zweiten Kipphebel 164 gelöst ist und
der dritte Kipphebel 166 und Hydraulikfluiddruck zu dem
ersten Durchtritt bzw. -gang 172 zur Zufuhr/Entladung von
hydraulischem Fluid zugeführt
wird (nachfolgend wird dies "hydraulischer Druck
EIN" bezeichnet),
jedoch Hydraulikfluiddruck nicht zu dem zweiten Durchtritt 174 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid zugeführt wird (nachfolgend wird
dies als "hydraulischer
Druck AUS" bezeichnet).
Indem der hydraulische Druck des ersten Hydraulikfluideinlasses 173,
der von dem ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid eingespeist bzw. zugeführt wird, auf EIN geschaltet
wird, wird der erste Stößel 181 nach rechts
gepreßt
bzw. gedrückt
(Richtung des Pfeils in der Figur). Diese pressende Kraft ist größer als
die vorspannende bzw. beaufschlagende Kraft der zweiten Stößelfeder 187,
sodaß der
erste Stößel 181 integral
bzw. gemeinsam mit dem zweiten Stößel 182 nach rechts
bewegt wird. Da die Gesamtlänge
des zweiten Stößels 182 gleich
der Tiefe des zweiten Stößellochs 202 ist,
befindet sich der Kontaktpunkt des ersten Stößels 181 und des zweiten
Stößels 182 auf der
zusammenpassenden bzw. abgestimmten Ebene des ersten Kipphebels 162 und
zweiten Kipphebels 164.
-
Andererseits
ist der hydraulische Druck des zweiten Hydraulikfluideinlasses 175,
der von dem zweiten Durchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid eingespeist wird, auf AUS, sodaß der dritte
Stößel 183,
vierte Stößel 184 und
fünfte Stößel 185 integral
bzw. gemeinsam nach links (Richtung des Pfeils in der Figur) durch
die vorspannende Kraft der fünften
Stößelfeder 189 bewegt
werden. Da die Gesamtlänge
des dritten Stößels 183 gleich
der Tiefe des dritten Stößellochs 203 ist,
befindet sich der Kontaktpunkt des dritten Stößels 183 und des vierten
Stößels 184 auf
der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162 und
dritten Kipphebels 166. Darüber hinaus befindet sich, da
die Gesamtlänge
des vierten Stößels 184 gleich
ist der Tiefe des vierten Stößellochs 204,
der Kontaktpunkt des vierten Stößels 184 und
des fünften
Stößels 185 auf
der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162 und
des zweiten Kipphebels 164.
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Somit
ist, da sich der Kontaktpunkt der Stößel auf der zusammenpassenden
Ebene der Kipphebel befindet, der erste Kipphebel 162 in
einem Zustand gelöst
von dem zweiten Kipphebel 164 und dritten Kipphebel 166.
Der erste Kipphebel 162 führt daher einen Vorgang in Übereinstimmung
mit der ersten Nocke 152 durch, die an die obere Oberfläche davon anliegt,
d.h. ein Kippen um die Kipphebelachse 170 ist deaktiviert,
woraus resultierend das Einbringungsventil 31a für verbranntes
Gas in dem geschlossenen Zustand deaktiviert ist.
-
36(b) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebelarm 162 nur mit dem zweiten Kipphebel 164 verbunden
ist und sowohl der erste Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid und der zweite Durchtritt 174 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid in dem AUS-Zustand des hydraulischen
Drucks sind. Da der erste Hydraulikfluideinlaß 173, der von dem
ersten Durch tritt 172 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem
Fluid gespeist wird, sich in dem AUS-Zustand des hydraulisches Drucks
befindet, werden der erste Stößel 181 und
der zweite Stößel 182 nach
links (Richtung des Pfeils in der Figur) durch die vorspannende
Kraft der zweiten Stößelfeder 187 bewegt.
Da die Gesamtlänge
des ersten Stößels 181 kürzer als
die Tiefe des ersten Stößellochs 201 tritt
ein Teil des zweiten Stößels 182 in
das erste Stößelloch 201 ein.
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Darüber hinaus
befindet sich, da der zweite Hydraulikfluideinlaß 175, der von dem
zweiten Durchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung für hydraulisches Fluid
gespeist wird, sich in dem AUS-Zustand für hydraulischen Druck befindet,
auf dieselbe Weise wie in dem Fall von 36(a),
der Kontaktpunkt des 180 dritten Stößels 183 und des vierten
Stößels 184 in der
zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162 und dritten
Kipphebels 166, während
der Kontaktpunkt des vierten Stößels 184 und
fünften Stößels 185 in
der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162 und
zweiten Kipphebels 164 ist.
-
Auf
diese Weise ist der erste Kipphebel 162 mit dem zweiten
Kipphebel 164 durch einen Eintritt eines Teils des zweiten
Stößels 182 in
das erste Stößelloch 201 verbunden
bzw. gekoppelt. Auch werden, da der Kontaktpunkt des dritten Stößels 183 und des
vierten Stößels 184 in
der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162 und
dritten Kipphebels 166 ist, der erste Kipphebel 162 und
der dritte Kipphebel 166 in einen gelösten Zustand versetzt. Der
erste Kipphebel 162 führt
daher einen Vorgang unter Regelung bzw. Steuerung der zweiten Nocke 154 durch,
die an der oberen Oberfläche
des zweiten Kipphebels 164 anliegt. D.h., ein Kippen nach
unten um einen vorgeschriebenen Betrag bei einem vorgeschriebenen
Kurbelwinkel findet statt, sobald sich die Nockenwelle 151 dreht,
wodurch das Einbringungsventil 31b für verbranntes Gas geöffnet und
geschlossen wird.
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36(c) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebel 162 mit dem zweiten Kipphebel 164 und
dritten Kipphebel 166 verbunden ist; der erste Durchtritt 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid ist in dem AUS-Zustand für hydraulischen
Druck und der zweite Durchtritt 174 für eine Zufuhr/Entladung von
hydraulischem Fluid ist in dem EIN-Zustand für hydraulischen Druck. Da der
hydraulische Druck des ersten Hydraulikfluideinlasses 173, der
von dem ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung von
hydraulischem Fluid eingespeist wird, AUS ist, auf gleiche Weise
wie in 36(b), tritt ein Teil des zweiten
Stößels 182 in
das erste Stößelloch 201 ein.
-
Darüber hinaus
wird, da der hydraulische Druck des zweiten Hydraulikfluideinlasses 175,
der von dem zweiten Durchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung von
hydraulischem Fluid gespeist ist, EIN ist, der dritte Stößel 183 nach
rechts gepreßt
(Richtung des Pfeils in der Figur). Die pressende Kraft davon ist
größer als
die vorspannende Kraft der fünften
Stößelfeder 189,
sodaß der
dritte Stößel 183 integral
bzw. gemeinsam mit dem vierten Stößel 184 und fünften Stößel 185 nach
rechts bewegt wird. Da die Gesamtlänge des fünften Stößels 185 kürzer ist
als die Tiefe des fünften
Stößellochs 205,
tritt ein Teil des vierten Stößels 184 in
das fünfte
Stößelloch 205 ein
und zusätzlich
tritt ein Teil des dritten Stößels 183 in
das vierte Stößelloch 204 ein.
-
Somit
ist, da ein Teil des zweiten Stößels 182 in
das erste Stößelloch 201 eintritt
und ein Teil des dritten Stößels 183 in
das vierte Stößelloch 204 eintritt,
der erste Kipphebel 162 mit dem zweiten Kipphebel 164 und
dem dritten Kipphebel 166 verbunden. Folglich führt der
erste Kipphebel 162 einen Vorgang unter der Regelung bzw.
Steuerung der dritten Nocke 156 durch, welche den größten Drehradius
aufweist und an die obere Oberfläche
des dritten Kipphebels 166 anliegt. D.h. ein Kippen nach
unten um einen vorgeschriebenen Betrag um einen vorgeschriebenen
Kurbelwinkel findet statt, sobald bzw. da die Nockenwelle 151 gedreht
wird, wodurch das Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas geöffnet
und geschlossen wird. Die Periode bzw. Zeitspanne dieser Ventilöffnung ist
länger
als in dem Fall von 36(b).
-
Der
obige Nockenwechselmechanismus 150 war für die Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas
und Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas vorgesehen, jedoch ist ein ähnlicher
Nockenwechsel- bzw. -umschaltmechanismus 150a (in Klammern
in 35 gezeigt) vorgesehen in bezug auf die Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder und Auslaßventile 32a der vorangehenden
Zylinder. Jedoch sind in dem Fall des Nockenwechselmechanismus 150a die
zweite Nocke 154 und dritte Nocke 156 von gleicher
Form bzw. Gestalt. Der Kipphebelsatz 160a, der an diese
Nocken anliegt bzw. anschlägt,
umfaßt
einen ersten Kipphebel 162a, einen zweiten Kipphebel 164a und
einen dritten Kipphebel 166a, wie in 35 gezeigt wird. Der Nockenwechselmechanismus 150a bewirkt
einen Wechsel bzw. eine Umschaltung zwischen einem Zustand, in welchem
ein deaktivierter Zustand erzeugt wird, indem der erste Kipphebel 162a von
dem zweiten Kipphebel 164a und dritten Kipphebel 166a gelöst wird
und die Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder und die Auslaßventile 32a der vorangehenden
Zylinder in den geschlossenen Zustand versetzt werden, und einem
Zustand, in welchem der erste Kipphebel 162a mit dem zweiten Kipphebel 164a und
dritten Kipphebel 166a verbunden ist, sodaß die Einlaßventile 31a der
folgenden Zylinder und Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder durch eine Drehung der zweiten Nocke 154 und
dritten Nocke 156 geöffnet
und geschlossen werden.
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37 ist ein Diagramm, das den Vorgang der
drei Stößel illustriert,
die innerhalb des Kipphebelsatzes 160a vorgesehen sind. 37(a) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebel 162a von dem zweiten Kipphebel 164a und
dritten Kipphebel 166a gelöst ist, und 37(b) zeigt
den Zustand, in welchem der erste Kipphebel 162a mit dem
zweiten Kipphebel 164a und dritten Kipphebel 166a verbunden
ist.
-
Die
Stößelkonstruktion
in dem Kipphebelsatz 160a ist der Art, welche durch die
Konstruktion vorgesehen ist, die durch den dritten Stößel 183,
vierten Stößel 184 und
fünften
Stößel 185 des
Kipphebelsatzes 160 repräsentiert wird, sodaß eine Beschreibung der
detaillierten Konstruktion davon in der Beschreibung des Kipphebelsatzes 160 dupliziert
wird und deshalb entfällt.
Jedoch unterscheidet sie sich von dem Kipphebelsatz 160 darin,
daß ein
erster Hydraulikfluideinlaß 173a von
einem ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem
Fluid am linken Ende des dritten Stößels 183 führt. Auch
kann der zweite Durchtritt 174 zur Zufuhr/Endladung des hydraulischen
Fluids entfallen, wenn er strukturell ausgelassen werden kann.
