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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Zylinderreihen und ein
Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor mit
einer Vielzahl von Zylinderreihen. Insbesondere werden ein Verbrennungsmotor
mit einer Vielzahl von Zylinderreihen, wie beispielsweise ein V-Motor
und ein Motor mit waagrecht gegenüberliegenden Zylinderreihen (horizontally
opposed engine), und variable Ventilbetätigungsmechanismen, die an
den jeweiligen Zylinderreihen zum Steuern der Öffnungs- und Schließsteuerzeiten
von Einlassventilen angeordnet sind, erläutert und insbesondere eine
Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung und ein Verfahren zum
Korrigieren einer Differenz in den Ventilhubmerkmalen zwischen variablen
Ventilbetätigungsmechanismen, die
an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet sind.
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Verschiedene
variable Ventilbetätigungsmechanismen,
die fähig
sind, Ventilhubmerkmale, die für
die Motorbetriebszustände
geeignet sind, zu erzielen, wurden bisher vorgeschlagen. Zum Beispiel wird
ein variabler Ventilbetätigungsmechanismus, der
durch Kombinieren eines Änderungsmechanismus
für einen
Hub und einen Betätigungswinkel,
der fähig
ist, einen Hub und einen Betätigungswinkel
eines Einlassventils stufenlos zu ändern, mit einem Phasen-Änderungsmechanismus,
der fähig
ist, eine maximale Hubphase eines Einlassventils zu ändern, ausgebildet
wird, in der vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2001-280167 offenbart, die dem gleichen Rechtsnachfolger dieser
Anmeldung übertragen
ist.
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In
der vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 8-338209 wird ebenfalls ein Ventilbetätigungsmechanismus für einen
V-Motor mit zwei Zylinderreihen offenbart, in dem zum Zweck des
Ausgleichs einer Differenz in der Ventilsteuerzeit zwischen den
Zylinderreihen auf Grund der Lockerung eines einzelnen Synchronriemens
zum Antreiben der Einlass- und Auslassventile der beiden Zylinderreihen
die Phase einer Nockenwelle an einer Zylinderreihe vorher durch
einen Winkel geändert
wird, welcher der Differenz der Ventilsteuerzeit auf Grund der Lockerung
des Synchronriemens entspricht.
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Falls
der variable Ventilbetätigungsmechanismus
des oben beschriebenen Typs in einem Motor verwendet wird, der eine
Vielzahl von Zylinderreihen aufweist, wie beispielsweise ein V-Motor
oder ein Motor mit waagrecht gegenüberliegenden Zylinderreihen,
sind die variablen Ventilbetätigungsmechanismen
für die
jeweiligen Zylinderreihen vorgesehen. Dies kann möglicherweise
eine Differenz in den Ventilhubmerkmalen zwischen den variablen
Ventilbetätigungsmechanismen
verursachen, die an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet sind,
wodurch eine Differenz in der Einlassluftmenge der Zylinder zwischen
den Zylinderreihen verursacht wird, so dass ein fetteres Luft-Kraftstoff
Verhältnis
an einer Zylinderreihe und ein magereres Luft-Kraftstoff Verhältnis an
der anderen Zylinderreihe verursacht wird, und daher eine instabile
Verbrennung verursacht wird. Insbesondere in dem variablen Ventilbetätigungsmechanismus,
der fähig
ist, den Betätigungswinkel
des Einlassventils zu ändern,
verursacht eine kleine Differenz der Ventilsteuerzeit, die hervorgerufen
wird, wenn der Betätigungswinkel
so gesteuert wird, dass er klein ist, wodurch gestattet wird, dass
die Einlassventilschließzeit
dem Mittelpunkt zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt
benachbart positioniert wird, eine große Änderung der Menge an Ansaugluft,
die in den Zylinder angesaugt wird. Im Allgemeinen ist ein Luftstrommesser
den Einlasssystemen der beiden Zylinderreihen gemeinsam und erfasst
die Einlassluftmenge des gesamten Motors, so dass sich die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse
zwischen den beiden Zylinderreihen unterscheiden, wenn diesbezüglich keine
Gegenmaßnahme
getroffen wird. Währenddessen,
wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren
für die
Auslasssysteme der jeweiligen Zylinderreihen zur getrennten Rückführungssteuerung
(feedback control) der Kraftstoffeinspritzmengen an jeder Zylinderreihe
vorgesehen sind, kann das gleiche Luft-Kraftstoff-Verhältnis an
den jeweiligen Zylinderreihen erhalten werden, doch unterscheiden
sich die an den jeweiligen Zylinderreihen erzeugten Drehmomente
voneinander, wodurch eine Drehmomentänderung und daher Vibrationen
des Motors verursacht werden.
