DE69724731T2

DE69724731T2 - Unterdruckregelvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE69724731T2
Application number: DE69724731T
Authority: DE
Inventors: Jun Toyota-shi Harada; Hiroyuki Toyota-shi Mizuno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: KR19980069805A; DE69724731D1; EP0837232A3; JP3052869B2; JPH10175464A; EP0837232A2; EP0837232B1; KR100263224B1; US5915357A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Steuern eines Unterdrucks bei Verbrennungsmotoren. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Geräte zum Steuern eines Unterdrucks bei Verbrennungsmotoren, die mit Bremskraftverstärkern versehen sind, die einen Unterdruck zum Verbessern der Bremskraft verwenden.
Bei einem typischen Verbrennungsmotor wird Kraftstoff in eine Einlassöffnung von einem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt, um ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in die zugehörige Verbrennungskammer in einer gleichmäßigen Weise zu laden. Bei dem Motor wird ein Einlasskanal durch ein Drosselventil geöffnet und geschlossen, das betätigt wird, indem ein Gaspedal gehandhabt wird. Das Öffnen des Drosselventils stellt die Einlassluftmenge (und schließlich die Menge an gleichförmig vermischter Luft und Kraftstoff) ein, die zu den Verbrennungskammern des Motors geliefert wird. Dadurch wird die Motorleistung gesteuert.
Jedoch wird beim Ausführen einer Verbrennung einer gleichförmigen Ladung eine große Höhe eines Unterdrucks durch die Drosselwirkung des Drosselventils erzeugt. Dadurch wird der Pumpenverlust erhöht und die Effizienz verringert. Um dieses Problem zu behandeln, ist eine Schichtaufladeverbrennung oder Schichtladungsverbrennung vorgeschlagen worden. Bei der Schichtladungsverbrennung wird das Drosselventil weit geöffnet und Kraftstoff wird direkt in jede Verbrennungskammer geliefert. Dadurch wird bewirkt, dass ein fettes außerordentlich verbrennbares Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der Zündkerze vorhanden ist. Als ein Ergebnis ist die Zündfähigkeit verbessert.
Die Druckschrift JP-08 164 840 A beschreibt einen Motor, der eine Schichtladungsverbrennung ausführt. Bei diesem Motor ist jede Verbrennungskammer mit einem Gleichförmig-Ladungs-Kraftstoffeinspritzventil und einem Schichtladungskraftstoffeinspritzventil versehen. Das Gleichförmig-Ladungs-Einspritzventil verteilt den Kraftstoff gleichmäßig in die Verbrennungskammer und das Schichtladungseinspritzventil spritzt Kraftstoff zu der Nähe der Zündkerze hin ein. Wenn die Motorlast gering ist, wird Kraftstoff von dem Schichtladeeinspritzventil eingespritzt. Somit wird der Kraftstoff in einer konzentrierten Weise um die Zündkerze herum geliefert. Das Drosselventil wird geöffnet, um die Schichtladungsverbrennung auszuführen. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch verbessert und der Pumpenverlust verringert.
Bei diesem Motor ist ein Bremskraftverstärker vorgesehen, um die für das Bremsen erforderliche Pedalkraft zu verringern. Der Bremskraftverstärker verwendet einen Unterdruck, der in dem Einlasskanal stromabwärtig von dem Drosselventil erzeugt wird, als eine Antriebsquelle. Anders ausgedrückt steht der Unterdruck mit dem Bremskraftverstärker durch ein Verbindungsrohr in Verbindung, das mit der stromabwärtigen Seite des Drosselventils verbunden ist. Ein Unterdruck, der dem Grad des Niederdrückens des Bremspedals entspricht, wirkt an einer Membran, die in dem Bremskraftverstärker eingebaut ist, und erhöht die Bremskraft.
Jedoch nimmt bei dieser Art an Motor der Druck in dem Einlasskanal während der Schichtladungsverbrennung zu. Das heißt es ist kein geringerer Unterdruck vorhanden. Dadurch kann bewirkt werden, dass der Unterdruck, der den Bremskraftverstärker betätigt, unzureichend ist.
Demgemäß wird bei dem Motor, der in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung beschrieben ist, das Drosselventil zwangsweise geschlossen, wenn der Unterdruck, der den Bremskraftverstärker betätigt, unzureichend wird. Dadurch wird der Druck in dem Einlasskanal verringert und der erforderliche Unterdruck für die Bremse wird garantiert. Gemäß diesem Stand der Technik ändert sich ein Steuerabschnitt von der Schichtverbrennung zu der gleichförmigen Verbrennung beim Schließen eines Drosselventils während einer Niedriglastfahrt, um die Funktion des Bremskraftverstärkers aufrechtzuerhalten.
Jedoch wird bei dieser Art an Motor das Drosselventil geöffnet, wenn das Gaspedal beim Ausführen der Schichtladungsverbrennung niedergedrückt wird. Da das Drosselventil geschlossen sein muss, um den Unterdruck zu erzeugen, kann das Niederdrücken des Gaspedals bewirken, dass der Unterdruck unzureichend wird.
Jedoch kann ein derartiges Wiederholen des Öffnens und Schließens des Drosselventils zu einem Pendeln (Hunting) des Motors führen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gerät zum Steuern der Bremskraft eines Fahrzeuges zu schaffen, das einen ausreichenden Unterdruck für den Bremskraftverstärker erzeugt und ein Pendeln des Motors verhindert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch solches Gerät gelöst, wie es in Anspruch 1 formuliert ist. Die Erfindung ist derart weiter entwickelt, wie dies in den abhängigen Ansprüchen definiert ist.
Die Erfindung ist zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen durch die Darlegungen der beigefügten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.
1 zeigt eine bildliche Darstellung eines Gerätes zum Steuern eines Unterdrucks bei einem Motor gemäß einem Vergleichsbeispiel.
2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Zylindermotors.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Bremskraftverstärkers.
4 zeigt ein Flussdiagramm der durch die ECU ausgeführten Unterdrucksteuerroutine.
5 zeigt ein Flussdiagramm der Unterdrucksteuerroutine, die sich von 4 fortsetzt.
6 zeigt ein Flussdiagramm der Unterdrucksteuerroutine, die sich von den 4 und 5 fortsetzt.
7 zeigt ein Flussdiagramm der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungssteuerroutine.
8 zeigt ein Flussdiagramm der Unterdrucksteuerroutine, die durch die ECU bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
9 zeigt ein Flussdiagramm der Unterdrucksteuerroutine, die sich von 8 fortsetzt.
10 zeigt eine Tabelle der Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Gaspedalniederdrückbetrag in Bezug auf den angenommenen Einlassdruck.