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37(a) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebel 162 von dem zweiten Kipphebel 164 und
dritten Kipphebel 166 gelöst ist und der erste Durchtritt 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid in dem AUS-Zustand des
hydraulischen Drucks ist. Da der erste Hydraulikfluideinlaß 173a, welcher
von dem ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung von
hydraulischem Fluid gespeist wird, in dem AUS-Zustand des hydraulischen
Drucks ist, werden der drittel Stößel 183, vierte Stößel 184 und
fünfte
Stößel 185 integral
nach links (Richtung des Pfeils in der Figur) durch die vorspannende
Kraft der dritten Stößelfeder 189 bewegt.
Folglich ist der Kontaktpunkt des dritten Stößels 183 und des vierten Stößels 184 in
der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162a und
dritten Kipphebels 166a und der Kontaktpunkt des vierten
Stößels 184 und fünften Stößels 185 ist
in der zusammenpassenden Ebene des ersten Kipphebels 162a und
zweiten Kipphebels 174a.
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Somit
ist bzw. wird, da die Kontaktpunkte der Stößel in den zusammenpassenden
Ebenen der Kipphebel sind bzw. liegen, ist der erste Kipphebel 162a von
dem zweiten Kipphebel 164a und dritten Kipphebel 166a gelöst. Folglich
führt der
erste Kipphebel 162a einen Vorgang unter der Regelung bzw. Steuerung
der ersten Nocke 152 durch, die an der oberen Oberfläche davon
anliegt, d.h., ein Kippen um die Kipphebelwelle 170 ist
deaktiviert, sodaß das
Einbringungsventil für
verbranntes Gas, das Einlaßventil 31a der
folgenden Zylinder und das Auslaßventil 32a der vorangehenden
Zylinder in dem geschlossenen Zustand deaktiviert sind.
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37(b) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebel 162a mit dem zweiten Kipphebel 164a und
dritten Kipphebel 166a verbunden ist und der erste Durchtritt 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid in dem EIN-Zustand des hydraulischen
Drucks ist. Da der erste Hydraulikfluideinlaß 173a, der von dem
ersten Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem
Fluid gespeist wird, in dem EIN-Zustand des hydraulischen Drucks ist,
wird der dritte Stößel 183 nach
rechts (Richtung des Pfeils in der Figur) gepreßt. Da die pressende Kraft
davon größer ist
als die vorspannende Kraft der fünften
Stößelfeder 189,
wird der dritte Stößel 183 integral
mit dem vierten Stößel 184 und
fünften
Stößel 185 nach
rechts bewegt. Folglich tritt ein Teil des vierten Stößels 184 in
das fünfte
Stößelloch 205 ein
und ein Teil des dritten Stößels 183 tritt
in das vierte Stößelloch 204 ein.
-
Somit
ist, da ein Teil des vierten Stößels 184 in
das fünfte
Stößelloch 205 eintritt
und ein Teil des dritten Stößels 183 in
das vierte Stößelloch 204 eintritt,
der erste Kipphebel 162 mit dem zweiten Kipphebel 164 und
dem dritten Kipphebel 166 verbunden. Der erste Kipphebel 162 wird
deshalb unter der Regelung bzw. Steuerung der zweiten Nocke 154 und dritten
Nocke 156 (von gleicher Gestalt) betätigt, die an die obere Oberfläche des
zweiten Kipphebels 164a und dritten Kipphebels 166a anliegen.
Besonders findet ein Kippen nach unten um einen vorgeschriebenen
Betrag bei einem vorgeschriebenen Kurbelwinkel mit bzw. bei einer
Drehung der Nockenwelle 151 statt, um das Einbringungsventil 31b für verbranntes
Gas dazu zu veranlassen, geöffnet
und geschlossen zu werden.
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38 zeigt die Konstruktion des Antriebs- und Regel- bzw. Steuersystems,
wenn der in 35 bis 37 gezeigte
Nockenwechselmechanismus eingesetzt wird. Ein erstes Regel- bzw.
Steuerventil 176 und zweites Regel- bzw. Steuerventil 177 sind Regel-
bzw. Steuerventile zur Regelung bzw. Steuerung von (hydraulischem
Druck EIN/AUS) des ersten hydraulischen Fluids und zweiten hydraulischen
Fluids, die zu dem ersten Drucktritt 172 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid und zweiten Drucktritt 174 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid eingespeist werden. Ein
Nockenwechselmechanismus 150 ist an dem Einbringungsventil 31a für verbranntes
Gas und Auslaßventil 32b für verbranntes
Gas vorgesehen; ein Nockenwechselmechanismus 150a ist am
Einlaßventil 31a der
nachfolgenden Zylinder und Auslaßventil 32a der vorangehenden Zylinder
vorgesehen.
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Die
ECU 70a unterscheidet sich von der in 31 gezeigten ECU 70 darin, daß sie anstatt
der Ventildeaktivierungsmechanismus-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 72 und
Nockenphasen-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 79 eine Nockenwechsel-Regel-
bzw. -Steuereinrichtung bzw. einen -Controller 190 umfaßt.
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Die
Nockenwechsel-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 190 regelt
bzw. steuert den Nockenwechselmechanismus 150 und Nockenwechselmechanismus 158 wie
folgt, indem das erste Regel- bzw.
Steuerventil 176 und zweite Regel- bzw. Steuerventil 177 in Übereinstimmung
mit dem speziellen Betriebsmodus und gewöhnlichen Betriebsmodus oder
in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand bzw. der Betriebsbedingung geregelt bzw.
gesteuert werden.
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In
dem speziellen Betriebsmodus, dem Bereich niedriger Last und niedriger
Drehzahl ist bzw. sind:
- • der erste hydraulische Druck
AUS und zweite hydraulische Druck AUS
- • Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder in deaktiviertem Zustand (37(a))
- • Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas im Betriebszustand
unter der Regelung bzw. Steuerung der zweiten Nocke 154 (Niederdrehzahlnocke) (36(b));
-
In
dem besonderen Betriebsmodus, dem Bereich hoher Last und hoher Drehzahl
ist bzw. sind:
- • der erste hydraulische Druck
AUS und der zweite hydraulische Druck EIN
- • die
Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder in deaktiviertem Zustand (37(a))
- • die
Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas im Betriebszustand
unter der Regelung bzw. Steuerung der dritten Nocke 156 (Hochdrehzahlnocke) (36(c));
-
Der
gewöhnliche
Betriebsmodus ist:
- • erster hydraulischer Druck
EIN und zweiter hydraulischer Druck AUS
- • Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder im Betriebszustand unter der Regelung bzw. Steuerung der
zweiten Nocke 154 und dritten Nocke 156 (37(b))
- • Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas in deaktiviertem
Zustand (36(a)).
-
Als
nächstes
wird der Betrieb der in 35 bis 38 gezeigten Vorrichtung beschrieben werden; jedoch
wird auf eine Beschreibung von Abschnitten, die bereits unter Bezugnahme
auf die in 31 und 32 gezeigte
Ausführungsform
beschrieben wurden, verzichtet. 39 ist
ein Diagramm, das im Detail die mit den Einlaß/Auslaßhüben verknüpften Abschnitte in dieser
Ausführungsform
zeigt. 39(a) ist der Fall des Bereichs
vergleichsweise niedriger Last und niedriger Drehzahl (Bereich A401
in 32) eines Betriebszustands, in welchem der spezielle
Betriebsmodus durchgeführt wird,
und 39(b) ist der Fall des Bereichs
vergleichsweise hoher Last und hoher Drehzahl (Bereich A402 in 32) von diesem Modus. Die weitere Bezeichnung
ist dieselbe wie in 33.
-
Der
obere Abschnitt von 39(a) zeigt die offene
Periode 230 (schattiert gezeigt) der Auslaßventile
für verbranntes
Gas, für
welche die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D offen sind,
und die offene Periode 231 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder offen sind. Der untere bzw. Bodenabschnitt zeigt
die offene Periode 232 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder, für
welche die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C offen
sind, und die offene Periode 233 (schattiert gezeigt) der
Einbringungsventile für verbranntes
Gas. Auch sind, direkt unter der offenen Periode 230 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas und der offenen Periode 233 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas, die offene Periode 250 der Auslaßventile für verbranntes Gas und offenen
Periode 253 der Einbringungsventile für verbranntes Gas, welche zu
beschreiben sind, (beide von diesen sind für den Fall von vergleichsweise
hoher Drehzahl, hoher Last in dem speziellen Betriebsmodus) für Referenzzwecke
durch die doppelt gepunktete strichlierte Linie gezeigt. Ein Wechsel
dieser offenen Perioden wird mittels der Nockenwechselmechanismen 150, 150a und
der Nockenwechsel-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 190 durchgeführt. Die
offene Periode 231 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder wird von etwa 10° CA
vor TDC bis etwa 55° CA
nach BDC (insgesamt etwa 245° CA)
eingestellt. Dies ist der typische Einstellwert eines Motors bzw.
einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik. Im Gegensatz
ist die offene Periode 233 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas von im wesentlichen dem TDC zu dem BDC (insgesamt etwa 180° CA) eingestellt.
Auch ist die offene Periode 232 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder von etwa 45° CA vor BDC bis etwa 10° CA nach
TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt.
-
D.h.,
das Intervall (etwa 0° CA)
zwischen dem Einlaßhub
der nachfolgenden Zylinder und unterem Totpunkt 247 und
der Schließzeit 248 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas ist eingestellt, um kürzer zu sein als das Intervall
(etwa 55° CA)
zwischen dem Einlaßhub-Totpunkt 242 der
vorangehenden Zylinder und der Schließzeit 243 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder. Die offene Periode 233 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas ist kürzer
als die offene Periode 231 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder und die offene Periode 232 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder. Somit gibt es, da in den nachfolgenden
Zylindern 2B, 2C die offene Periode 233 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas eingestellt ist, um kurz zu sein, und die Öffnungszeit 248 der
Einbringungsventile für verbranntes
Gas früh
eingestellt ist, zu einem Zeitpunkt nahe dem BDC, sogar während einer
Aufwärts bewegung
des Kolbens 3 nach dem BDC entweder keine Periode, für welche
die Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas offen sind,
oder eine derartige Periode ist kurz. Das effektive Kompressionsverhältnis wird
deshalb erhöht
und ist nahe dem geometrischen Kompressionsverhältnis. Mit diesem Anstieg bzw.
dieser Erhöhung
des effektiven Kompressionsverhältnisses
neigt die Zylindertemperatur der folgenden Zylinder 2B, 2C zum
Ansteigen, wodurch die Kompressionszündungsfähigkeit erhöht wird.
-
Auch
die offene Periode 230 der Auslaßventile für verbranntes Gas wird von
etwa 45° CA
vor dem BDC bis etwa 20° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 205° CA)
eingestellt. Folglich wird die Öffnungszeit 241 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas um etwa 20° CA
von der Schließzeit 248 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas (entsprechend dem TDC in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D) vorgerückt eingestellt.
Dies ist früher
als der typische Einstellwert in einem herkömmlichen Motor (etwa 50° CA nach
dem TDC). Durch ein früheres
Schließen des
Auslaßventils 32b für verbranntes
Gas wird die interne EGR der vorangehenden Zylinder 2A, 2D erhöht, sodaß die Temperatur
des verbrannten Gases, das in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird,
ansteigt.