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Des
Weiteren kann die durch die vorläufige japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 8-338209 offenbarte
Technik keine Gegenmaßnahme
zu einer solchen Differenz in den Ventilhubmerkmalen zwischen den
variablen Ventilbetätigungsmechanismen bereitstellen,
die an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet sind.
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Des
Weiteren lehrt das Dokument des Stands der Technik
US 5,377,654 ein System, das einen
Zeitauflösungs-Luft/Kraftstoff-Sensor
(time resolved air/fuel sensor) verwen det, um Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
zylinderweise mit variabler Ventilsteuerung auszugleichen. Insbesondere
kann der Ventilhub für
jeden Zylinder einzeln gesteuert werden, und der Ventilhub wird
in Übereinstimmung
mit der Überwachung
von Abgas bestimmt, die von einem Sensor ausgeführt wird. Die Lehre der Einzelsteuerung
des Ventilhubs kann auf die jeweiligen Zylinderreihen auf den Zylindern
angewendet werden.
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Das
weitere Dokument des Stands der Technik
US 5,115,782 lehrt ein Verfahren zum
Steuern eines Funkenzündungsmotors
ohne Drosselklappe. Die Einlassluftmenge wird durch einzelnes Steuern des Öffnungswinkels
der Einlassventile gesteuert.
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Das
zeitnäheste
Dokument des Stands der Technik
EP 1 267 058 A , das gemäß Artikel 54(3) EPÜ den Stand
der Technik bildet, lehrt ein Steuersystem eines Verbrennungsmotors.
Das Steuersystem umfasst einen Betätigungswinkel-Anpassungsmechanismus,
der einen Betätigungswinkel
von Einlassventilen des Motors stufenlos verändert, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektor,
der in einer Abgasdurchführung
des Motors angeordnet ist und einen Abgasparameter erfasst, der
für Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Informationen
Indikativ ist. Eine Steuereinheit ist an den Betätigungswinkel-Anpassungsmechanismus
und den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Detektor
gekoppelt.
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Insbesondere
ist der Motor mit einer ersten Zylinderreihe und einer zweiten Zylinderreihe
ausgestattet, wobei es möglich
ist, dass der Betätigungswinkel
der ersten und der zweiten Zylinderreihe von dem Betätigungswinkel
der anderen unterschiedlich wird auf Grund der Toleranz in den Ventilstößeln und Ähnlichem.
Obwohl ein solcher Anpassungsmechanismus fähig ist, den Betätigungswinkel
der Einlassventile stufenlos zu ändern,
ohne deren Struktur dadurch zu komplizieren, kann eine solche Differenz zwischen
dem Betätigungswinkel
der ersten und der zweiten Zylinderreihe Differenzen in Einlassluftmengen-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen
und Reaktionen (talks) der ersten und der zweiten Zylinderreihe
erzeugen, und kann die Betriebsstabilität des Verbrennungsmotors verschlechtern.