Ein Vergleichsbeispiel eines Gerätes zum Steuern des Unterdrucks bei einem Verbrennungsmotor ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist ein Motor 1 mit beispielsweise vier Zylindern 1a versehen. Der Aufbau der Verbrennungskammer von jedem Zylinder 1a ist in 2 gezeigt. Wie dies in diesen Zeichnungen gezeigt ist, hat der Motor 1 einen Zylinderblock 2, in dem Kolben untergebracht sind. Die Kolben bewegen sich hin- und hergehend in dem Zylinderblock 2. Ein Zylinderkopf 4 ist an der Oberseite des Zylinderblocks 2 angeordnet. Eine Verbrennungskammer 5 ist zwischen jedem Kolben und dem Zylinderkopf 4 definiert. Bei diesem Beispiel sind vier Ventile (ein erstes Einlassventil 6a, ein zweites Einlassventil 6b und zwei Auslassventile 8) für jeden Zylinder 1a vorgesehen. Das erste Einlassventil 6a ist mit einer ersten Einlassöffnung 7a versehen, während das zweite Einlassventil 6b mit einer zweiten Einlassöffnung 7b versehen ist. Jedes Auslassventil 8 ist mit einer Auslassöffnung 9 versehen.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist die erste Einlassöffnung 7a eine schraubenartige Öffnung, die sich in einer spiralartigen Weise erstreckt. Die zweite Öffnung 7b erstreckt sich in einer geraden Weise. Zündkerzen 100 sind an der Mitte des Zylinderkopfes 4 angeordnet. Eine Hochspannung wird an jeder Zündkerze 10 durch eine Zündeinrichtung 12 über einen (nicht gezeigten) Verteiler angelegt. Die Zündzeit der Zündkerzen 10 wird durch die Ausgabezeit der von der Zündeinrichtung 12 gesendeten Hochspannung bestimmt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 11 ist in der Nähe der Innenwand des Zylinderkopfes in der Nähe von jedem Satz aus dem ersten und zweiten Einlassventil 6a, 6b angeordnet. Das Kraftstoffeinspritzventil 11 wird verwendet, um Kraftstoff direkt in den zugehörigen Zylinder 1a einzuspritzen und ermöglicht sowohl eine Schichtladungsverbrennung als auch eine Gleichförmig-Ladungsverbrennung.
Wie dies in 1 gezeigt ist, sind die erste und die zweite Einlassöffnung 7a und 7b von jedem Zylinder 1a mit einem Ausgleichsbehälter 16 über einen ersten Einlasskanal 15a und einen zweiten Einlasskanal 15b verbunden, die in einem Einlasskrümmer 15 definiert sind. Ein Wirbelsteuerventil 17 ist in jedem zweiten Einlasskanal 15b angeordnet. Die Wirbelsteuerventile 17 sind beispielsweise mit einem Schrittmotor 19 durch eine gemeinsame Welle 18 verbunden. Der Schrittmotor 19 wird durch Signale gesteuert, die von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 30 gesendet werden. Der Schrittmotor 19 kann durch ein Betätigungsglied ersetzt werden, das durch den Unterdruck in den Einlassöffnungen 7a, 7b gesteuert wird.
Der Ausgleichsbehälter 16 ist mit einer Luftreinigungseinrichtung 21 über einen Einlasskanal 20 verbunden. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 23, das durch einen Schrittmotor 22 geöffnet und geschlossen wird, ist in dem Einlasskanal 20 angeordnet. Die ECU 30 sendet Signale zum Antreiben des Schrittmotors 22 und zum Öffnen und Schließen des Drosselventils 23. Das Drosselventil 23 stellt die Menge an Einlassluft ein, die durch den Einlasskanal 20 tritt und in die Verbrennungskammern 5 eintritt. Das Drosselventil 23 stellt außerdem den Unterdruck ein, der in dem Einlasskanal 20 erzeugt wird.
Ein Drosselsensor 25 ist in der Nähe des Drosselventils 23 angeordnet, um den Öffnungswinkel (Drosselwinkel TA) des Ventils 23 zu erfassen. Die Auslassöffnungen 9 von jedem Zylinder 1a sind mit einem Abgaskrümmer 14 verbunden. Nach der Verbrennung wird das Abgas zu einem (nicht gezeigten) Abgasrohr durch den Abgaskrümmer 14 gesendet.
Ein herkömmlicher Abgasrezirkulationsmechanismus (EGR-Mechanismus) 51 lässt einen Teil des Abgases durch einen EGR-Kanal 52 rezirkulieren. Ein EGR-Ventil 53 ist in dem EGR-Kanal 52 angeordnet. Der EGR-Kanal 52 verbindet die stromabwärtige Seite des Drosselventils 23 in dem Einlasskanal 20 mit einem Auslasskanal. Das EGR-Ventil 53 hat einen Ventilsitz, einen Ventilkörper und einen Schrittmotor (wobei diese alle nicht gezeigt sind). Der Öffnungsbereich des EGR-Ventils 53 wird geändert, indem bewirkt wird, dass der Schrittmotor in unterbrochener Weise den Ventilkörper in Bezug auf den Ventilsitz versetzt. Wenn das EGR-Ventil 53 öffnet, wird ein Teil des Abgases, das in den Abgaskanal befördert wird, in den EGR-Kanal 52 eintreten. Das Gas wird dann in den Einlasskanal 20 über das EGR-Ventil 53 gesaugt. Anders ausgedrückt rezirkuliert ein Teil des Abgases durch den EGR-Mechanismus 51 und kehrt zu dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zurück. Die Rezirkulationsmenge des Abgases wird durch den Öffnungsbetrag des EGR-Ventils 53 eingestellt.
Wie dies in den 1 und 3 gezeigt ist, ist ein Bremskraftverstärker 71 vorgesehen, um die Bremskraft des Fahrzeuges zu verbessern. Der Bremskraftverstärker 71 erhöht die Bremskraft des Bremspedals 72. Die Bremskraft wird in einen hydraulischen Druck umgewandelt und wird verwendet, um (nicht gezeigte) Bremsbetätigungsglieder zu betätigen, die für jedes Rad vorgesehen sind. Der Bremskraftverstärker 71 ist mit der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 23 in dem Einlasskanal 20 durch ein Verbindungsrohr 73 verbunden und wird durch den Unterdruck betätigt, der in dem Kanal 20 erzeugt wird. Ein Rückschlagventil 74, das durch den in dem Einlasskanal 20 erzeugten Unterdruck geöffnet wird, ist in dem Verbindungsrohr 73 vorgesehen (siehe 3). Der Bremskraftverstärker 71 hat eine Membran, die als ein Betätigungsabschnitt dient. Eine Seite der Membran steht mit der Umgebung in Verbindung. Der Unterdruck, der in dem Einlasskanal 20 erzeugt wird und durch das Verbindungsrohr 73 in Verbindung steht, wirkt an der anderen Seite der Membran. Ein Drucksensor 63 ist in dem Verbindungsrohr 73 angeordnet, um den Druck in dem Bremskraftverstärker 71 oder den Bremskraftverstärkerdruck PBK (Absolutdruckwert) zu erfassen.
Die ECU 30 ist ein digitaler Computer, der mit einem wahlfreien Zugriffsspeicher (RAM) 32, einem Festspeicher (ROM) 33, einer Zentralrecheneinheit (CPU) 34, die ein Mikroprozessor ist, einem Eingabeanschluss 35 und einem Ausgabeanschluss 36 versehen ist. Ein bidirektionaler Bus 31 verbindet den RAM 32, den ROM 33, die CPU 34, den Eingabeanschluss 35 und den Ausgabeanschluss 36 miteinander.