-
Da
die offene Periode 232 der Auslaßventile der folgenden Zylinder
auf etwa 45° CA
vor dem BDC bis etwa 10° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt ist, sind die Auslaßventile 32 der nachfolgenden
Zylinder am oberen Totpunkt 244 des Auslaßhubs der
nachfolgenden Zylinder offen. Andererseits wird die Öffnungszeit 246 des
Einbringungsventils für
verbranntes Gas derart eingestellt, um praktisch auf dem oberen
Totpunkt 245 des Einlaßhubs
der nach folgenden Zylinder zu sein. D.h. die Öffnungszeit 246 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas ist eingestellt, um auf dem oberen Totpunkt 245 des
Einlaßhubs
der nachfolgenden Zylinder zu sein, während die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder bis zu dem oberen Totpunkt 244 des
Auslaßhubs
der nachfolgenden Zylinder offen sind. Folglich kann, da die Ventilüberlappung
in der Nähe
des oberen Totpunkts 244 des Auslaßhubs der nachfolgenden Zylinder
verkürzt
ist, ein sogenanntes "Durchblasen", in welchem das
verbrannte Gas, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
ist, direkt zu den Abgasdurchtritten 20 durch die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder ausgebracht werden, verhindert werden und
das effektive Kompressionsverhältnis
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C kann erhöht werden.
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Wie
oben beschrieben, ist die Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C erhöht und die
Kompressionszündungsfähigkeit
verbessert durch ein Steigern des effektiven Kompressionsverhältnisses
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C und Ansteigen
bzw. Anheben der Temperatur des verbrannten Gases, das in die folgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht ist bzw. wird. Auf
diese Weise ist der Betriebsbereich, in welchem eine Verbrennung
durch Kompressionszündung
durchgeführt
werden kann, weiter in den Niederlastbereich ausgedehnt.
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39(b) ist ein Diagramm des Falls des Bereichs
von vergleichsweise hoher Last und hoher Drehzahl (Bereich A402
in 32). Der obere Abschnitt davon zeigt die offene
Periode 250 (kreuzschraffiert gezeigt) der Auslaßventile
für verbranntes Gas,
für welche
die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D offen sind,
und die offene Periode 231 (gemeinsam mit 39(a))
der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder. Der untere Abschnitt davon zeigt die
offene Periode 232 (gemeinsam mit 39(a))
der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder und die offene Periode 253 (kreuzschraffiert
gezeigt) der Einbringungsventile für verbranntes Gas, in welchen
die Einbringungsventile für
verbranntes Gas 31b offen sind. Auch direkt unter der offenen
Periode 250 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas und der offenen Periode 253 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas sind die offene Periode 230 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die offene Periode 233 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas von 39(a) mit doppelt gepunkteten
strichlierten Linien zur Referenz gezeigt.
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Die
offene Periode 253 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas ist von etwa 10° CA
vor dem TDC bis etwa 55° CA
nach dem BDC eingestellt. D.h., eine Ventilöffnung findet 10° CA früher statt
als die offene Periode 233 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas in dem Bereich niedriger Last und niedriger Drehzahl und eine
Ventilschließung
findet 55° später statt.
Folglich ist das effektive Kompressionsverhältnis der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C im Vergleich
mit dem Fall von 39(a) reduziert und die
Temperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C ist bzw.
wird abgesenkt.
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Auch
ist bzw. wird die offene Periode 250 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas von etwa 45° CA vor
dem BDC bis etwa 10° CA
nach dem TDC eingestellt. D.h., sie ist etwa 30° CA länger als die offene Periode 230 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas von 39(a). Die interne EGR der
vorangehenden Zylinder 2A, 2D ist deshalb reduziert
im Vergleich mit 39(a), sodaß die Temperatur
des verbrannten Gases, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird, fällt.
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Wie
oben beschrieben, ist bzw. wird die Zylindertemperatur der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C abgesenkt und eine abnormale Verbrennung,
wie beispielsweise ein Klopfen, wird verhindert, indem das effektive
Kompressionsverhältnis
der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C gesenkt bzw.
verringert wird und die Temperatur des verbrannten Gases abgesenkt
wird, das in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird. Auf diese Weise wird der Betriebsbereich, in welchem eine
Verbrennung durch Kompressionszündung
durchgeführt
werden kann, weiter in den Hochlastbereich ausgedehnt.
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Es
sollte beachtet werden, daß das
in 39(a) und (b) gezeigte Muster nicht
beschränkend
für die Öffnungsperioden
und Schließperioden ist
und diese geeignet innerhalb des Gültigkeitsbereichs der Ansprüche geändert werden
können.
Beispielsweise kann die Schließzeit 248 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas in 39(a) eingestellt
sein, um etwas später
als der untere Totpunkt 247 des Einlaßhubs der nachfolgenden Zylinder
zu sein. Andere spezifische Einstellwerte können auf geeignete Werte in Übereinstimmung
mit der geforderten Motorleistung eingestellt werden.
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In
diesen Ausführungsformen
wurden Konstruktionen angewendet, in welchen eine Anordnung mit
einem Dreiweg-Nockenwechsel, eine Anordnung mit einem Zweiweg-Nockenwechsel
und eine Anordnung mit keinem Nockenwechsel in Übereinstimmung mit der Stelle
einer Anordnung der Einlaß/Auslaßventile
und deren jeweiligen Funktionen kombiniert wurden, wobei jedoch
die Kombinationen davon nicht auf diese beschränkt sind; beispielsweise könnte ein
Dreiweg-Nockenwechsel eingesetzt werden, indem Dreiwege-Nocken und
Kipphebelsätze 160 an allen
Ventile angeordnet werden. Auch könnten die offene Periode 231 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 232 der
Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, welche als festgelegt in der zweiten
Ausführungsform
angenommen wurden, durch einen Nockenwechsel geändert werden.
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40 bis 44 zeigen
noch eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
der Gesamtkonstruktion der in 40 gezeigten
Brennkraftmaschine sind der Hauptmotorkörper, Einlaß/Auslaßöffnungen, damit verbundene
Einlaß/Auslaßdurchtritte
und die Einlaß/Auslaßventile, die
die zwischen den Zylindern liegenden Gasdurchtritte und Einlaß/Auslaßöffnungen öffnen und
schließen
in derselben Weise konstruiert wie in dem Fall der in 30 gezeigten Ausführungsformen. Zusätzlich sind
die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a und 34a,
die in bezug auf die Nockenwellen 33 und 34 vorgesehen
bzw. zur Verfügung
gestellt sind, in derselben Weise konstruiert wie in dem Fall der
in 30 gezeigten Ausführungsform. Stromaufwärts des
Vereinigungs- bzw. Mischabschnitts in dem Einlaßdurchtritt 15 sind
ein Luftstromsensor 19, der den Betrag bzw. das Ausmaß des Einlaßstrom detektiert,
ein Kompressor 27b eines Turboladers 27, der eine
Aufladung unter Verwendung der Energie des Abgases durchführt, und
ein Zwischenkühler
bzw. Ladeluftkühler 28 vorgesehen.
Auch in dem Auslaßdurchtritt 10 sind
ein O2-Sensor 23, eine Turbine 27a des
Turboladers 27 und ein Dreiwege-Katalysator 24 vorgesehen.
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Auch
sind, wie dies in 42 gezeigt wird, in bezug auf
die Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas usw. Nockenwechselmechanismen 150 vorgesehen,
die den Kippzustand der Kipphebelsätze 160 durch einen
Nockenwechsel ändern;
mittels dieser Mechanismen ist es angeordnet, um möglich zu sein,
die Öffnungs/Schließzeiten
der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas usw., wie
dies durch die doppelt punktierten strichlierten Linien gezeigt
ist, zu ändern
oder diese in dem geschlossenen Zustand zu deaktivieren.
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Eine
Nockenwelle 34 ist oberhalb der Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas angeordnet. Nocken 27 sind so angeordnet, um integral
mit dieser Nockenwelle 34 zu rotieren bzw. sich zu drehen.
Die Nocken 27 umfassen drei Nocken, welche unabhängige Hebecharakteristika
bzw. -merkmale aufweisen, nämlich
eine erste Nocke 152, eine zweite Nocke 154 und
eine dritte Nocke 156. Ein Kipphebelsatz 160,
der durch eine Kipphebelwelle bzw. -achse 170 abgestützt ist,
ist zwischen diesen Nocken und den Einbringungsventilen 31b für verbranntes
Gas vorgesehen. Dieser Kipphebelsatz 160 ist von derselben
Konstruktion wie jener, der in 36 illustriert
ist, die oben beschrieben ist.
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Der
Nockenwechselmechanismus 150 ist für die Einbringungsventile 31b für verbranntes
Gas und die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas vorgesehen, wobei jedoch ein ähnlicher Nockenwechselmechanismus 150a und
Kipphebelsatz 160a (in Klammern in 42 gezeigt)
ebenfalls für
die Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder und die Auslaßventile 32a der vorangehenden
Zylinder vorgesehen sind. Jedoch in dem Nockenwechselmechanismus 150a sind
die zweite Nocke 154 und dritte Nocke 156 von
gleicher Gestalt. Der Kipphebelsatz 160a, der an diesen
Nocken anliegt, ist von derselben Konstruktion wie jener, der in 35 und 37 illustriert
ist, die oben beschrieben sind.
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Zusätzlich ist
auch ein ähnlicher
Nockenwechselmechanismus 150b ebenfalls für die Einlaßventile 31 der
vorhergehenden Zylinder vorgesehen (in Klammern in 42 gezeigt). In dem Nockenwechselmechanismus 150b ist
die erste Nocke 152 keine Deaktivierungsnocke, jedoch eine
Nocke für Niederlast,
die einen Vorsprung aufweist. Auch die zweite Nocke 154 und
die dritte Nocke 156 sind von der gleichen Gestalt, um
Nocken für
Hochlast zu sein. Der Kipphebelsatz 160b, der an diesen
Nocken anliegt, umfaßt
einen ersten Kipphebel 162b, einen zweiten Kipphebel 164b und
einen dritten Kipphebel 166b, wie dies in Klammern in 42 gezeigt wird. Der Nockenwechselmechanismus 150b wechselt bzw.
schaltet um zwischen einem Zustand, in welchem die Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder für
eine vergleichsweise kurze Periode geöffnet sind, durch ein Lösen des
ersten Kipphebels 162b von dem zweiten Kipphebel 164b und
dem dritten Kipphebel 166b, und einem Zustand, in welchem
der erste Kipphebel 162b mit dem zweiten Kipphebel 164b oder
dritten Kipphebel 166b verbunden ist, sodaß die Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder für
eine vergleichsweise lange Periode durch eine Drehung bzw. Rotation
der zweiten Nocke 154 oder dritten Nocke 156 geöffnet sind.
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43 ist ein Diagramm, welches die Betätigung bzw.
der Betrieb der drei im Inneren der Kipphebelkassette 160b vorgesehenen
Stößel zeigt. 43(a) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebel 162b von dem zweiten Kipphebel 164b und
dem dritten Kipphebel 166b gelöst ist; 43(b) zeigt
den Zustand, in welchem der erste Kipphebel 162b nur mit
dem zweiten Kipphebel 164b verbunden ist; und 43(c) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebel 162b mit dem zweiten Kipphebel 164b und
dem dritten Kipphebel 166b verbunden ist.