Um diese Möglichkeit der
Verschlechterung der Motor-Betriebsstabilität zu beseitigen, wird von jeder
Zylinderreihe auf der Basis des Abgasparameters, der von dem für jede Zylinderreihe
bereitgestellten Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasst wird,
eine Rückführungssteuerung
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ausgeführt.
Die Korrektur der Steuerung des Betätigungswinkels der Einlassventile
wird in einem Zu stand ausgeführt,
in dem die Rückführungssteuerung
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
ausgeführt
wird.
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Es
ist eine Aufgabe der voliegenden Erfindung, eine Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor und ein Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuerverfahren
für einen
Verbrennungsmotor bereitzustellen, wobei der Motor in stabiler Weise
betrieben werden kann.
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Gemäß dem Gesichtspunkt
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine
Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit
einer Vielzahl von Zylinderreihen gemäß dem selbstständigen Anspruch
1 gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Nebenansprüchen
festgeschrieben.
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Gemäß dem Gesichtspunkt
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein
Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor mit
einer Vielzahl von Zylinderreihen gemäß dem selbstständigen Anspruch
9 gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Nebenansprüchen
festgeschrieben.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsformen
in Verbindung mit den folgenden begleitenden Zeichnungen veranschaulicht
und erläutert.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines V-Verbrennungsmotors mit einer Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform;
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2 ist
eine charakteristische Ansicht, die einen Betätigungsbereich eines kleinen
Betätigungswinkels
und einen Betätigungsbereich
eines großen Betätigungswinkels
eines variablen Ventilbetätigungsmechanismus
des Motors von 1 zeigt;
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3A ist
eine charakteristische Ansicht, die ein Beispiel einer Ventilsteuerzeit
zum Zeitpunkt eines großen
Betätigungswinkels
zeigt;
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3B ist
eine charakteristische Ansicht, die ein Beispiel einer Ventilsteuerzeit
zum Zeitpunkt eines kleinen Betätigungswinkels
zeigt;
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4 ist
ein Zeitablaufdiagramm zum Veranschaulichen einer Rückführungssteuerung,
nachdem ein Betätigungswinkel
von groß in
klein geändert wurde;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Rückführungskorrektur-Steuerung,
die durch die Ventilsteuerzeitkorrektur-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Lehre durchgeführt
wird.
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Unter
Bezugnahme zunächst
auf 1 wird ein V-Verbrennungsmotor allgemein mit 1 angegeben
und enthält
variable Ventilbetätigungsmechanismen 2,
die an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet sind, um Ventilsteuerzeiten
von Einlassventilen 3 variabel separat an den jeweiligen
Zylinderreihen zu steuern. Der Motor 1 umfasst des Weiteren
Ventilbetätigungsmechanismen
(ohne Bezugszeichen), die an den jeweiligen Zylinderreihen zum Betätigen der Auslassventile 4 angeordnet
sind. Die Ventilbetätigungsmechanismen
für die
Auslassventile 4 sind vom Typ Direktantrieb, um die Auslassventile 4 direkt über Auslassnockenwellen 5 anzutreiben,
und weisen daher Ventilhubmerkmale auf, die immer konstant sind.
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Die
Abgaskrümmer 6 für die jeweiligen
Zylinderreihen sind mit Katalysatoren 7 verbunden. Stromaufwärts der
Katalysatoren 7 sind Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 8 zum
Erfassen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases angeordnet.
Die Abgasdurchführungen 9 für die jeweiligen Zylinderreihen
sind an den stromabwärts
liegenden Seiten der Katalysatoren 7 verbunden, um eine
einzelne Durchführung
auszubilden, die mit einem zweiten Katalysator 10 und einem
Schalldämpfer 11 an deren
stromabwärts
liegendem Abschnitt versehen ist.