Ein Gaspedal 24 ist mit einem Gaspedalsensor 26A verbunden. Der Gaspedalsensor 26A erzeugt eine Spannung, die dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals 24 proportional ist. Dies ermöglicht ein Erfassen der Gaspedalöffnung ACCP. Die Spannung, die durch den Gaspedalsensor 26A abgegeben wird, wird in den Eingabeanschluss 35 mittels eines Analog-Zu-Digital-Wandlers (A/D-Wandler) 37 eingegeben. Das Gaspedal 24 ist außerdem mit einem Vollständig-Geschlossen-Schalter 26B versehen, der erfasst, ob das Gaspedal 24 überhaupt nicht niedergedrückt ist. Der Geschlossenschalter 26B gibt ein Vollständig-Geschlossen-Signal XIDL aus, das auf Eins gesetzt ist, wenn das Gaspedal 24 überhaupt nicht niedergedrückt ist, und gibt ein Vollständig-Geschlossen-Signal XIDL, das auf Null gesetzt ist, aus, wenn das Gaspedal 24 nieder gedrückt wird. Die Abgabespannung des Geschlossenschalters 26B wird ebenfalls in den Eingabeanschluss 35 eingegeben.
Ein oberer Totpunkt-Positionssensor 27 erzeugt einen Abgabeimpuls, wenn beispielsweise der Kolben bei dem ersten Zylinder 1a die Position des oberen Totpunktes erreicht. Der Abgabeimpuls wird in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Ein Kurbelwinkelsensor 28 erzeugt einen Abgabeimpuls jedes Mal dann, wenn eine Kurbelwelle des Motors 1 um einen Kurbelwinkel CA von 30 Grad gedreht worden ist. Der Abgabeimpuls, der von dem Kurbelwinkelsensor 27 gesendet wird, wird in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Die CPU 34 liest die Abgabeimpulse des oberen Totpunkt-Positionssensors 27 und des Kurbelwinkelsensors 28, um die Motordrehzahl NE zu berechnen.
Der Drehwinkel der Welle 18 wird durch einen Wirbelsteuerventilsensor 29 erfasst, um den Öffnungsbereich der Wirbelsteuerventile 17 zu messen. Das Signal, das von dem Wirbelsteuerventilsensor 29 abgegeben wird, wird in den Eingabeanschluss 35 mittels eines A/D-Wandlers 37 eingegeben.
Der Drosselsensor 25 erfasst den Drosselwinkel TA. Das Signal, das von dem Drosselsensor 25 ausgegeben wird, wird in den Eingabeanschluss 35 mittels eines A/D-Wandlers 37 eingegeben.
Ein Einlassdrucksensor 61 ist vorgesehen, um den Druck in dem Ausgleichsbehälter 16 zu erfassen (Einlassdruck PiM). Der Einlassdruck PiM, der durch den Einlassdrucksensor 61 erfasst wird, wenn der Motor 1 startet, ist im Wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck PA. Somit erfasst der Einlassdrucksensor 61 außerdem den Umgebungsdruck.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 62 ist vorgesehen, um die Temperatur des Motorkühlmittels zu erfassen (Kühlmitteltemperatur THW). Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 64 ist vorgesehen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit SPD) zu erfassen. Die Signalabgaben der Sensoren 61, 62, 64 werden in den Eingabeanschluss 35 mittels A/D-Wandler 37 eingegeben. Die Signalabgabe des Drucksensors 63 wird außerdem in den Eingabeanschluss 35 mittels eines A/D-Wandlers 37 eingegeben.
Der Laufzustand des Motors 1 wird durch den Drosselsensor 25, den Gaspedalsensor 26A, den Vollständig-Geschlossen-Schalter 26B, den oberen Totpunkt-Positionssensor 27, den Kurbelwinkelsensor 28, den Wirbelsteuerventilsensor 29, den Einlassdrucksensor 61, den Kühlmitteltemperatursensor 62, den Drucksensor 63 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 64 erfasst.
Der Ausgabeanschluss 36 ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 11, den Schrittmotoren 19 und 20, der Zündeinrichtung 12 und dem EGR-Ventil 53 (Schrittmotor) mittels Treiberschaltungen 38 verbunden. Die ECU 30 steuert optimal die Kraftstoffeinspritzventile 11, die Schrittmotoren 19, 22, die Zündeinrichtung 12 (Zündkerzen 10) und das EGR-Ventil 53 mit Steuerprogrammen, die in dem ROM 33 gespeichert sind, auf der Grundlage von Signalen, die von den Sensoren 25 bis 29, 61 bis 64 gesendet werden.
Steuerprogramme, die in dem Gerät zum Steuern des Unterdrucks bei dem Motor 1 gespeichert sind, sind nachstehend unter Bezugnahme auf die in den 4 bis 6 gezeigten Flussdiagramme beschrieben. Eine Routine, die ausgeführt wird, um den Unterdruck, der mit dem Bremskraftverstärker 71 verbunden ist, durch ein Steuern des Drosselventils 23 (Schrittmotor 22) zu steuern, ist in den 4 bis 6 dargestellt.
Beim Eintreten in die Routine bestimmt bei Schritt 100 die ECU 30 zunächst, ob der Motor 1 gegenwärtig die Schichtaufladeverbrennung ausführt. Wenn die Schichtladungsverbrennung nicht ausgeführt wird, bestimmt die ECU 30, dass der Motor 1 gegenwärtig die gleichförmige Ladungsverbrennung ausführt. Dies zeigt an, dass Probleme in Bezug auf den Unterdruck wahrscheinlich nicht auftreten. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 112 weiter.
Bei dem Schritt 112 berechnet die ECU 30 den Basisdrosselwinkel TRTB aus den gegenwärtigen Erfassungssignalen (die Gaspedalöffnung ACCP, die Motordrehzahl NE und andere Parameter). Die ECU 30 nimmt Bezug auf eine (nicht gezeigte) Tabelle zum Berechnen des Basisdrosselwinkels TRTB. Die ECU 30 geht zu Schritt 113 weiter, und setzt einen Endzieldrosselwinkel oder einen Drosselöffnungsbereich TRT durch ein Subtrahieren des gegenwärtigen Drosselschließwinkels TRTCBK von dem Basisdrosselwinkel TRTB. Die ECU 30 beendet dann vorübergehend den anschließenden Ablauf. Wenn die ECU 30 von dem Schritt 100 zu dem Schritt 112 springt, wird der Wert des Drosselschließwinkels TRTCBK auf Null gesetzt. Somit ist der Basisdrosselwinkel TRTB gleich dem Endzieldrosselöffnungsbereich TRT gesetzt.
Wenn bei dem Schritt 100 bestimmt worden ist, dass der Motor 1 die Schichtaufladeverbrennung ausführt, geht die ECU 30 zu dem Schritt 101 weiter. Bei dem Schritt 101 subtrahiert die ECU 30 den jüngsten Bremskraftverstärkerdruck PBK, der durch den Drucksensor 63 erfasst worden ist, von dem Umgebungsdruck PA, um die Druckdifferenz DPBK zu erhalten.
Bei dem Schritt 102 bestimmt die ECU 30, ob die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit (beispielsweise 20 km/h) ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD geringer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, setzt die ECU 30 den Schichtladungsverbrennungsmodus fort und geht zu Schritt 103 weiter, um die Drosselwinkelsteuerung auszuführen (Schichtladebremssteuerung).