-
In
der Stößelkonstruktion
in dem Kipphebelsatz 160 ist die Stößelkonstruktion in dem Kipphebelsatz 160b in
bezug auf die Gesamtlänge
des ersten Stößels 181 und
zweiten Stößels 182 und
die Spezifikation der zweiten Stößelfeder 187 geändert; diese werden
deshalb jeweils als der erste Stößel 181, zweite
Stößel 182 und
zweite Stößelfeder 187 benannt.
Aufgrund dieser Konstruktion unterscheidet sich die Nockenwechselbedingung,
die durch den Nockenwechselmechanismus 150 durch die Kombination
des hydraulischen Drucks des ersten Durchtritts 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid und des zweiten Durchtritts 174 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid erzeugt wurde, welche auf
EIN und AUS geschaltet wurden, von jenem des Nockenwechselmechanismus 150.
-
43(a) zeigt den Zustand, in welchem der erste
Kipphebel 162 von dem zweiten Kipphebel 164 und
dem dritten Kipphebel 166 gelöst ist und sich der erste Durchtritt 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid und der zweite Durchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung
von hydraulischem Fluid beide in dem AUS-Zustand des hydraulischen
Drucks befinden. 43(b) zeigt den Zustand,
in welchem der erste Kipphebel 162 nur mit dem zweiten
Kipphebel 164 verbunden ist und der erste Durchtritt 172 zur
Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid in dem EIN-Zustand des
hydraulischen Drucks ist, während der
zweite Durchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem
Fluid in dem AUS-Zustand des hydraulischen Drucks ist. 43(c) zeigt den Zustand, in welchem der
erste Kipphebel 162b mit dem zweiten Kipphebel 164b und
dem dritten Kipphebel 166b verbunden ist und der erste
Durchtritt 172 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem Fluid
in dem AUS-Zustand des hydraulischen Drucks ist, während der
zweite Druchtritt 174 zur Zufuhr/Entladung von hydraulischem
Fluid in dem EIN-Zustand des hydraulischen Drucks ist.
-
44 zeigt die Konstruktion des Antriebs- und Regel- bzw. Steuersystems
in dieser Ausführungsform;
in dieser Figur umfaßt
die ECU 70b eine Betriebszustands-Identifikationseinrichtung 71,
eine Nockenwechsel-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 190, eine
Einlaßluftmengen-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 73, eine Verbrennungs-Regel- bzw.
-Steuervorrichtung 74 und eine Nockenphasen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 77.
-
Durch
eine Überprüfung des
Motorbetriebszustands (Motordrehzahl und Motorlast) unter Verwendung
der Signale von dem Motordrehzahlsensor 77 und Gaspedalhubsensor 78 usw.
ermittelt die Betriebszustands-Identifikationsvorrichtung 71,
ob der Betriebszustand in dem Betriebsbereich A auf der Seite niedriger
Last und niedriger Drehzahl (Motorlast weniger als T1 und Motordrehzahl
weniger als r1), wie dies in 45 gezeigt
ist, oder in dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last oder
hoher Drehzahl (Motorlast größer als
T1 oder Motordrehzahl größer als
r1) ist. In dem Betriebsbereich A ist der Betriebsbereich A501 ein
Bereich von vergleichsweise niedriger Last und niedriger Drehzahl,
ist der Betriebsbereich A503 ein Bereich von vergleichsweise hoher
Last und hoher Drehzahl und ist Betriebsbereich A502 ein Zwischenbereich
davon. Unter vorgeschriebenen Bedingungen bzw. Zuständen (beispielsweise
einem Zustand, in welchem der Motor vollständig aufgewärmt ist), wird eine Betätigung bzw.
ein Betrieb in dem speziellen Betriebsmodus, in welchem die Zylinder
in einen Zustand zweier verbundener Zylinder versetzt sind, in dem
Betriebsbereich A durchgeführt
und eine Betätigung
in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus, in welchem die jeweiligen Zylinder in einem unabhängigen Zustand
sind, wird im Betriebsbereich B durchgeführt.
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Die
Nockenwechsel-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 190 regelt
bzw. steuert den Nockenwechselmechanismus 150 und Nockenwechselmechanismus 150a wie
folgt, indem das erste Regel- bzw. Steuerventil 176 und
das zweite Regel- bzw. Steuerventil 177 in Übereinstimmung
damit, ob der Motor in dem speziellen Betriebsmodus oder dem gewöhnlichen
Betriebsmodus ist, oder in Übereinstimmung mit
dem Betriebsbereich geregelt bzw. gesteuert werden.
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In
dem speziellen Betriebsmodus, den Nieder/Zwischenbereichen (Bereichen
A501, A502) sind:
- • erster hydraulischer Druck
AUS und zweiter hydraulischer Druck AUS
- • Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder in deaktiviertem Zustand (37(a))
unter der Regelung bzw. Steuerung der ersten Nocke 152; Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas im Betriebszustand
unter der Regelung bzw. Steuerung der zweiten Nocke 154 (Niederlastnocke) (36(b));
- • Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder im Betriebszustand (43(a))
unter der Regelung bzw. Steuerung der ersten Nocke 152 (Niederlastnocke);
-
Im
speziellen Betriebsmodus, dem Hochlastbereich (Bereich A503) ist
bzw. sind:
- • erster
hydraulischer Druck AUS und zweiter hydraulischer Druck EIN Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder in deaktiviertem Zustand (37(a))
unter der Regelung bzw. Steuerung der ersten Nocke 152;
- • Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas im Betriebszustand
unter der Regelung bzw. Steuerung der dritten Nocke 156 (Hochlastnocke) (36(c));
- • Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder im Betriebszustand (43(b))
unter der Regelung bzw. Steuerung der zweiten Nocken 154b (Hochlastnocke);
-
Der
gewöhnliche
Betriebsmodus (Bereich B) ist:
- • erster
hydraulischer Druck EIN und zweiter hydraulischer Druck AUS
- • Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder und Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder im Betriebszustand unter der Regelung bzw. Steuerung der
zweiten Nocke 154 und dritten Nocke 156 (37(b));
- • Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas und Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas in deaktiviertem
Zustand (36(a)) unter der Regelung bzw.
Steuerung der ersten Nocke 152;
- • Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder im Betriebszustand (43(c))
unter der Regelung bzw. Steuerung der dritten Nocke 156b (Hochlastnocke).
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Die
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 73 regelt bzw. steuert die Lufteinlaßrate auf
dieselbe Weise wie die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regel bzw. -Steuervorrichtung 73 in 38.
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Die
Verbrennungs-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 74 umfaßt eine
Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 75 und
eine Zündungs-Regel-
bzw. -Steuervorrichtung 76. In dem Bereich niedriger/zwischenliegender
Last des speziellen Betriebsmodus (Bereich A501 und A502 von 45), in bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten
und vierten Zylinder 2A, 2D) regelt bzw. steuert
sie die Kraftstoffeinspritzrate derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein
mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist, vorzugsweise im wesentlichen das doppelte oder mehr des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
und in bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten
Zylinder 2B, 2C) führt sie Kraftstoff in bezug
auf das verbrannte Gas eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zu, das von den vorangehenden Zylindern eingebracht wurde, und regelt
bzw. steuert die Kraftstoffeinspritzrate derart, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von
im wesentlichen dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder
magerer als dieses ist. Diese Kraftstoffeinspritzungen werden im
Einlaßhub
durchgeführt,
sodaß eine
Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung sowohl in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D als auch den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt wird.
-
Auch
in dem Hochlastbereich des speziellen Betriebsmodus (Bereich A503
von 4), wird die Kraftstoffeinspritzrate in bezug
auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D)
derart geregelt bzw. gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein
mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist,
vorzugsweise im wesentlichen das Doppelte oder mehr des stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses,
und der Zündzeitpunkt
ist bzw. wird derart eingestellt, um eine erzwungene Zündung in
der Nähe
des oberen Totpunkts der Kompression zu erzeugen. In bezug auf die
nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C)
wird Kraftstoff in bezug auf das verbrannte Gas eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt,
das von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, und die Kraftstoffeinspritzrate
wird geregelt bzw. gesteuert und der Einspritzzeitpunkt, mit welchem
Kraftstoff in den Einlaßhub
eingespritzt wird, wird derart eingestellt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im
wesentlichen das stöchiometrische
Luft-Krafstoff-Verhältnis ist.
Eine Verbrennung wird durch Kompressions-Selbstzündung oder erzwungene Zündung in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand durchgeführt.
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Eine
Regelung bzw. Steuerung in dem Fall des gewöhnlichen Betriebsmodus ist
dieselbe wie in dem Fall der anderen, oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Auch
die Nockenphasen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 77 regelt
bzw. steuert den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a, 34a in Übereinstimmung
mit den Ergebnissen der Betriebszustand-Identifikationsvorrichtung 71.
Die Details des Regel- bzw. Steuervorgangs werden später beschrieben,
jedoch beispielsweise in dem speziellen Betriebsmodus, in dem Bereich
niedriger Last (Bereich A501 von 45)
wird der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a derart
geregelt bzw. gesteuert, um die Phase der Nocke 26 zu verzögern, und der
Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a wird
so geregelt bzw. gesteuert, um die Phase der Nocke 27 nach
vorne zu schieben bzw. vorzuverlegen. Es gibt deshalb eine Gesamtverzögerung in
den Öffnungs/Schließzeiten
der Einlaßventile 31a der
vorangehenden Zylinder und der Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder, welche durch Drehung der Nockenwelle 33 betätigt werden,
und eine Gesamtvorverlegung der Öffnungs/Schließzeiten
der Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas, der Einlaßventile 31b für verbranntes
Gas und der Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder, die durch Drehung der Nockenwelle 34 geöffnet werden.
Im Gegensatz werden im Bereich mittlerer/hoher Last (Regionen A502, A503
von 45) oder dem gewöhnlichen
Betriebsmodusbereich (Bereich B von 45)
die Phasen der Nocken 26, 27 jeweils in der entgegengesetzten Richtung
geregelt bzw. gesteuert, mit dem Ergebnis, daß die Öffnung/Schließzeiten
der Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und der Einlaßventile 31a der nachfolgenden
Zylinder insgesamt vorgerückt
sind und daß die Öffnung/Schließzeiten
der Ausbring- bzw. Entladeventile 32b für verbranntes Gas, der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas
und der Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder insgesamt verzögert sind. Es sollte beachtet werden,
daß, da
die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a auf
den Ventil während
der Betätigung
dieser arbeiten, Ventile, welche in einem deaktivierten Zustand
sind, in diesem derart deaktivierten Zustand ungeachtet einer Regelung
bzw. Steuerung durch die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a gehalten
sind bzw. werden.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 46 bis 48 beschrieben
werden.
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In
einer Vorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform,
im Betriebsbereich A von niedriger Last und niedriger Drehzahl,
ist die Vorrichtung in den speziellen Betriebsmodus versetzt, in
welchem eine Verbrennung in einem Zustand durchgeführt wird, wobei
zwei Zylinder verbunden sind, und in dem Betriebsbereich hoher Last
oder hoher Drehzahl ist die Vorrichtung in den gewöhnlichen
Betriebsmodus versetzt, in welchem eine Verbrennung in einem Zustand
durchgeführt
wird, wobei die Einlaßöffnungen und
Auslaßöffnungen
der jeweiligen Zylinder unabhängig
sind. Auch wird, wenn im speziellen Betriebsmodus befindlich, eine
Verbrennung mit einem super-mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern durchgeführt und eine Verbrennung wird
durch Kompressions-Selbstzündung
in den nachfolgenden Zylindern durchgeführt.