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Mit
einer Einlassöffnung
jedes Zylinders ist eine Abzweigdurchführung 15 (branch Passage)
verbunden. Sechs Abzweigdurchführungen 15 sind
an ihren stromaufwärts
liegenden Enden mit dem Kollektor 16 verbunden. Mit einem
Ende des Kollektors 16 ist eine Ansaugeinlassdurchführung 17 verbunden,
für die
ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 18 bereitgestellt
ist. Das elektronisch gesteuerte Drosselventil 18 ist mit
einem aus einem elektrischen Motor bestehenden Betätigungsglied
versehen, so dass sein Öffnungsgrad
in Reaktion auf ein Steuersignal gesteuert wird, das ihm von der
Motorsteuereinheit 19 zugeführt wird. Indessen ist das
elektronisch gesteuerte Drosselventil 18 mit einem (nicht
gezeigten) Sensor versehen, um einen tatsächlichen Öffnungsgrad des Drosselventils 18 als
eine integrale Einheit zu erfassen, und auf der Basis eines Erfassungssignals
des Sensors wird ein Drosselventil-Öffnungsgrad in geschlossenem
Regelkreis (closed-loop controlled) auf einen Sollwert-Öffnungsgrad
gesteuert. Des Weiteren ist stromaufwärts des Drosselventils 18 der
Luftstrommesser 26 angeordnet, um eine Ansaugluftmenge
zu erfassen, und stromaufwärts
des Luftstrommessers 25 ist ein Luftfilter 20 angeordnet.
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Des
Weiteren ist für
eine Kurbelwelle (kein Bezugszeichen) ein Kurbelwinkelsensor 21 vorgesehen,
um eine Motordrehzahl und eine Kurbelwinkelposition zu erfassen.
Des Weiteren wird der Gaspedal-Öffnungsgrad-Sensor 22 bereitgestellt,
um einen Öffnungsgrad
(Niederdrückbetrag)
eines Gaspedals (kein Bezugszeichen) zu erfassen, das von dem Fahrer
eines Fahrzeugs betätigt
wird. Auf der Basis dieser Signale steuert die Motorsteuereinheit 19 eine Kraftstoffeinspritzmenge
und den Einspritzzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzdüse 23,
einen Zündzeitpunkt der
Zündkerze 24,
die Ventilhubmerkmale des variablen Ventilbetätigungsmechanismus 2,
einen Öffnungsgrad
des Drosselventils 18 usw.
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Der
variable Ventilbetätigungsmechanismus 2 wird
ausgebildet durch Kombinieren eines Änderungsmechanismus für einen
Hub und einen Betätigungswinkel,
der den Hub und den Betätigungswinkel
des Einlassventils 3 in zwei Phasen mit einem Phasen-Steuerungsmechanismus ändert, der
die maximale Hubphase (Phase in Bezug auf die Kurbelwelle) des Einlassventils 2 stufenlos ändert, d.h.
vorverlegt oder verzögert.
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Der
oben beschriebene Änderungsmechanismus
für einen
Hub und einen Betätigungswinkel, wie
in der vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-224746 und 6-10747
offenbart, weist einen Hochgeschwindigkeitsnocken zum Ausführen eines
großen
Hubs und eines großen
Betätigungswinkels,
einen Langsamlaufnocken zum Ausführen
eines kleinen Hubs und eines kleinen Betätigungswinkels, wobei der Hochgeschwindigkeitsnocken
und der Langsamlaufnocken an der Einlassnockenwelle 27 vorgesehen
sind, einen Hauptkipphebel, der in Übereinstimmung mit der Betätigung der
Langsamlauf-Nockenwelle arbeitet, und einen Hilfskipphebel auf,
der in Übereinstimmung
mit der Betätigung
des Hochgeschwindigkeits-Nockens arbeitet. Der Hauptkipphebel und
Hilfskipphebel, die das Einlassventil 3 antreiben, greifen
ineinander ein oder werden voneinander gelöst mittels hydraulischem Druck.