Bei dem Schritt 103 bestimmt die ECU 30, ob die Marke XBKIDL, die das Ausführen der Schichtladebremssteuerung anzeigt, bei Eins gesetzt ist. Die Ausführungsmarke XBKIDL wird auf Eins gesetzt, wenn während des Ausführens des Schichtladungsverbrennungsmodus ein Unterdruck erzeugt wird. Wenn die Ausführungsmarke XBKIDL auf Null gesetzt ist, das heißt wenn die Schichtladesteuerung nicht voranschreitet, geht die ECU 30 zu dem Schritt 104 weiter.
Bei dem Schritt 104 bestimmt die ECU 30, ob die gegenwärtige Druckdifferenz DPBK geringer als ein vorbestimmter Unterdruckwert tKPBLK (beispielsweise 300 mmHg) ist, wodurch die Schichtladebremssteuerung gestartet wird. Wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBLK ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 105 weiter.
Bei dem Schritt 105 setzt die ECU 30 die Ausführungsmarke XBKIDL auf Eins, um in den Schichtladebremssteuermodus zu gelangen. Die ECU 30 geht dann zu dem Schritt 106 weiter und berechnet den Schließkompensationswinkel a. Um den Schließkompensationswert a zu erhalten, bezieht sich die ECU 30 auf eine Tabelle, wie jene, die in 10 gezeigt ist. In dieser Tabelle sind die Schließkompensationswinkel a entsprechend mit Werten angezeigt, die erhalten werden, indem der Wert der Druckdifferenz DPBK von dem Zielunterdruckwert tKPBKO (beispielsweise 350 mmHg) subtrahiert wird. Wenn die Druckdifferenz DPBK viel geringer als der vorbestimmte Unterdruckwert tKPBKO ist (das heißt wenn der subtrahierte Wert groß ist), wird der Schließkompensationswinkel a auf einen hohen Wert gesetzt, um die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23 zu erhöhen. Andererseits wird der Schließkompensationswinkel a auf einen kleinen Wert gesetzt, um die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23 zu verringern, wenn die Druckdifferenz DPBK sich dem vorbestimmten Unterdruckwert tKPBKO nähert (das heißt wenn der subtrahierte Wert gering ist).
Bei dem Schritt 107 erneuert die ECU 30 den Drosselschließwinkel TRTCBK auf einen Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtige Schließwinkelkompensationswert a zu dem Drosselschließwinkel TRTCBK des vorherigen Zyklus hinzuaddiert wird, und geht dann zu Schritt 112 weiter. Bei dem Schritt 112 berechnet die ECU 30 den Basisdrosselwinkel TRTB. Dann setzt bei dem Schritt 113 die ECU 30 den Endzieldrosselöffnungsbereich TRT ein, indem der gegenwärtige Drosselschließwinkel TRTCBK von dem Basisdrosselwinkel TRTB subtrahiert wird. Danach beendet die ECU 30 vorübergehend den anschließenden Ablauf. Demgemäß wird, wenn die ECU 30 die Schritt 103 bis 107 ausführt, der zunehmende Wert, der durch Subtrahieren des Drosselschließwinkels TRTCBK erhalten wird, als der Endzieldrosselöffnungsbereich TRT eingestellt.
Wenn bei dem Schritt 104 die Druckdifferenz DPBK gleich wie oder größer als der Unterdruckwert tKPBLK, der die Schichtladebremssteuerung startet, ist, springt die ECU 30 zu dem Schritt 112. In diesem Fall wird die Schichtladebremssteuerung nicht ausgeführt.
Wenn die Ausführungsmarke XBKIDL bei Schritt 103 nicht auf Eins gesetzt ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 108 weiter und bestimmt, ob die Druckdifferenz DPBK den Unterdruckwert tKPBKO überschreitet, der die Schichtladebremssteuerung beendet. Wenn bestimmt wird, dass die Druckdifferenz DPBK nicht den Unterdruckwert tKPBKO überschreitet, geht die ECU 30 zu dem Schritt 106 weiter. Die ECU 30 führt die Schritte 106, 107 aus und geht dann zu Schritt 112, um den Basisdrosselwinkel TRTB zu berechnen. Anschließend setzt bei dem Schritt 113 die ECU 30 den Endzieldrosselöffnungsbereich TRT auf einen Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtige Drosselschließwinkel TRTCBK von dem Basisdrosselwinkel TRTB subtrahiert wird. Danach beendet die ECU 30 vorübergehend den anschließenden Ablauf. Demgemäß wird in diesem Fall der Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtig zunehmende Drosselschließwinkel TRTCBK subtrahiert wird, als der Zielenddrosselöffnungsbereich TRT eingestellt.
Wenn bestimmt wird, dass die Druckdifferenz DPBK den Unterdruckwert tKPBKO bei dem Schritt 108 überschreitet, geht die ECU 30 zu dem Schritt 109 weiter, um den Drosselschließwinkel TRTCBK zu verringern (und um den Zieldrosselöffnungsbereich TRT zu erhöhen). Bei dem Schritt 109 erneuert die ECU 30 den Drosselschließwinkel TRTCBK auf einen Wert, der erhalten wird, indem ein vorbestimmter Schließwinkelkompensationswert b (b ist ein konstanter Wert) von dem Drosselschließwinkel TRTCBK des vorherigen Zyklus subtrahiert wird.
Bei dem Schritt 110 bestimmt die ECU 30, ob der Drosselschließwinkel TRTCBK einem Wert von Null entspricht. Wenn bestimmt wird, dass der Drosselschließwinkel TRTCBK nicht einem Wert von Null entspricht, geht die ECU 30 zu dem Schritt 112 weiter, um den Basisdrosselwinkel TRTB zu berechnen. Anschließend setzt bei dem Schritt 113 die ECU 30 den Endzieldrosselöffnungsbereich TRT auf einen Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtige Drosselschließwinkel TRTCBK von dem Basisdrosselwinkel TRTB subtrahiert wird. Danach beendet die ECU 30 vorübergehend den anschließenden Ablauf. Demgemäß wird in diesem Fall der Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtig abnehmende Wert der Differenz zwischen dem Drosselschließwinkel TRTCBK und dem Basisdrosselwinkel TRTB subtrahiert wird, als der Endzieldrosselöffnungsbereich TRT eingestellt.
Wenn der Drosselschließwinkel TRTCBK einem Wert von Null bei dem Schritt 110 entspricht, geht die ECU 30 zu dem Schritt 111 weiter. Bei dem Schritt 111 setzt die ECU 30 die Ausführungsmarke XBKIDL auf Null, um den Schichtladebremssteuermodus zu beenden. Dann führt die ECU 30 die Schritte 112, 113 aus und beendet vorübergehend den anschließenden Ablauf. Wenn die ECU 30 von dem Schritt 111 zu dem Schritt 112 weitergeht, wird der Wert des Drosselschließwinkels TRTCBK auf Null gesetzt. Somit wird der Basisdrosselwinkel TRTB gleich dem Endzieldrosselöffnungsbereich TRT gesetzt.
Wenn bei dem Schritt 102 die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 114 weiter, um vorübergehend die gleichförmige Ladungsverbrennung während des Ausführens der Drosselwinkelsteuerung auszuführen (Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsbremssteuerung).