-
D.h.,
sogar in dem Betriebsbereich im speziellen Betriebsmodus, in welchem
eine Kompressions-Selbstzündung
durchgeführt
wird, wenn in einem Zustand, in welchem die Zylindertemperatur niedrig ist
und eine Kompressions-Selbstzündung schwierig ist,
werden alle der Zylinder zu einer erzwungenen Zündung gewechselt. Auch wird
umgekehrt, wenn die Zylindertemperatur der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zu
hoch wird, wodurch ein Zustand erzeugt wird, in welchem eine abnormale
Verbrennung wie beispielsweise ein Klopfen dazu neigt aufzutreten, die
Vorrichtung von dem speziellen Betriebsmodus zu dem gewöhnlichen
Betriebsmodus gewechselt bzw. geändert.
In beiden Fällen
wird der Nutzen von verbesserten Treibstoffkosten usw. unterdrückt im Vergleich
mit dem speziellen Betriebsmodus, der eine Kompressions-Selbstzündung verwendet.
Folglich ist es, um diese Vorteile bzw. Nutzen in einem größeren Ausmaß zu erzielen,
wünschenswert,
den Betriebsbereich in dem speziellen Betriebsmodus auszudehnen,
der zur Kompressions-Selbstzündung geeignet
ist, und zusätzlich
ist es wünschenswert, den
Betriebsbereich in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zu
erweitern, der zur Kompressions-Selbstzündung geeignet
ist.
-
Die Öffnung/Schließzeiten
der Einlaß/Auslaßventile
sind bzw. werden wie folgt eingestellt, um den Betriebsbereich,
der zur Kompressions-Selbstzündung
geeignet ist, in eine Kompressions-Selbstzündung in dem speziellen Betriebsmodus,
insbesondere in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D auszudehnen.
-
46 ist ein Diagramm, welches die Öffnung/Schließzeiten
der Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D in dem speziellen
Betriebsmodus und die Öffungs/Schließzeiten
der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C und der Auslaßventile 32 der nachfolgenden
Zylinder zeigt, welches den Einlaß/Auslaßhubabschnitt im Detail zeigt. 46(a) ist der Fall des Bereichs vergleichsweise niedriger
Last (Bereich A501 von 45)
und 46(b) ist der Fall des Zwischenlastbereichs
(Bereich A502 von 45) des Betriebsbereichs, in
welchem der spezielle Betriebsmodus bzw. Modus eines speziellen
Betriebs durchgeführt
wird. In diesen Figuren zeigt die horizontale Achse den Kurbelwinkel,
ist T der obere Totpunkt (TDC) und ist B der untere Totpunkt (BDC).
Das Intervall zwischen DNB ist 180° CA.
-
Auch
zeigt der obere Abschnitt die vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
der untere Abschnitt zeigt die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C entsprechend
diesen. Auch zeigen die Abschnitte, die durch Bandlinien angezeigt
sind, die offenen Perioden der jeweiligen Ventile. Die weißen Pfeile
von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt zeigen den Zustand
an, in welchem die Auslaßhübe der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D und die Einlaßhübe der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C überlappen
und Gas, das in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D verbrannt
ist, in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C geleitet
wird.
-
46(a) zeigt in dem oberen Abschnitt davon
die offene Periode 300 der Außlaßventile für verbranntes Gas, für welche
die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D offen sind,
und die offene Periode 310 (schattiert gezeigt) der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder offen sind. Beide dieser offenen Perioden werden
durch die Niedriglastnocke erzeugt. Unter den jeweiligen Bandlinien
sind die offenen Perioden, die durch die Hochlastnocke (offene Periode 380 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas und offene Periode 390 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder) erzeugt werden, zur Referenz gezeigt. Der untere bzw.
Bodenabschnitt zeigt die offene Periode 320 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, für welche
die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder von den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C offen sind,
und die offene Periode 330 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas, für
welche die Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas offen sind.
Die offene Periode 300 der Auslaßventile für verbranntes Gas der vorangehenden
Zylinder ist von etwa 35° CA vor
dem BDC bis etwa 40° CA
vor dem TDC (insgesamt etwa 175° CA)
eingestellt. Insbesondere ist die Schließzeit 302 der Auslaßventile
für verbranntes Gas
eingestellt, um früher
als der TDC zu sein. Dies ist eine Einstellung, welche kürzer und
früher
ist als die im allgemeinen eingestellten Werte für einen konventionellen Motor
(von 30° CA
vor dem BDC bis etwa 25° CA
nach dem TDC) sind. Auch ist die offene Periode 310 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder von etwa 50° CA nach dem TDC bis etwa 45° CA nach
dem BDC (insgesamt etwa 175° CA) eingestellt.
Dies ist eine Einstellung, welche kürzer und später als die im allgemeinen
eingestellten Werte eines herkömmlichen
Motors (von 10° CA
vor dem TDC bis etwa 55° CA
nach dem BDC) ist. Mittels dieser Einstellungen wird ein Zustand
erzeugt (nachfolgend "Minus-Überlappung" genannt), in welchem
alle der Einlaß/Auslaßventile
geschlossen sind, von der Schließzeit 302 der Auslaßventile
für verbranntes Gas
zur offenen Zeit 312 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder. In 46(a) beträgt die Minus-Überlappung
der vorangehenden Zylinder etwa 90° CA an beiden Seiten des TDC.
Auch in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ist
die Kraftstoffeinspritzzeit 305 der vorangehenden Zylinder
in der Nähe
des TDC eingestellt, sodaß eine
Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchgeführt wird.
-
Die
offene Periode 320 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 330 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas sind typische Einstellwerte, jedoch insgesamt sind sie eingestellt,
um früher
aufzutreten. Auch sind die Kraftstoffeinspritzraten der nachfolgenden
Zylinder 2B, 2C eingestellt, um magerer als das
tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein.
-
Dank
der obigen Einstellungen gibt es in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eine
große
Minus-Überlappung,
sodaß es
einen beträchtlichen
Betrag bzw. Anteil von interner EGR gibt. Wenn es einen großen Anteil
von interner EGR gibt, tritt die Verschiebung zu dem folgenden Einlaßhub und
Kompressionshub in einem Zustand auf, in welchem es eine große Menge
von verbranntem Gas in den vorangehenden Zylindern gibt, sodaß die Zylindertemperatur
erhöht
wird und eine Kompressions-Selbstzündung erleichtert wird. Eine
Verbrennung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ereignet
sich durch Kompressions-Selbstzündung,
sodaß ein
Kraftstoffverbrauchs-Verbesserungseffekt und ein Abgasreinigungseffekt
durch den hohen Grad an Wärmewirkungsgrad
und Unterdrückung
der Erzeugung von NOx erzeugt werden.
-
Wenn
das Ausmaß von
interner EGR der vorangehenden Zylinder 2A, 2D auf
diese Weise gesteigert wird, ist es andererseits wahrscheinlich,
daß die
Menge bzw. das Ausmaß an
Frischluft in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C unzureichend
wird. Jedoch ist es in dieser Ausführungsform angeordnet, um möglich zu
sein, ausreichend Sauerstoff in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C sogar
dann einzubringen, wenn es ein beträchtliches Ausmaß von interner
EGR in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D gibt,
indem der absolute Betrag bzw. Anteil an Frischluft (insbesondere
Sauerstoff) erhöht
wird, indem eine Turboaufladung unter Verwendung des Turboladers 50 durchgeführt wird.
Auch wird die Einlaßtemperatur
durch die Turboaufladung gesteigert, sodaß die Fähigkeit zur Kompressions-Selbstzündung der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D gesteigert wird. Somit wird, durch
ein Durchführen
einer Turboaufladung, der Mangel an Frischluft in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C,
welche aus einem Anstieg der internen EGR der vorangehenden Zylinder 2A, 2D resultiert, entschärft bzw.
gemildert und die Kompressions-Selbstzündungsfähigkeit in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D wird
verbessert, wodurch der Betriebsbereich, in welchem eine Kompressions-Selbstzündung durchgeführt werden
kann, in den vorangehenden Zylindern ausgeweitet wird.
-
Auch
wird, da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt 305 der vorangehenden
Zylinder 2A, 2D später als die Schließzeit 302 der
Auslaßventile
für verbranntes Gas
und in der Nähe
des TDC dieser Zylinder eingestellt ist, der Kraftstoff in die vorangehenden
Zylinder 2A, 2D eingespritzt, in welchen ein beträchtlicher
Anteil von verbranntem Gas noch vorhanden ist. Eine Aktivierung
des eingespritzten Kraftstoffs durch die hohe Temperatur wird deshalb
erzielt, und da der Kraftstoff früh, in der Nähe des TDC, eingespritzt wird,
wird eine Aktivierung in einem vollständig zufriedenstellenden Ausmaß gefördert und
eine Kompressions-Selbstzündungsfähigkeit
wird verbessert. Es sollte beachtet werden, daß eine direkte Ausbringung des
eingespritzten Kraftstoffs von den Auslaßventilen 32b für verbranntes
Gas verhindert wird, indem die Kraftstoffzündung nach der offenen Periode 302 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas durchgeführt
wird.
-
Darüber hinaus
ist, da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
sogar in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C eingestellt
ist, um magerer als im wesentlichen das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein, der Wärmewirkungsgrad
höher,
als wenn er im wesentlichen das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt
wäre, sodaß eine große Verbesserung
der Treibstoffkosten erzielt wird. Auch wird, da eine Erzeugung
von NOx sowohl in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D als
den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C zu einem sehr
großen Ausmaß durch
das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis und
die Kompressions-Selbstzündung
unterdrückt wird,
eine Abgasreinigungsleistung einfach durch das Vorsehen eines Drei-Wege-Katalysators 24 (welcher,
wenn nötig,
mit einem Sauerstoffkatalysator kombiniert werden kann) in dem Auslaßdurchtritt 20a zufriedengestellt
bzw. erfüllt.
Mit anderen Worten, ein vergleichsweise teurer, magerer bzw. Mager-NOx-Katalysator
zur Reduktionsbehandlung des NOx ist unnötig, was es möglich macht,
die Kosten zu senken.
-
46(b) ist der Fall des Zwischenlastbereichs
(Bereich A502 von 45); der obere Abschnitt davon
zeigt die offene Periode 340 der Auslaßventile für verbranntes Gas und die offene
Periode 350 (schattiert gezeigt) der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder; der untere Abschnitt davon zeigt die
offene Periode 360 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 370 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas. Insgesamt wird die Einstellung der offenen Periode 340 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas, die offene Periode 360 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 370 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas um 30° CA
im Vergleich mit der offenen Periode 300 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas, der offenen Periode 320 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und der offenen Periode 330 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas von 46(a) verzögert. Dies wird erzielt, indem
die Fläche
bzw. Seite der Nockenwelle 34 um 30° CA mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a verzögert wird.