Das heißt,
in einem Zustand, in dem beide ineinander eingreifen, wird ein großer Betätigungswinkel
und ein großer
Hub durch den Hochgeschwindigkeitsnocken erhalten. Im Gegensatz
dazu wird in einem Zustand, in dem beide voneinander gelöst sind,
dem Hilfskipphebel gestattet, frei zu schwingen, so dass ein kleiner Betätigungswinkel
und kleine Hubmerkmale durch den Langsamlaufnocken bewirkt werden.
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Des
Weiteren umfasst der oben beschriebene Änderungsmechanismus, wie in
der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2001-280167 und 2002-893031 offenbart, einen Zahnkranz, der
an einem vorderen Endabschnitt der Einlassnockenwelle 27 bereitgestellt
ist und antreibend mit der Kurbelwelle verbunden ist mittels einer
Steuerkette oder eines Steuerzahnkranzes, um sich so in zeitgesteuerter Beziehung
zu der Kurbelwelle zu drehen, und ein Phasensteuerungs-Betätigungsglied,
das die relative Drehung des Zahnkranzes und der Einlassnockenwelle
innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs verursacht. Das oben
beschriebene Phasensteuerungs-Betätigungsglied besteht beispielsweise
aus einem hydraulischen oder elektromagnetischen Drehbetätigungsglied
und wird durch ein Steuersignal gesteuert, das ihm von der Motorsteuereinheit 19 zugeführt wird.
Durch den Phasen-Steuerungsmechanismus wird die Kurve selbst, die
für die
Hubmerkmale kennzeichnend ist, nicht verändert, sondern wird in ihrer
Gesamtheit vorverlegt oder verzögert.
Diese Änderung
kann stufenlos erzielt werden. Der gesteuerte Zustand des Phasen-Änderungsmechanismus
wird durch den Nockenwinkelsensor 26 erfasst, der auf die
Drehposition der Einlassnockenwelle 27 anspricht.
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Indessen
wird in der oben genannten vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2001-280167 und 2002-89303 ein Änderungsmechanismus für einen
Hub und einen Betätigungswinkel offenbart,
der fähig
ist, einen Hub und einen Betätigungswinkel
stufenlos zu ändern.
In diesem Zusammenhang kann die vorliegende Lehre auf einen variablen
Ventilbetätigungsmechanismus
angewendet werden, der in der Lage ist, den Hub und den Betätigungswinkel
stufenlos zu ändern.
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Beim
V-Verbrennungsmotor 1 sind hydraulische Steuerkreise von
variablen Ventilbetätigungsmechanismen 2 getrennt
an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet. Und zwar sind an den
jeweiligen Zylinderreihen hydraulische Betätigungswinkel-Steuerventile
angeordnet, welche die hydraulischen Drücke steuern, die hydraulischen
Mechanismen zugeführt
werden sollen, die das Ineinander-Greifen oder Voneinander-Lösen des
Haupt- und des Hilfs-Kipphebels der Änderungsmechanismen für den Hub
und den Betätigungswinkel
durchführen,
und die durch die Steuersignale gesteuert werden, die diesen von der
Motorsteuereinheit 19 zugeführt werden. Falls des Weiteren
ein hydraulisches Phasensteuerungs-Betätigungsglied als ein Phasen-Änderungsmechanismus
verwendet wird, werden hydraulische Phasensteuerventile, welche
die hydraulischen Drücke
steuern, die den Betätigungsgliedern
zugeführt werden
sollen, an den jeweiligen Zylinderreihen angeordnet und über Rückführung von
der Motorsteuereinheit 19 auf der Basis der Erfassungssignale
von dem Nockenwinkelsensor 26 gesteuert. Indessen, falls
ein elektromagnetisches Betätigungsglied
für die Phasensteuerung
verwendet wird, wird sie ebenfalls auf der Basis von Erfassungssignalen
der jeweiligen Nockenwinkelsensoren 26 gesteuert.