Bei dem Schritt 114 bestimmt die ECU 30, ob der gegenwärtige Druckunterschied DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, bei dem die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung gestartet wird (beispielsweise 300 mmHg). Wenn bestimmt wird, dass der Druckunterschied DPBK gleich wie oder größer als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, besteht kein Bedarf an einem Erzeugen von Unterdruck. In diesem Fall springt die ECU 30 zu dem Schritt 120. Wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, bestimmt die ECU 30, dass der Unterdruck unzureichend ist, und geht zu dem Schritt 115 weiter. Bei dem Schritt 115 setzt die ECU 30 die Ausführungsmarke XBKDJ auf Eins, um die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungssteuerung auszuführen.
Bei dem Schritt 116 addiert die ECU 30 eins zu dem Zählwert CBKDJ eines Zählgliedes in einer zunehmenden Weise.
Bei dem Schritt 117 bestimmt die ECU 30, ob der Zählwert CBKDJ größer als ein vorbestimmter Wert (bei diesem Beispiel acht) ist. Der vorbestimmte Wert entspricht der Zeitspanne, die erforderlich ist, um den Bremskraftverstärkerdruck DPBK zu stabilisieren, wenn die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung ausgeführt wird. Wenn der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 119 weiter. Wenn der Zählwert CBKDJ nicht größer als der Wert von acht ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 118 weiter. Bei dem Schritt 118 bestimmt die ECU 30, ob der gegenwärtige Druckunterschied DPBK größer als der Unterdruckwert tKPBKSO ist, bei dem die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsbremssteuerung beendet wird (beispielsweise 350 mmHg). Wenn der Bremskraftverstärkerdruck DPBK gleich wie oder geringer als der Unterdruckwert tKPBKSO ist, kehrt die ECU 30 zu dem Schritt 115 zurück. Dies wird wiederholt, bis der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht ist oder bis der Bremskraftverstärkerdruck DPBK größer als der Unterdruckwert tKPBKSO geworden ist. Anders ausgedrückt wird der Gleichförmig- Verbrennungs-Modus fortgesetzt, bis der Unterdruck ausreichend wird.
Wenn der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht geworden ist oder wenn der Bremskraftverstärkerdruck DPBK größer als der Unterdruckwert tKPBKSO geworden ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 119 weiter, um die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zu beenden. Bei dem Schritt 119 wird die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungs-Marke XBKDJ auf Null gesetzt.
Wenn die ECU 30 zu dem Schritt 120 von dem Schritt 114 oder von dem Schritt 119 voranschreitet, löscht die ECU 30 den Zählwert CBKDJ auf Null. Die ECU 30 geht dann zu den Schritten 112 und 113 weiter und beendet anschließend den anschließenden Ablauf.
Bei der Unterdrucksteuerroutine wird die Druckdifferenz DPBK aus dem Umgebungsdruck PA und dem Bremskraftverstärkerdruck PBK berechnet. Wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBKL ist, der die Schichtladebremssteuerung startet, oder als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, der die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung startet, wird die Schließsteuerung des Drosselventils 23 ausgeführt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD geringer als die vorbestimmte Geschwindigkeit SPD ist, führt die ECU 30 eine Unterdrucksteuerung aus, wenn die Schichtladungsverbrennung ausgeführt wird. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, führt die ECU 30 die Unterdrucksteuerung aus, wenn die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung ausgeführt wird.
Die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsteuerroutine zum Berechnen von verschiedenen Parametern beim Steuern des Unterdrucks während der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung (Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung) ist nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Beim Eintreten in diese Routine liest bei dem Schritt 201 die ECU 30 verschiedene Erfassungssignale wie beispielsweise den Grad des Gaspedalniederdrückens ACCP und die Motordrehzahl NE. Bei dem Schritt 202 bestimmt die ECU 30, ob die Marke XBKDJ, die das Ausführen der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung anzeigt, auf eins gesetzt ist. Wenn die Marke XBKDJ nicht auf eins gesetzt ist, bestimmt die ECU 30, dass die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung nicht ausgeführt wird und beendet den anschließenden Ablauf. Wenn die Marke XBKDJ auf eins gesetzt ist, berechnet bei dem Schritt 203 die ECU 30 die Zielkraftstoffeinspritzmenge TAU für die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung, die Zielzündzeit SA, den Zieldrosselwinkel TA, den Ziel-EGR-Öffnungsbereich EGRT und die Basiskraftstoffeinspritzzeit AINJ.
Demgemäß werden bei der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsteuerroutine, wenn die Marke XBKDJ auf eins gesetzt ist, verschiedene Parameter für die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung berechnet. Auf der Grundlage dieser Parameter werden die Betätigungsglieder (das Kraftstoffeinspritzventil 11, die Zündeinrichtung 12, der Schrittmotor 22, das EGR-Ventil 53, und dergleichen) gesteuert.
Bei diesem Beispiel wird bestimmt, ob ein Bedarf an einem Erzeugen eines Unterdrucks zum Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 (Schritte 104, 112) vorhanden ist. Wenn bestimmt wird, dass der Unterdruck erzeugt werden muss, wird die Schließsteuerung des Drosselventils 23 ausgeführt. Das Schließen des Drosselventils 23 erzeugt einen Unterdruck und stellt das Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 sicher.
Wenn bestimmt wird, ob es erforderlich ist, einen Unterdruck für das Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 zu erzeugen, berechnet die ECU 30 die Druckdifferenz DPBK, indem der Bremskraftverstärkerdruck PBK, der durch den Drucksensor 63 erfasst wird, von dem Umgebungsdruck PA subtrahiert wird. Wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBKL, der die Schichtladebremssteuerung startet, oder der Unterdruckwert tKPBKLS ist, der die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung startet, führt die ECU 30 die Schließsteuerung des Drosselventils 23 aus (Unterdruckerzeugungssteuerung).
Beim Fahren in großen Höhen bewirkt die Abnahme des Umgebungsdrucks PA, dass der Bremskraftverstärkerdruck PBK geringer ist als wenn bei geringen Höhen gefahren wird. Demgemäß kann der Bremskraftverstärkerdruck PBK gering sein, während der tatsächliche Unterdruck für das Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 unzureichend ist. Jedoch wird bei diesem Beispiel die Schließsteuerung des Drosselventils 23 ausgeführt, um einen Unterdruck zu erzeugen, wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Referenzwert ist (Unterdruckwert tKPBKL zum Starten der Schichtladebremssteuerung oder Unterdruckwert tKPBKLS zum Starten der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung). Dadurch wird stets ein ausreichender Unterdruck für das Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 selbst dann garantiert, wenn der Umgebungsdruck PA schwankt wie beispielsweise beim Fahren in großen Höhen.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist und der Bremskraftverstärkerdruck DPBK geringer als der die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung startende Unterdruckwert tKPBKLS ist, wird die Verbrennung zwangsweise von der Schichtladungsverbrennung auf die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung geschaltet. Dadurch wird ein unzureichender Unterdruck beim Öffnen des Drosselventils 23 zum Erhöhen der Geschwindigkeit während der Schichtladungsverbrennung vermieden. Der erforderliche Unterdruck, der dem Fahrzustand des Motors entspricht, wird erzielt, und das Betätigen des Bremskraftverstärkers 71 wird garantiert.