Im Gegenteil wird die offene Periode 350 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder um 25° CA
vorgeschoben in bezug auf die offene Periode 310 der Einlaßventile
von 46(a) der vorangehenden Zylinder
eingestellt. Dies wird erzielt, indem die Phase der Nockenwelle
33 um 25° CA
mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a vorgeschoben
wird. Folglich ist die Schließzeit 342 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas etwa 10° CA
vor dem TDC und die Öffnungszeit 352 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder ist etwa 25° CA nach dem TDC. Die Minus-Überlappung
beträgt etwa
35° CA,
welche um 55° CA
kürzer
ist als in dem Zustand von 46(a).
-
Auf
diese Weise wird die Minus-Überlappung mit
bzw. bei einem Ansteigen der Last (von dem Betriebsbereich A1 zu
A2) verkürzt,
sodaß das
interne EGR-Verhältnis
der vorangehenden Zylinder 2A, 2D verringert wird.
Folglich wird das Verhältnis
von Frischluft mit bzw. bei einem Ansteigen der Last erhöht, sodaß ausreichend
Frischluft zum Durchführen der
Verbrennung garantiert ist in bezug auf die Kraftstoffeinspritzrate,
welche aufgrund der geforderten Ausgabe bzw. Leistung erhöht wurde.
-
47 ist der Fall des Bereichs vergleichsweise hoher
Last (Bereich A503 von 45)
des Betriebszustands, in welchem der spezielle Betriebsmodus durchgeführt wird.
Die Bezeichnung ist dieselbe wie in dem Fall von 46 (und
auch in den ähnlichen
Zeichnungen unten). Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 380 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die geschlossene Periode 390 (schattiert gezeigt)
der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder. Diese sind beide offene Perioden, die durch
die Hochlastnocke erzeugt werden und werden durch die Nockenwechselmechanismen 150, 150b von
dem Zustand von 46 gewechselt. Die
offenen Perioden, die durch die Niederlastnocke (offene Periode 340 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas und offene Periode 350 der Einlaßventile der vorangehenden
Zylinder sind als Bezugnahme unter der jeweiligen und a-Linien gezeigt.
Auch der Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a ist
bzw. wird auf dieselbe Weise eingestellt wie in 46(b) und der
Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a ist eingestellt,
um die Phase der Nockenwelle 34 um weitere 5° CA von dem
Zustand von 46(b) zu verzögern bzw.
dieser nachzuhinken. Als ein Ergebnis ist die offene Periode 380 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas von etwa 30° CA
vor dem BDC bis etwa 25° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt und die offene Periode 390 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder ist von etwa 10° CA vor dem TDC bis etwa 55° CA nach
dem BDC (insgesamt etwa 245° CA)
eingestellt. Folglich ist die Schließperiode 382 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas nacheilend eingestellt um etwa 35° CA von der offenen Periode 392 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder. Während
dieses Intervalls sind beide Ventile offen (nachfolgend wird dies "Überlappung" bezeichnet bzw. benannt). Diese Einstellungen entsprechen
den typischen Einstellwerten von konventionellen Motor-Einlaß/Auslaßventilen.
Auch in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D wird
eine Verbrennung durch eine erzwungene Zündung durchgeführt, nachdem
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
magerer als in dem Fall der Bereiche A1, A2 gemacht wird. Eine Kraftstoffeinspritzung
wird in die letztere Periode des Kompressionshubs gewechselt. Auch
in den folgenden Zylindern 2B, 2C wird eine Verbrennung durch
eine Kompressions-Selbstzündung
in einem Zustand durchgeführt,
in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im wesentlichen das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
ist.
-
Dank
einer derartigen Einstellung werden ein Einlaß in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D und
ein Auslaß des
ver brannten Gases vollständig
zufriedenstellend in der Ventiloffen-Periode durchgeführt. Insbesondere
ist, da im allgemeinen eine Überlappung
eingestellt ist, der interne EGR-Anteil
klein, sodaß es
ausreichend Einlaß von
Frischluft gibt, sodaß die
erforderliche Ausgabe erzielt werden kann. Die Fähigkeit zur Kompressions-Selbstzündung nimmt mit
einem Abnehmen des Anteils von interner EGR ab, jedoch wird eine
stabile Verbrennung erzielt, indem zu einer Verbrennung durch erzwungene
Zündung
gewechselt wird. Somit wird eine weitere Verbesserung in bezug auf
Treibstoffkosten erzielt, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingestellt
ist, um fetter zu sein, und die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
welche eine Verbrennung durch Kompressions-Selbstzündung durchführen und
deren Wärmewirkungsgrad
dementsprechend verbessert ist, sind ziemlich fetter eingestellt.
Auch kann, da die Verbrennung in den folgenden Zylindern angeordnet
ist, um im wesentlichen mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt zu werden,
eine vollständig
zufriedenstellende Abgasreinigungsleistung lediglich durch das Vorsehen
eines Drei-Wege-Katalysators 24 erzielt werden, der in
dem Auslaßdurchtritt 20a angeordnet ist.
-
46 ist ein Diagramm, welches die Öffnungs/Schließzeiten
der Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder und der Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas der vorangehenden Zylinder 2A, 2D im gewöhnlichen
Betriebsmodus und die Öffnungs/Schließzeiten
der Einbringungsventile 31b für verbranntes Gas und der Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder 2B, 2C zeigt. Da in dem
gewöhnlichen
Betriebsmodus die Zylinder unabhängig
betrieben werden, wird eine Verbrennung durch eine erzwungene Zündung durch
Einbringung von Frischluft sowohl in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D als auch
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchgeführt. Der
obere Abschnitt zeigt die offene Periode 420 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas, für
welche die Auslaßventile 32a der
vorangehenden Zylinder der vorangehenden Zylinder 2A, 2D offen
sind, und die offene Periode 390 (schattiert gezeigt) der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31 der
vorangehenden Zylinder offen sind. Der untere Abschnitt zeigt die
offene Periode 440 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder, für
welche die Auslaßventile 32 der
nachfolgenden Zylinder der nachfolgenden Zylindern 2B, 2C offen
sind, und die offene Periode 450 der Einlaßventile der
nachfolgenden Zylinder, für
welche die Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder offen sind.
-
Ein
Ausbringen aus den vorangehenden Zylindern 2A, 2D und
ein Einlaß in
die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C werden durch
unterschiedliche Ventile als in dem speziellen Betriebsmodus durchgeführt, sodaß deren Öffnen/Schließen durch
unterschiedliche Nocken durchgeführt
wird. Folglich sind bzw. werden die offene Periode 420 der
Auslaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 450 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder unabhängig
von der offenen Periode der Auslaßventile für verbranntes Gas und der Einbringungsventile für verbranntes
Gas eingestellt. In 48 sind die eingesetzten Ventile
unterschiedlich, jedoch sind die eingestellten Werte der jeweiligen
Perioden dieselben wie in dem Fall von 47(b).
Auch können
die offene Periode 390 der Einlaßventile der führenden Ventile
und die offene Periode 450 der Einlaßventile der nachfolgenden
Ventile vorwärts
und rückwärts durch
den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a variiert
werden und die offene Periode 420 der Auslaßventile
der vorangehenden Zylinder und die offene Periode 440 der
Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder können
vorwärts
und rückwärts mittels des
Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a variiert
werden. Eine Überlappung
mit den vorangehenden Zylindern kann deshalb durch ein Regeln bzw.
Steuern der Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a variiert
werden. Die Nockenphasen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 49 ist
derart angeordnet, daß der
optimale Wärmewirkungsgrad
in Übereinstimmung
mit der Last durch ein Regeln bzw. Steuern der Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a derart
erzielt werden kann, um einen größeren Grad
von Ventilüberlappung
zu erzeugen, sobald die Last gesteigert wird. Dieselbe Regelung bzw.
Steuerung wird in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durchgeführt.
-
Somit
wird, in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus, eine Ausgabeleistung durch ein Ausüben einer
Regelung bzw. Steuerung, um die optimalen Einlaß/Auslaßzeiten zu erzielen, abhängig von
der Last, und ein Regeln bzw. Steuern der Lufteinlaßraten und Kraftstoff-Einspritzraten
derart sichergestellt, um das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder
ein Verhältnis
fetter als dieses zur Verfügung
zu stellen.
-
Als
nächstes
wird ein zweites Beispiel einer Regelung bzw. Steuerung von Einlaß/Auslaß usw. unter
Verwendung einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 49 beschrieben.
In diesem Beispiel sind die grundlegende Konstruktion und grundlegende
Regel- bzw. Steuerkonfiguration dieselbenn wie in dem Fall der ersten Ausführungsform,
jedoch wird die Phase der Nockenwellen 33, 34 mittels
der Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a variiert,
ohne zwischen einer Niederlastnocke und Hochlastnocke zu wechseln
bzw. umzuschalten.
-
49(a) zeigt den Fall eines Bereichs vergleichsweise
niedriger Last (Bereich A501 in 45) des
Betriebsbereichs, in welchem ein spezieller Betriebsmodus durchgeführt wird.
Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 460 der
Entladeventile für
verbranntes Gas und die offene Periode 470 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder; der untere Abschnitt davon zeigt die
offene Periode 480 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 490 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas. Die offene Periode 460 der Auslaßventile für verbranntes Gas ist von etwa
5° CA vor dem
BDC bis etwa 50° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Die offene Periode 470 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder ist von etwa 65 ° CA vor dem TDC bis etwa dem
BDC (insgesamt etwa 245° CA)
eingestellt. Folglich ist eine große Überlappung von 115° CA von der Öffnungszeit 472 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder zu der Schließzeit 462 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas eingestellt.
-
Wenn
eine derartig große Überlappung
eingestellt ist, findet ein Rückfluß bzw. -strom
an verbranntem Gas von den Auslaßventilen 32b für verbranntes
Gas zu den Einlaßventilen 31 der
vorangehenden Zylinder während
der Periode dieser Überlappung
statt und die interne EGR wird erhöht. Folglich wird ein Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt, wie
in der ersten Ausführungsform
beschrieben, erzielt und eine Abgasreinigung wird gefördert. Es
sollte beachtet werden, daß,
obwohl ein Anstieg der Überlappungsperiode
dazu neigen würde,
ein Auftreten einer Beeinflussung bzw. Störung des Ventils und der oberen
Oberfläche
des Kolbens 3 einzuladen, da in dieser Ausführungsform
eine Konfiguration eines langen Hubs (Hub > Zylinderbohrung) eingesetzt wird, die
Periode, für
welche sich der Kolben 3 in der Nähe des oberen Totpunkts befindet,
verkürzt
wird, wodurch eine derartige Störung
bzw. Interferenz verhindert wird.
-
Wenn
mit einem weiteren Ansteigen der Motorlast der Zustand bzw. die
Bedingung des Bereichs A502 von 45 betreten
wird, wird die offene Periode 460 der Austrittsventile
für verbranntes
Gas zur vorderen bzw. führenden
Seite hin verschoben und die offene Periode 470 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder wird zu der verzögerten Seite durch die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a verschoben
bzw. verlagert. D.h., die Überlappungsperiode
wird verkürzt
und der Anteil an interner EGR wird vermindert. Folglich wird das
Verhältnis
an Frischluft erhöht,
sodaß die
erforderte Ausgabe erzielt bzw. erhalten werden kann.
-
49(b) zeigt den Fall von noch höherer Last,
d.h. den Bereich A503 von 45.
Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 500 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die offene Periode 510 (schattiert gezeigt) der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und der untere bzw. Bodenabschnitt zeigt
die offene Periode 520 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder und die offene Periode 530 der Einbringungsventile
für verbranntes Gas.
Diese werden erzielt, indem die Phase der Nockenwelle 33 um
55° CA in
der nacheilenden Richtung mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a verschoben
wird und die Phase der Nockenwelle 34 um 30° CA in der führenden bzw. voreilenden Richtung
mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a verschoben
wird. Folglich ist die Öffnungszeit 512 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder etwa 10° CA vor dem BDC und die Schließzeit 502 der
Auslaßventile
für verbranntes Gas
ist etwa 20° CA
nach dem BDC und die Überlappung
wird auf 30° CA
(entsprechend dem typischen Einstellwert eines konventionellen Motors)
eingestellt. Der Anteil an interner EGR wird deshalb vermindert
und das Verhältnis
an Frischluft erhöht,
sodaß die
erforderte Ausgabe erzielt werden kann.
-
Als
nächstes
wird ein drittes Beispiel einer Regelung bzw. Steuerung von Einlaß/Auslaß usw. unter
Verwendung einer Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 50 beschrieben
werden. Die grundlegende Konstruktion und grundlegende Regel- bzw.
Steuerkonfiguration dieses Beispiels sind die gleichen wie in dem
Fall des zweiten Beispiels; die Phase der Nockenwellen 33, 34 wird
durch die Nockenphasen-Änderungsmechanismen 33a, 34a variiert,
ohne zwischen einer Niederlastnocke und einer Hochlastnocke umzuschalten.
-
50(a) zeigt den Fall eines Bereichs einer vergleichsweise
niedrigen Last (Bereich A1 in 8) in
dem Betriebszustand, in welchem der spezielle Betriebsmodus ausgeführt wird.
Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 540 der
Auslaßventile für verbranntes
Gas und die offene Periode 550 (schattiert gezeigt) der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und der Bodenabschnitt zeigt die offene Periode 560 der
Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder und die offene Periode 570 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas. Die offene Periode 540 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas wird von etwa 95° CA
vor dem BDC bis etwa 40° CA
vor dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Die offene Periode 550 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder wird von etwa 10° CA vor dem TDC bis etwa 55° CA nach
dem BDC (insgesamt etwa 245° CA) eingestellt.
Auch die offene Periode 560 der Auslaßventile der nachfolgenden
Zylinder wird von etwa 100° CA
vor dem BDC bis etwa 45° CA
vor dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Die offene Periode 570 der Einbringungsventile
für verbranntes Gas
wird von etwa 75° CA
vor dem TDC auf etwa 60° CA
vor dem BDC (insgesamt etwa 195° CA)
eingestellt.
-
Indem
lediglich die vorangehenden Zylinder 2A, 2D betrachtet
werden, wird daher eine Minus-Überlappung
von 30° CA
von der Schließzeit 542 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas zur Öffnungszeit 552 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder eingestellt. Jedoch kann, da die Schließzeit 572 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas früher
eingestellt ist als die Schließzeit 542 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas, verbranntes Gas nicht in die folgenden Zylinder 2B, 2C von
den vorangehenden Zylindern 2A, 2D nach der Schließzeit 572 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas eintreten. Folglich wird, selbst wenn die Auslaßventile 32b für verbranntes
Gas offen sind, derselbe Zustand erzeugt, als wären diese geschlossen. D.h.
tatsächlich, die
50° CA von
der Schließzeit 572 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas zu der Öffnungszeit 552 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder entsprechen einer Minus-Überlappung.
Die interne EGR der vorangehenden Zylinder 2A, 2D wird
um diese große
Minusüberlappung
erhöht,
sodaß ein
Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt, wie in der ersten Ausführungsform
dargelegt, erzielt wird und eine Abgasreinigung gefördert bzw.
unterstützt
wird.
-
Wenn
die Motorlast weiter zunimmt, sodaß der Zustand des Bereichs
A502 von 45 betreten wird, wird die
offene Periode 540 der Auslaßventile für verbranntes Gas zu der verzögerten Seite
durch den Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a verschoben.
D.h., die Minus-Überlappungs-Periode wird verkürzt und
der interne EGR-Anteil wird vermindert. Folglich wird das Verhältnis an
Frischluft erhöht, sodaß die geforderte
Ausgabe bzw. Ausgabeleistung erzielt werden kann.
-
50(b) zeigt den Fall, wo die Last noch höher wird,
sodaß der
Bereich A503 von 45 betreten wird. Der obere
Abschnitt zeigt die offene Periode 580 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die offene Periode 590 (schattiert gezeigt) der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder, während
der untere Abschnitt die offene Periode 600 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder und die offene Periode 610 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas zeigt. Diese werden erzielt, indem die Phase der
Nockenwelle 34 zu der verzögerten Seite mit bezug auf den
Zustand von 50(a) um 60° CA mittels
des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 34a verschoben
wird. Die Öffnungszeit 592 der
Einlaßventile der
vorangehenden Zylinder wird deshalb etwa 10° CA vor dem BDC und die Schließzeit 582 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas wird etwa 20° CA
nach dem BDC, sodaß eine Überlappung
von 30° CA
eingestellt ist (entsprechend dem typischen Einstellwert eines konventionellen
Motors). Das Ausmaß an
interner EGR wird deshalb vermindert und das Verhältnis an
Frischluft erhöht,
sodaß die
erforderliche Ausgabe erzielt werden kann.
-
Als
nächstes
wird eine Regelung bzw. Steuerung des Einlasses/Auslasses usw. unter
Verwendung der Vorrichtung dieser Ausführungsform unter Bezugnahme
auf ein viertes Beispiel, unter Bezugnahme auf 51 beschrieben
werden.
-
Die
grundlegende Konstruktion und grundlegende Regel- bzw. Steuerkonfiguration
dieser Ausführungsform
sind dieselbe wie in der ersten Ausführungsform, wobei es jedoch
abhängig
von Zuständen bzw.
Bedingungen es eine teilweise Betätigung der Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder gibt, welche in dem ersten Beispiel in dem
speziellen Betriebsmodus deaktiviert waren. Der Mechanismus, durch
welchen dies erzeugt wird, ist ein teilweises Vorragen der Umfangsgestalt
der ersten Nocke 152a des Nockenwechsel-Mechanismus 150a,
der für
die Einlaßventile 31a der
nachfolgenden Zylinder vorgesehen ist.
-
51(a) ist der Fall eines Bereichs vergleichsweise
niedriger Last (Bereich A501 von 45)
des Betriebsbereichs, in welchen der spezielle Betriebsmodus durchgeführt wird.
Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 620 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die offene Periode 630 (schattiert gezeigt) der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und der untere Abschnitt zeigt die offene
Periode 644 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, die offene Periode 650 (schattiert
gezeigt) der Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder und die offene Periode 660 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas. Direkt unter der offenen Periode 650 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder wird die offene Periode 690 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder in dem gewöhnlichen Betriebsmodus (Zustand,
in welchem die Nocken gewechselt bzw. umgetauscht werden) als Referenz bzw.
Bezug gezeigt. Die offene Periode 620 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas wird von etwa 35° CA vor
dem BDC bis etwa 20° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 235° CA)
eingestellt. Die offene Periode 630 der Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder ist von etwa 55° CA vor dem TDC bis etwa 10° CA nach dem BDC
(insgesamt etwa 245° CA)
eingestellt. Folglich ist eine große Überlappung von 75° CA von der Öffnungszeit 632 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder zu der Schließzeit 622 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas eingestellt.
-
Wenn
eine große Überlappung
auf diese Weise eingestellt ist, fließt bzw. strömt das verbrannte Gas von den
Auslaßventilen 32b für verbranntes Gas
zu den Einlaßventilen 31 der
vorangehenden Zylinder während
dieser Überlappungsperiode
zurück, um
die interne EGR zu erhöhen.
Folglich wird ein Treibstoffkosten-Verbesserungseffekt, wie in der
ersten Ausführungsform
dargelegt bzw. detailliert, erzielt, und eine Abgasreinigung wird
gefördert.
Es sollte beachtet werden, daß,
obwohl ein Ansteigen der Überlappungsperiode
dazu neigen würde,
ein Auftreten einer Störung
des Ventils und der oberen Oberfläche des Kolbens 3 einzuladen,
da in dieser Ausführungsform
eine Konfiguration eines langen Hubs (Hub > Zylinderbohrung) eingesetzt ist, die
Periode, für
welche sich der Kolben 3 in der Nähe des oberen Todpunkts befindet,
verkürzt
wird, wodurch eine derartige Störung
verhindert wird.
-
Zusätzlich wird
Frischluft angeordnet, um in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C getrennt
von dem verbrannten Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht
wird, eingebracht zu werden, indem eine offene Periode 650 der
Einlaßventile der
nachfolgenden Zylinder vorgesehen wird. Die offene Periode 650 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder ist bzw. wird von etwa 65° CA vor dem TDC
bis etwa 70° CA
nach dem TDC (insgesamt etwa 135° CA)
eingestellt. Auch die offene Periode 660 der Einbringungsventile
für verbranntes
Gas ist von etwa 120° CA
vor dem BDC bis etwa 40° CA nach
dem BDC (insgesamt etwa 160° CA) eingestellt. Folglich
wird ein Einlaß bzw.
eine Aufnahme von Frischluft oder verbranntem Gas während der
Periode von der Öffnungszeit 652 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder bis zu der Schließzeit 664 der Auslaßventile
für verbranntes
Gas in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt.
-
Selbst
wenn der Sauerstoff in dem verbrannten Gas, das in die folgenden
Zylinder 2B, 2C eingebracht ist bzw. wird, durch
ein Zunehmen der Menge an interner EGR in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D verringert
wird, wird dank dem Vorsehen der offenen Periode 650 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder der Sauerstoff durch Frischluft ergänzt, welche
getrennt in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht
wird, wodurch die erzeugte Ausgabe in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C gesteigert
wird. Auch aufgrund dieses Effekts wird das Limit bzw. die Grenze
einer Zunahme des Anteils an interner EGR in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D gesteigert, sodaß der Bereich,
in welchem eine Kompressions-Selbstzündung in den vorangehenden
Zylindern 2A, 2D erzielt werden kann, weiter ausgedehnt
wird.
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Auch
wird, da die offene Zeit 662 der Einbringungsventile für verbranntes
Gas auf der verzögerten
Seite von TDC der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingestellt
ist und die Öffnungszeit 652 der
Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder früher
eingestellt ist als die Öffnungszeit 662 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas und früher
als der TDC der nachfolgenden Zylinder 2B, 2C,
das verbrannte Gas, das eingebracht wurde, daran gehindert, direkt durch
die Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder ausgebracht bzw. ausgepufft zu werden.
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51(b) zeigt den Fall, wo die Last noch höher ist
und der Bereich A502 der 45 betreten wird.
Der obere Abschnitt davon zeigt die offene Periode 620 der
Auslaßventile
für verbranntes
Gas und die offene Periode 670 (schattiert gezeigt) der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder und der untere Abschnitt zeigt die offene
Periode 640 der Auslaßventile
der nachfolgenden Zylinder, die offene Periode 680 (schattiert
gezeigt) der Einlaßventile
der nachfolgenden Zylinder und die offene Periode 660 der
Einbringungsventile für
verbranntes Gas. Diese werden erzielt, indem die Phase der Nockenwelle 33 in
der nacheilenden Richtung mittels des Nockenphasen-Änderungsmechanismus 33a um
35° CA in bezug
auf den Zustand von 51(a) verschoben wird.