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2 zeigt
die Hub- und Betätigungswinkelmerkmale,
die durch den oben beschriebenen Änderungsmechanismus für einen
Hub und einen Betätigungswinkel
bewirkt werden. Wie in 2 gezeigt, werden ein kleiner
Hub und ein kleiner Betätigungswinkel
durch einen Langsamlauf- und Niederlast-Bereich bewirkt, und ein
großer
Hub und ein großer
Betätigungswinkel
werden durch einen Hochgeschwindigkeits- und Volllast-Bereich bewirkt.
Des Weiteren zeigt 3A ein Beispiel einer Ventilsteuerzeit
des Einlassventils 3 in dem Fall, in dem der Betätigungswinkel
groß ist,
und 3B zeigt ein Beispiel einer Ventilsteuerzeit des
Einlassventils 3 in dem Fall, in dem der Betätigungswinkel
klein ist. In diesem Zusammenhang ist in dem Fall, dass der Betätigungswinkel
klein ist, der Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) in Bezug auf
den unteren Totpunkt beträchtlich vorverlegt
und wird einem Mittelpunkt zwischen dem oberen Totpunkt und dem
unteren Totpunkt benachbart positioniert. Durch eine solche Ventilsteuerzeit wird
ein tatsächlicher
Einlasshub auf der Basis des Einlassventil-Schließzeitpunkts
bestimmt. Des Weiteren, wie aus der Beziehung der trigonometrischen Funktion
ersichtlich wird, verursacht eine Winkeldifferenz der Einlassventil-Schließsteuerzeit
eine große Abweichung
des Einlasshubs. Und zwar sind die tatsächlichen Mengen von Einlassluft,
die den Zylindern der jeweiligen Zylinderreihen zugeführt werden
sollen, wahrscheinlich voneinander verschieden. Indessen hängt die
Differenz in den Ventilhubmerkmalen zwischen den variablen Ventilbetätigungsmechanismen
der jeweiligen Zylinderreihe vor allem von einer Veränderung
in der Position ab, in der jeder der Nockenwinkelsensoren 26 auf
dem Motor 1 installiert ist.
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Daher
wird gemäß der vorliegenden
Lehre die Differenz in den Ventilhubmerkmalen zwischen den variablen
Ventilbetätigungsmechanismen
der jeweiligen Zylinderreihen auf der Basis der Luft/Kraftstoff-Verhältnisse
der jeweiligen Zylinderreihen korrigiert, die durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 8 erfasst
werden.
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4 ist
ein Zeitablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Korrektursteuerung
gemäß der vorliegenden
Lehre und zeigt insbesondere Änderungen
des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerts usw.
an einer Zylinderreihe. Zunächst
wird die Kraftstoffeinspritzmenge durch Rückführung auf der Basis des Erfassungssignals
vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 8 so
gesteuert, dass, wenn der Betätigungswinkel
groß ist,
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dem
stöchiometrischen
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis gleichgemacht
wird. Und zwar, wie einem Fachmann bekannt ist, wird die erforderliche
Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α auf der
Basis des Erfassungssignals des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 berechnet,
und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α wird mit
einer Grund-Kraftstoffeinspritzmenge multipliziert, die aus einer
Einlassluftmenge, die durch den Luftstrommesser 25 erfasst
wird, und einer Drehzahl bestimmt wird, um dadurch eine Kraftstoffeinspritzmenge
zu erhalten. Die "Kraftstoffeinspritz-Korrekturmenge" gibt die Kraftstoffmenge
an, die auf der Basis der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α zu der Grund-Kraftstoffeinspritzmenge
hinzugefügt
oder davon subtrahiert wird. Indessen kann der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 8 entweder
ein Sauerstoffsensor, der nur erfassen kann, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett
oder mager ist, oder ein Universal- oder Breitbereichs-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
sein, der eine Ausgabe erzeugen kann, die sich linear in Proportion
zu einer Änderung eines
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ändert. Falls
der Sauerstoff-Sensor verwendet wird, wird die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α durch eine
PI-Steuerung (proportionale Steuerung und integrale Steuerung) auf