Darüber hinaus kehrt der Motor 1 zu der Schichtmodusverbrennung zurück, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Schalten zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung verstrichen ist. Dadurch wird eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund einer fortgesetzten Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung verhindert. Die vorbestimmte Zeitspanne ist die Zeitspanne, die erforderlich ist, um einen ausreichenden Unterdruck für den Bremskraftverstärker 71 zu erzeugen. Somit kehrt der Motor 1 ohne weiteres zu der Schichtladungsverbrennung zurück, nachdem so viel Unterdruck wie möglich für jeden Fahrzustand des Motors 1 erzeugt worden ist.
Der Motor 1 kehrt zwangsweise zu der Schichtladungsverbrennung zurück, wenn der Bremskraftverstärkerdruck DPBK größer als der die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung beendende Druckwert tKPBKSO wird. In diesem Fall kehrt der Motor 1 zu der Schichtladungsverbrennung unabhängig von der verstrichenen Zeitspanne zurück. Dadurch wird ermöglicht, dass der Motor 1 ohne weiteres zu der Schichtladungsverbrennung zurückkehrt, nachdem der Unterdruck ausreichend geworden ist. Als ein Ergebnis wird der Kraftstoffverbrauch verbessert.
Darüber hinaus wird die Schließsteuerung des Drosselventils 23 ausgeführt, wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Referenzwert (Unterdruckwert tKPBKL zum Starten der Schichtladebremssteuerung oder der Unterdruckwert tKPBKLS zum Starten der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung) ist, und die Schließsteuerung wird beendet, wenn die Druckdifferenz DPBK größer als ein größerer Referenzwert (der Unterdruckwert tKPBKO zum Beenden der Schichtladungsbremssteuerung oder der Unterdruckwert tKPBKSO zum Beendender Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung) geworden ist. Anders ausgedrückt hat der Referenzwert eine Hysterese. Dadurch wird ein Pendeln verhindert, das bewirkt wird, indem die Druckdifferenz DPBK kleiner als der Referenzwert und dann gleich wie oder größer als der Referenzwert in einer wiederholenden Weise wird. Ein wiederholtes Ausführen und Nicht-Ausführen der Schließsteuerung findet nicht statt.
Obwohl der Öffnungsbereich des Einlasskanals verengt ist, um den Unterdruck zu erzeugen, wird ein elektronisch gesteuerter Drosselmechanismus, der das Drosselventil 23 und den Schrittmotor 22 umfasst, als eine Einrichtung zum Garantieren des Unterdrucks angewendet. Somit werden herkömmliche Vorrichtungen zum Erzeugen des Unterdrucks verwendet. Dies verringert die Kosten.
Bei diesem Beispiel wird bei zunehmendem Drosselschließwinkel TRTCBK der Drosselschließwinkel TRTCBK erneuert, indem der gegenwärtig eingestellte Schließwinkelkompensationswert a zu dem Drosselschließwinkel TRTCBK des vorherigen Zyklus hinzuaddiert wird. Der Schließwinkelkompensationswert a wird auf einen großen Wert eingestellt, wenn die Druckdifferenz DPBK viel kleiner als der Unterdruckwert tKPBKO für das Beenden der Schichtladungsbremssteuerung ist. Daher ist die Schließgeschwindigkeit sofort nach dem Starten der Schließsteuerung hoch. Dies garantiert ohne weiteres einen Unterdruck.
Wenn die Druckdifferenz DPBK sich dem Unterdruckwert tKPBKO zum Beenden der Schichtladungsbremssteuerung nähert, wird der Schließwinkelkompensationswert a auf einen kleinen Wert eingestellt. Somit nimmt, wenn eine bestimmte Zeitspanne nach dem Starten der Schließsteuerung verstrichen ist, die Schließgeschwindigkeit ab. Dies unterdrückt ein Überschwingen (overshooting) der Schließwirkung und des Unterdrucks. Als ein Ergebnis wird ein Zustand vermieden, bei dem die Einlassluftmenge aufgrund des Fortsetzens der Schließsteuerung gering ist, und zwar unabhängig davon, ob der Unterdruck ausreichend ist. Dadurch wird eine unerwünschte Verbrennung verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend beschrieben. Um eine wiederholte Beschreibung zu vermeiden, sind mit den gleichen Bezugszeichen jene Bauteile bezeichnet, die die gleichen wie die entsprechenden Bauteile des Vergleichsbeispiels sind.
Wenn bei dem Vergleichsbeispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist und der Bremskraftverstärkerdruck DPBK kleiner als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, der die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung startet, schaltet der Motor 1 zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung von der Schichtladungsverbrennung. Nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne kehrt der Motor 1 zu der Schichtladungsverbrennung zurück. Somit kann nach der Rückkehr zu der Schichtladungsverbrennung der Motor 1 erneut zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zurückkehren, wenn die vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt sind. Eine derartige Wiederholung kann zu einem Pendeln führen.
Das Ausführungsbeispiel behandelt derartige Probleme. Ein Abschnitt der durch die ECU 30 ausgeführten Unterdrucksteuerroutine ist in den Flussdiagrammen von 8 und 9 gezeigt.
Wenn bei dem Schritt 102, der in 4 gezeigt ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich wie oder höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 114 weiter. Bei dem Schritt 114 bestimmt die ECU 30, ob die gegenwärtige Druckdifferenz DPBK kleiner als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, bei dem die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung gestartet wird (beispielsweise 300 mmHg). Wenn bestimmt wird, dass die Druckdifferenz DPBK gleich wie oder größer als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, besteht kein Bedarf an einem Erzeugen von Unterdruck. In diesem Fall springt die ECU 30 zu dem Schritt 309. Wenn die Druckdifferenz DPBK geringer als der Unterdruckwert tKPBKLS ist, bestimmt die ECU 30, dass der Unterdruck unzureichend sein kann. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 301 weiter.
Bei dem Schritt 301 bestimmt die ECU 30, ob die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerungs-Historienmarke XBKDJM auf Null gesetzt ist. Die Historienmarke XBKDJM zeigt an, ob eine Historie einer ausgeführten Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung vorhanden ist, und sie zeigt an, ob die Rückkehr zu der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung verhindert wird. Wenn die Rückkehr zu der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung verhindert ist, wird die Historienmarke XBKDJM auf Eins gesetzt. Wenn das Rückkehren gestattet ist, wird die Historienmarke XBKDJM auf Null gesetzt. Wenn die Historienmarke XBKDJM auf Eins gesetzt ist, wird die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung nicht ausgeführt. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 309 weiter. Wenn die Historienmarke XBKDJM auf Null gesetzt ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 302 weiter.
Bei dem Schritt 302 setzt die ECU 30 die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerausführmarke XBKDJ auf Eins. Die ECU 30 setzt außerdem die Historienmarke XBKDJM auf Eins.