Folglich wird die Öffnungszeit 672 der
Einlaßventile
der vorangehenden Zylinder etwa 20° CA vor dem BDC und die Öffnungszeit 622 der
Auslaßventile für verbranntes
Gas wird etwa 20° CA
nach dem BDC, wodurch die Überlappung
auf 40° CA
verringert wird. Der Anteil an interner EGR wird deshalb reduziert
und das Verhältnis
an Frischluft wird erhöht,
sodaß die
geforderte Ausgabe bei hoher Last erzielt werden kann. Es sollte
beachtet werden, daß,
wenn die Last weiter gesteigert wird, beim Betreten des Bereichs
A503 von 45, die Phase der Nockenwelle 33 weiter
um 10° CA
verzögert
wird und ein Wechsel zu einer Verbrennung durch erzwungene Zündung bewirkt
wird.
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Es
sollte beachtet werden, daß anstelle
eines Aufteilens des Fahr- bzw. Laufbereichs A in dem speziellen
Betriebsmodus in drei Bereiche bzw. Regionen A501 bis A503 er in
mehr als diese unterteilt werden könnte und Öffnungs/Schließzeiten
entsprechend diesen jeweiligen Bereichen eingestellt sein könnten. Zusätzlich könnten die Änderungen
kontinuierlich bewirkt werden, anstatt in stufenweiser Art durch
die Unterteilungen eingestellt zu sein. Anstelle eines Vorsehens
eines Laufbereichs B in dem gewöhnlichen
Betriebsmodus könnte
der gesamte Bereich als Laufbereich A behandelt werden.
-
Obwohl
verschiedene Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen
beschränkt
und könnte
auf verschiedene Weisen modifiziert werden. Weitere Ausführungsformen
werden unten beschrieben.
- (1) Anstelle eines
Ventildeaktivierungsmechanismus, wie oben beschrieben, könnten Strömungsweg-Wechselmittel
konstituiert werden wie in 52.
-
Besonders
in dieser Figur gibt es in den Zylindern 2A bis 2D des
Hauptmotorkörpers
jeweils vorgesehene Einlaßöffnungen 1001 und
Auslaßöffnungen 1002 Einlaßventile 1003 und
Auslaßventile 1004,
die an diesen Öffnungen
vorgesehen sind, um konstant betätigt
zu werden, indem sie unter der Regelung bzw. Steuerung eines Ventilbetätigungs-Mechanismus
außerhalb
dieser Figur geöffnet
und geschlossen werden. Verzweigte bzw. Abzweigungs-Einlaßdurchtritte 16A bis 16D sind
mit den Einlaßöffnungen 1001 der
Zylinder 2A bis 2D verbunden; Verzweigungs-Auslaßdurchtritte 21A bis 21D sind
mit den Auslaßöffnungen 1002 der
Zylinder 2A bis 2D verbunden und ein Gasdurchtritt 1005 zwischen
den Zylindern ist zwischen dem Verbindungsabschnitt der Verzweigungs-Auslaßdurchtritte 21A bis 21D in
bezug auf die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder) 2A und 2D und
den Verbindungsabschnitt der Verzweigungs-Auslaßdurchtritte 21B, 21C in
bezug auf die nachfolgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder) 2B, 2C angeschlossen
und ein erstes Öffnungs/Schließventil 1007 ist
in diesem Gasdurchtritt 1005 zwischen den Zylindern vorgesehen.
-
Auch
in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D ist
der Verbindungsabschnitt der Abzweigungs-Einlaßdurchtritte 16A, 16D immer
mit dem stromaufwärtigen
Abschnitt der Einlaßdurchtritte
verbunden und in bezug auf die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C in
dem Kopplungsabschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt der Verzweigungs-Einlaßdurchtritte 16B, 16C und
dem stromaufwärtigen
Abschnitt der Einlaßdurchtritte
ist ein zweites Öffnungs/Schließventil 1007 vorgesehen,
das diesen Kopplungsabschnitt öffnet
und schließt.
Darüber
hinaus ist in bezug auf die folgenden Zylinder 2B, 2C, der
Verbindungsabschnitt der Verzweigungs-Auslaßdurchtritte 21B, 21C immer
mit dem stromabwärtigen Abschnitt
der Auslaßdurchtritte
verbunden, und in bezug auf die vorangehenden Zylinder 2A, 2D in
dem Kopplungsabschnitt zwischen dem Verbindungs- bzw. Mischabschnitt
der Verzweigungs-Auslaßdurchtritte 21A, 21D und
dem stromabwärtigen
Abschnitt der Auslaßdurchtritte
ist ein drittes Öffnungs/Schließventil 1008 vorgesehen,
das diesen Kopplungsabschnitt öffnet
und schließt.
-
Die
oben genannten Öffnungs/Schließventile 1006, 1007 und
1008 werden wie folgt durch eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw.
einen Controller außerhalb
dieser Figur abhängig
davon geregelt bzw. gesteuert ob der Betriebszustand in dem Betriebsbereich
A auf der Seite niedriger Last und niedriger Drehzahl ist, oder
ob er in dem Betriebsbereich B auf der Seite hoher Last oder hoher
Drehzahl ist:
Betriebsbereich A: erstes Öffnungs/Schließventil 1006 in
dem offenen Zustand,
zweites und drittes Öffnungs/Schließventil 1007, 1008 in
geschlossenem Zustand; und
Betriebsbereich B: erstes Öffnungs/Schließventil 1006 in
dem geschlossenen Zustand,
zweites und drittes Öffnungs/Schließventil 1007, 1008 im
offenen Zustand.
-
Auf
diese Weise werden Strömungspfad-Wechselmittel
durch die Öffnungs/Schließventile 1006, 1007, 1008 und
die Regel- bzw.
Steuereinrichtung konstituiert bzw. ausgebildet, die diese regelt
bzw. steuert.
-
Ein
Drosselventil 1009 ist auf der stromaufwärtigen Seite
des Verbindungsabschnitts der Einlaßdurchtritte vorgesehen.
-
In
dieser Ausführungsform
ist auch in dem Betriebsbereich A die Vorrichtung in den Zustand zwei
verbundener Zylinder derart versetzt, daß zwischen einem Paar von Zylinder,
deren Auslaßhub und
Einlaßhub überlappen,
das verbrannte Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ausgebracht
wird, direkt durch den Gasdurchtritt 1005 zwischen den
Zylindern zu den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C eingebracht
wird, und das Gas, das von diesen nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ausgebracht wird,
zu dem Auslaßdurchtritt 20 zugeführt wird.
Und in dem Betriebsbereich B sind die Einlaßöffnungen 1001 und
Auslaßöffnungen 1002 der
Zylinder 2A bis 2D unabhängig, sodaß Frischluft in die Einlaßöffnungen 1001 von
jedem der Zylinder von den Einlaßdurchtritten eingebracht wird
und Abgas, das von den Auslaßöffnungen 1002 von
jedem der Zylinder ausgebracht wird, zu dem oben genannten Auslaßdurchtritt 20 gespeist
wird. Die Regelung bzw. Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung
von den Kraftstoff-Einspritzventilen 9 und
die Regelung bzw. Steuerung der Zündung usw. sind dieselben wie
in der grundlegenden Ausführungsform.
- (2) Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
könnte
auch an Mehrzylindermotoren bzw. Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen
verschieden an Vierzylinder-Motoren angewendet werden. Somit könnte es,
obwohl beispielsweise in dem Fall eines Sechszylinder-Motors der
Auslaßhub
bzw. Auspuffhub eines Zylinders nicht vollständig den Einlaßhub eines
anderen Zylinders überlappen kann,
in derartigen Fällen
für den
Auslaßhub
eines Zylinders angeordnet sein, den Einlaßhub eines anderen Zylinders
zu führen
und ein Paar von führenden/folgenden
Zylindern zu konstituieren, in welchen die zwei Hübe der zwei
Zylinder teilweise überlappen.
- (3) Zusätzlich
zu einer Konstruktion, wie sie in den obigen Ausführungsformen
gezeigt ist, könnte
es für
eine EGR angeordnet sein, nur in Bezug auf die vorangehenden Zylinder
durchgeführt
zu werden. Wenn dies vorgenommen wird, kann NOx effektiv verringert
werden, da eine Erzeugung von NOx in den vorangehenden Zylindern
unterdrückt wird,
und in den nachfolgenden Zylindern unterdrückt das verbrannte Gas, das
von den vorangehenden Zylindern eingebracht wird, eine Erzeugung
von NOx auf dieselbe Weise wie eine EGR.
-
Es
sollte beachtet werden, daß der
Ausdruck "mageres
Luft/Kraftstoff-Verhältnis" verwendet wurde und
das Wort "mager" meint, dünn zu sein,
jedoch der tatsächliche
Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
groß ist.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Mit
der Regel- bzw. Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird verbranntes Gas, das von dem Ausbringhub des vorangehenden Zylinders
in einem Paar von Zylindern ausgebracht wird, deren Auslaßhub und
Einlaßhub überlappen, angeordnet
bzw. ausgebildet, um direkt in den Einlaßhub der nachfolgenden Zylinder
durch einen Gasdurchtritt zwischen den Zylindern eingebracht zu werden
und Gas, das von diesem nachfolgenden Zylinder ausgebracht wird,
ist angeordnet, um zu einem Auslaßdurchtritt gespeist zu werden,
und eine Verbrennung ist angeordnet, um durch eine erzwungene Zündung in
den vorangehenden Zylindern in einem Zustand mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt zu werden,
während
in den nachfolgenden Zylinder Kraftstoff zu dem verbrannten Glas
eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zugeführt wird,
das von dem vorhergehenden Zylinder eingebracht wird, und eine Verbrennung
ist angeordnet, um durch eine Kompressionszündung durchgeführt zu werden,
sodaß Treibstoffkosten
durch eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrads
durch eine magere Verbrennung und durch ein Verringern der Pumpenverluste
in dem vorangehenden Zylinder verbessert werden kann, während in
dem folgenden Zylinder die Verbrennung effektiv zu der Arbeit beiträgt, indem
eine Verbrennung rasch durch eine Kompressionszündung durchgeführt wird;
Treibstoffkosten können
beträchtlich
mittels dieses und einer Verringerung von Pumpenverlusten verbessert
werden.
-
Insbesondere
kann eine Kompressionszündung
leicht implementiert werden, ohne getrennte Heizmittel oder eine
Hochdruckkompression usw. zu erfordern, indem die Hitze des verbrannten
Gases hoher Temperatur verwendet wird, das in den nachfolgenden
Zylinder von dem vorangehenden Zylinder eingebracht wird. Darüber hinaus
kann, da das verbrannte Gas, das in den nachfolgenden Zylinder eingebracht
wird, und der Kraftstoff gleichförmig
verteilt sind, eine gleichzeitige Kompressionszündung zufriedenstellend durchgeführt werden,
was es möglich macht,
eine Verbrennung bei einer hohen Rate durchzuführen und dadurch den Wärmewirkungsgrad
zu steigern.