der Basis einer Umkehrung der Ausgabe von fett zu mager oder umgekehrt
erhalten. In diesem Beispiel gibt die kennzeichnende Kurve der "Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α", wie in 4 gezeigt,
eine durchschnittliche Änderung
derselben an. Auf diese Weise, wenn der Motor unter einem großen Betätigungswinkel
und unter einem Niederlastzustand betrieben wird, (d.h. unter einem
konstanten Drehmoment und einer konstanten Motordrehzahl), wird
die Luft/Kraft stoff-Verhältnis-Korrekturmenge α als ein
Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
eingelesen. Die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α, die dem
Grund- Luft/Kraftstoff-Verhältnis
entspricht, ist natürlich
ein Wert in nächster
Nähe zu "1". Wie einem Fachmann bekannt ist, entspricht
der Wert der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α einer Abweichung
des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,
das nicht durch Rückführungssteuerung
von dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis korrigiert
wird. Zum Beispiel werden eine Änderung
der Leistungsmerkmale der Kraftstoffeinspritzdüse 23 und eine Änderung
der Leistungsmerkmale des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 durch
die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α wiedergegeben.
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Wenn
dann der Motorbetriebszustand so verändert wird, das der Betätigungswinkel
klein wird, wird die Rückführungssteuerung
der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 gestoppt,
und die rückführungslose
Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge wird gestartet. Es ist jedoch
wünschenswert, die
Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis des oben beschriebenen
Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
fortzusetzen. In diesem Zustand wird die Ventilsteuerzeit des variablen
Ventilbetätigungsmechanismus
durch Rückführung auf
der Basis der Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 gesteuert.
Insbesondere, wenn das erfasste Luft/Kraftstoff-Verhältnis magerer
ist als das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wird der Phasen-Änderungsmechanismus
so gesteuert, dass die Phase so vorverlegt wird, dass der tatsächliche
Einlasshub kürzer
wird. Wenn im Gegensatz dazu das erfasste Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter
ist als das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wird der Phasen-Ändenungsmechanismus
so gesteuert, dass die Phase so verzögert wird, dass der tatsächliche
Einlasshub länger
wird, d.h. die Einlassventilschließzeit sich näher zum
unteren Totpunkt bewegt. In dem in 4 gezeigten
Beispiel, wenn der Betätigungswinkel
so geändert
wird, dass er klein wird, wird die Einlassluftmenge übermäßig groß und die
Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α wird größer als
der Wert, der dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht.
Allerdings wird auf Grund dessen die Einlassventilschließzeit so korrigiert,
dass sie vorverlegt wird. Dementsprechend bewegt sich die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α allmählich näher an das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und
wird mit diesem schließlich
gleich. Die Phasen-Korrekturmenge, d.h. die Nockenphasenänderungsmenge
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis gleich
wird, wird als entsprechend einer Abweichung von den Leistungsmerkmalen
des variablen Ventilbetäti gungsmechanismus 2 an
der Zylinderreihe betrachtet, und wird im Allgemeinen als eine Änderung in
der Position betrachtet, in welcher der Nockenwinkelsensor 26 auf
dem Motor 1 installiert ist. Daher wird zu dem Zeitpunkt
t1, an dem die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α gleich dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird,
die Nockenphasenkorrekturmenge gelernt und wird in der anschließend durchgeführten Steuerung
verwendet. Indem zum Beispiel vorher der gelernte Wert zu dem Sollwert
des Phasen-Änderungsmechanismus
hinzugefügt
wird, wird es möglich,
die Ventilhubmerkmale zu steuern, die an dieser Zylinderreihe erhalten
werden, ungeachtet eines kleinen Betätigungswinkels oder eines großen Betätigungswinkels.