Bei dem Schritt 303 addiert die ECU 30 eins zu dem Zählwert CBKDJ eines Zählgliedes in einer zunehmenden Weise. Bei dem Schritt 304 berechnet die ECU 30 die angenommene Druckdifferenz DPMTAK. Die angenommene Druckdifferenz DPMTAK wird als die für die gleichförmige Ladung angenommene Druckdifferenz DPMTAKM eingestellt und gespeichert. Die für die gleichförmige Ladung angenommene Druckdifferenz DPMTAKM bezieht sich auf die Differenz des angenommenen Einlassdrucks PMTAK in Bezug auf den Umgebungsdruck PA bei Ausführen der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung. Wie dies in 10 gezeigt ist, wird der angenommene Einlassdruck PMTAK über eine Tabelle erhalten, die durch Versuchsergebnisse ausgedruckt wird, unter Bezugnahme auf den Grad des Gaspedalniederdrückens ACCP und der Motordrehzahl NE. Wenn bei der Tabelle der Grad des Gaspedalniederdrückens ACCP gering ist, ist der angenommene Einlassdruck PMTAK gering und ist die angenommene Druckdifferenz DPMTAK hoch.
Bei dem Schritt 305 setzt die ECU 30 den Bremskraftverstärkerdruck DPBK als den Gleichförmig-Ladungs-Bremskraftverstärkerdruck DPBKM ein und speichert diesen.
Bei dem Schritt 306 bestimmt die ECU 30, ob der Zählwert CBKDJ größer als ein vorbestimmter Wert (bei diesem Ausführungsbeispiel: acht) ist. Der vorbestimmte Wert entspricht der Zeitspanne, die erforderlich ist, um den Bremskraftverstärkerdruck DPBK beim Ausführen der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zu stabilisieren. Wenn der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht ist, beendet die ECU 30 vorübergehend die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung und geht zu dem Schritt 308 weiter.
Wenn der Zählwert CBKDJ noch nicht größer als der Wert von acht ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 307 weiter. Bei dem Schritt 307 bestimmt die ECU 30, ob die gegenwärtige Druckdifferenz DPBK höher als der Unterdruckwert tKPBKSO ist, bei dem die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsbremssteuerung beendet wird (beispielsweise 350 mmHg). Wenn der Bremskraftverstärkerdruck DPBK nicht höher als der Unterdruckwert tKPBKSO ist, kehrt die ECU 30 zu dem Schritt 302 zurück. Dies wird wiederholt, bis der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht wird, oder bis der Bremskraftverstärkerdruck DPBK größer als der Unterdruckwert tKPBKSO wird. Anders ausgedrückt wird der Gleichförmig-Verbrennungs-Modus fortgesetzt, bis der Unterdruck ausreichend wird.
Wenn der Zählwert CBKDJ größer als der vorbestimmte Wert von acht wird oder wenn der Bremskraftverstärkerdruck DPBK größer als der Unterdruckwert tKPBKSO wird, geht die ECU 30 zu dem Schritt 308 weiter, um die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zu beenden. Bei dem Schritt 308 wird die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennungsmarke XBKDJ auf null gesetzt.
Wenn die ECU 30 zu dem Schritt 309 von den Schritten 114, 301 oder 308 weitergeht, löscht die ECU 30 den Zählwert CBKDJ auf null.
Bei dem Schritt 310 berechnet die ECU 30 die gegenwärtige angenommene Druckdifferenz DPMTAK (wenn die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung beendet ist). Die angenommene Druckdifferenz wird erhalten, indem der angenommene Einlassdruck PMTAK beim Ausführen der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung mit dem Umgebungsdruck PA in der gleichen Weise wie bei Schritt 304 verglichen wird.
Bei dem Schritt 311 bestimmt die ECU 30, ob der Wert, der erhalten wird, indem die bei der gleichförmigen Ladung angenommene Druckdifferenz DPDAKM, die bei dem Schritt 304 gespeichert worden ist, von der angenommenen Druckdifferenz DPMTAK subtrahiert wird, die bei dem Schritt 310 berechnet worden ist, größer als ein vorbestimmter Wert (bei diesem Ausführungsbeispiel: 50 mmHg) ist. Anders ausgedrückt bestimmt die ECU 30, ob es leichter geworden ist, den Unterdruck zu erzeugen, indem zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung geschaltet wird, als bei dem vorherigen Zyklus. Wenn der Wert, der bei dem Schritt 311 erhalten wird, größer als ein vorbestimmter Wert ist, geht die ECU 30 zu dem Schritt 313 weiter, um zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zu schalten.
Bei dem Schritt 313 stellt die ECU 30 die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuer-Historienmarke XBKDJM auf Null. Dadurch wird ermöglicht, dass der Motor 1 zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung gelangt. Danach geht die ECU 30 zu dem Schritt 112 weiter, der bei dem Vergleichsbeispiel beschrieben ist.
Wenn der berechnete Wert bei dem Schritt 311 nicht größer als der vorbestimmte Wert ist, ist der bei dem gegenwärtigen Verbrennungsmodus erzeugte Unterdruck annähernd der gleiche wie der Unterdruck, der durch das Ausführen der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung erzeugt wird. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 312 weiter.
Bei dem Schritt 312 bestimmt die ECU 30, ob der Wert, der erhalten wird, indem der gegenwärtige Bremskraftverstärkerdruck DPBK von dem Gleichförmig-Ladungs-Bremskraftverstärkerdruck DPBKM subtrahiert wird, größer als ein vorbestimmter Wert (bei diesem Ausführungsbeispiel: 50 mmHg) ist. Anders ausgedrückt bestimmt die ECU 30, ob der gegenwärtige Bremskraftverstärkerdruck DPBK in Bezug auf den Gleichförmig-Ladungs-Bremskraftverstärkerdruck DPBK außerordentlich abnimmt. Wenn der berechnete Wert größer als 50 mmHg ist, zeigt dies an, dass der Unterdruck bereits verwendet worden ist aufgrund des Niederdrückens des Bremspedals. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 313 weiter, um das Schalten zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zu ermöglichen.
Bei dem Schritt 313 setzt die ECU 30 die Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuer-Historienmarke XBKDJM auf Null. Dadurch wird ermöglicht, dass die ECU 30 zu der Gleichförmig-Ladungs-Bremssteuerung zurückkehrt. Wenn der Wert, der bei dem Schritt 312 erhalten wird, nicht größer als 50 mmHg ist, bestimmt die ECU 30, dass weiterer Unterdruck nicht erzeugt werden muss. In diesem Fall geht die ECU 30 zu dem Schritt 112 weiter, ohne die Historienmarke XBKDJM zu ändern, die auf Eins gesetzt ist.
Zusätzlich zu den bei dem Vergleichsbeispiel erzielten vorteilhaften Effekten können die folgenden vorteilhaften Effekte auch durch dieses Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Bei dem Vergleichsbeispiel kehrt der Motor 1 zu der Schichtladungsverbrennung unabhängig von dem Bremskraftverstärkerdruck DPBK zurück, nachdem die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung eine vorbestimmte Zeitspanne lang ausgeführt worden ist. Somit wird, wenn das Gaspedal nach dem erneuten Eintreten in die Schichtladungsverbrennung niedergedrückt wird, der Unterdruck unzureichend. In diesem Fall kehrt der Motor 1 sofort zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zurück. Demgemäß ergibt sich eine Möglichkeit dahingehend, dass die Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung und die Schichtladungsverbrennung abwechselnd wiederholt werden. Wenn jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel der Motor 1 zu der Schichtladungsverbrennung von der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zurückkehrt, entscheidet die ECU 30, ob es besser ist, bei der Schichtladungsverbrennung zu bleiben oder zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung zurückzukehren, um den erforderlichen Unterdruck sicherzustellen. Demgemäß verhindert dies ein Pendeln und stabilisiert dies den Betrieb des Motors 1.