Insbesondere dadurch, dass die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α nicht mit
dem stöchiometrischen
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
gleichgesetzt wird, sondern mit dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, kann
durch den oben beschriebenen gelernten Wert die Differenz in den
Ventilhubmerkmalen zwischen variablen Ventilbetätigungsmechanismen 2 der
jeweiligen Zylinderreihen wiedergegeben werden, ohne dass eine Beeinflussung
durch die Differenz in den Leistungsmerkmalen der Kraftstoffeinspritzdüse 23 und
des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 8 zwischen
den Zylinderreihen stattfindet.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm der oben beschriebenen Steuerung. Zuerst wird
in Schritt S1 bestimmt, ob der Motor 1 sich in einem Betriebszustand mit
einem großen
Betätigungswinkel
oder einem kleinen Betätigungswinkel
befindet, d.h. ob der Betätigungswinkel
groß ist.
Wenn der Betätigungswinkel groß ist, fährt das
Programm mit Schritt S2 fort, in dem eine normale Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführungssteuerung
durchgeführt
wird, und die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturmenge α, wenn der
durch Rückführung gesteuerte
Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert
ausreichend angenähert
ist, als ein Grundwert (Wert entsprechend dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis) eingestellt
wird.
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Wenn
andererseits der Betätigungswinkel klein
ist, fährt
das Programm mit Schritt S3 fort, in dem die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Rückführungssteuerung
gestoppt wird. Dann wird in Schritt S4 bestimmt, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter
oder magerer ist als das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Wenn
das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
magerer ist als das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, fährt die Steuerung mit Schritt
S5 fort, in dem eine Vorverlegungskorrektur der Phase vorgenommen
wird. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fetter als das Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist,
fährt das
Programm mit Schritt S6 fort, indem eine Zurücknahmekorrektur der Phase
vorgenommen wird. Des Weiteren wird in Schritt S7 bestimmt, ob das
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
gleich dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis geworden
ist. Wenn bestimmt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gleich
dem Grund-Luft/Kraftstoff-Verhältnis
geworden ist, fährt das
Programm mit Schritt S8 fort, in dem der Nockenphasenkorrekturwert
zu diesem Zeitpunkt als ein Lernwert eingestellt wird.
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In 4 und 5 wird
die Rückführungskorrektur
nur an einer Zylinderreihe beschrieben. Jedoch misst der Luftstrommesser 25 die
Gesamtmenge an Einlassluft, die den Zylindern der jeweiligen Zylinderreihen
zugeführt
werden soll, so dass, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für die Zylinder
an einer Zylinderreihe als mager beurteilt wird, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für die Zylinder
an der anderen Zylinderreihe normalerweise fett ist. Demzufolge
werden an den jeweiligen Zylinderreihen die oben beschriebenen Rückführungskorrekturen
parallel durchgeführt.
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Im
Gegensatz dazu, während
die oben beschriebene Rückführungssteuerung
der Ventilsteuerzeit natürlich
jederzeit durchgeführt
werden kann, wenn der Betätigungswinkel
klein ist, kann die Rückführungssteuerung
der Kraftstoffeinspritzmenge während
dieser Zeit nicht durchgeführt
werden. Daher kann die Rückführungskorrektur
der Ventilsteuerzeit zu dem Zeitpunkt beendet werden, wenn ein neuer
Lernwert erhalten wird, und die Rückführungssteuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
kann erneut gestartet werden. Da des Weiteren die Differenz der Ventilhubmerkmale
größtenteils
von einem Fehler bezüglich
der Installation des Nockenwinkelsensors 26 abhängt, ist
es nicht immer erforderlich, die Rückführungskorrektur jedes Mal vorzunehmen,
wenn der Betätigungswinkel
klein wird, sondern die Rückführungskorrektur
kann in einer geeigneten Häufigkeit vorgenommen
werden, z.B. jedes Mal, wenn der Betätigungswinkel während eines
durchgehenden Betriebs des Motors 1 erstmals von groß in klein
geändert
wird