(1) Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein elektronisch gesteuerter Drosselmechanismus als die Unterdruckerzeugungseinrichtung verwendet. Der Drosselmechanismus hat das Drosselventil 23, das in dem Einlasskanal 20 angeordnet ist, und den Schrittmotor 22, der als ein Betätigungsglied zum Öffnen und Schließen des Drosselventils 23 dient. Jedoch kann ein Leerlaufgeschwindigkeitssteuermechanismus (ISC-Mechanismus) als die Unterdruckerzeugungseinrichtung verwendet werden. Ein derartiger ISC-Mechanismus umfasst ein Leerlaufgeschwindigkeitssteuerventil, das in einem Einlasskanal angeordnet ist, der das Drosselventil 23 umgeht, und ein Betätigungsglied zum Öffnen und Steuern des Steuerventils.

Der EGR-Mechanismus 51, der mit dem EGR-Ventil 53 und mit anderen Teilen versehen ist, kann außerdem als die Unterdruckerzeugungseinrichtung angewendet werden.
Andere Unterdruckerzeugungsmechanismen als jene, die in den Zeichnungen gezeigt sind, können ebenfalls angewendet werden. Beispielsweise kann ein mechanisches Drosselventil, das mit dem Gaspedal verbunden ist, anstatt des elektronisch gesteuerten Drosselventils verwendet werden.

(2) Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ermöglicht die Berechnung des Schließkompensationswinkels a, dass die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils 23 variabel ist. Jedoch kann die Schließgeschwindigkeit konstant sein. Darüber hinaus wird bei dem bevorzugten und dargestellten Ausführungsbeispiel die Kraftstoffeinspritzzeit geändert, wenn die Schließsteuerung während des Ausführens der Schichtladungsverbrennung ausgeführt wird. Jedoch kann diese Schließsteuerung beseitigt werden.
(3) Die vorliegende Erfindung ist auf einen Motor 1 der Zylindereinspritzart bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel angewendet. Die vorliegende Erfindung kann außerdem auf einen Motor angewendet werden, der eine Schichtladungsverbrennung und eine Schwachschichtladungsverbrennung ausführt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf einen Motor angewendet werden, der Kraftstoff unterhalb der Einlassventile 6a, 6b einspritzt, die in den zugehörigen Einlassöffnungen 7a, 7b vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung kann außerdem auf einen Motor angewendet werden, der Kraftstoff direkt in die Zylinderbohrungen (Verbrennungskammern 5) von den Einspritzventilen einspritzt, die in der Nähe der Einlassventile 6a, 6b angeordnet sind. Als eine andere Option kann die vorliegende Erfindung auf einen Motor angewendet werden, der keine Schichtaufladungsverbrennung ausführt.
(4) Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Einlassöffnungen der Schraubenart zum Erzeugen von Wirbeln angewendet. Jedoch müssen die Wirbel nicht unbedingt erzeugt werden. In einem derartigen Fall können die Teile wie beispielsweise das Wirbelsteuerventil 17 und der Schrittmotor 19 weggelassen werden.
(5) Die vorliegende Erfindung ist auf einen Benzinmotor oder Otto-Motor bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel angewendet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten an Motoren wie beispielsweise Dieselmotoren angewendet werden.
(6) Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Umgebungsdruck PA durch den Einlassdrucksensor 61 erfasst. Jedoch kann ein Umgebungsdrucksensor vorgesehen sein, um den Umgebungsdruck zu erfassen.

Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele sollen als veranschaulichend und nicht als einschränkend aufgefasst werden und die Erfindung soll nicht auf die hierbei dargelegten Einzelheiten beschränkt sein, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.
Ein Gerät zum Steuern der Bremskraft eines Fahrzeugs ist offenbart. Jeder Zylinder eines Fahrzeugmotors hat eine Verbrennungskammer, die Kraftstoff von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung und Luft von einem Lufteinlasskanal aufnimmt. Der Motor führt wahlweise eine Schichtladungsverbrennung und eine Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung aus. Der Schichtladungsverbrennungsmodus wird gewählt, um die Menge an Luft und an Kraftstoff zu erhöhen, die zu dem Motor geliefert wird, und um den Verbrennungszustand des Motors zu verbessern. Das Gerät hat des weiteren einen Bremskraftverstärker zum Erhöhen der Bremskraft in Übereinstimmung mit dem auf diesen aufgebrachten Unterdruck. Der Bremskraftverstärker wird durch den Unterdruck betätigt, dessen Betrag größer als ein vorbestimmter Betrag ist. Eine Luftströmung in den Lufteinlasskanal wird begrenzt, um den Unterdruck zu erzeugen. Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung spritzt direkt den Kraftstoff in den Zylinder ein, um den Motor zu einem Ausführen der Schichtladungsverbrennung zu versetzen. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) misst den Betrag, der sich auf den bei dem Bremskraftverstärker angewendeten Druck bezieht. Die ECU betätigt die Motoreinrichtung zum Anwenden des Unterdrucks bei dem Bremskraftverstärker, wenn der Betrag geringer als der vorbestimmte Wert ist, und wandelt den Antriebszustand des Motors von der Schichtladungsverbrennung zu der Gleichförmig-Ladungs-Verbrennung um.

Claims

Gerät zum Steuern einer Bremskraft eines Kraftfahrzeuges, das auf der Grundlage einer Drehung eines Motors (1) mit einer Vielzahl an Zylindern (1a) bewegbar ist, wobei jeder der Zylinder eine Verbrennungskammer hat, die Kraftstoff von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (11) und Luft von einem Lufteinlasskanal (7a, 7b) aufnimmt, wobei die Luft und der Kraftstoff gemischt und in der Verbrennungskammer verbrannt werden, wobei der Motor wahlweise eine Schichtladungsverbrennung und eine Gleichförmig-Ladungsverbrennung ausführt, und wobei die Schichtladungsverbrennung gewählt wird, um zumindest die zu dem Motor gelieferte Menge an Luft zu erhöhen und einen Verbrennungszustand des Motors zu verbessern, wobei das Gerät folgendes aufweist: die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (11) zum direkten Einspritzen des Kraftstoffes in den Zylinder, um den Motor so einzustellen, dass er die Schichtladungsverbrennung ausführt, einen Bremskraftverstärker (71) zum Erhöhen der Bremskraft in Übereinstimmung mit einem auf ihn aufgebrachten Unterdruck, einen Begrenzungseinrichtung (22, 23) zum Begrenzen einer Luftströmung in dem Lufteinlasskanal zum Erzeugen des Unterdrucks, der zu dem Bremskraftverstärker geliefert wird, eine Messvorrichtung (30, 61, 62, 63) zum Messen des sich auf den Druck, der auf den Bremskraftverstärker aufgebracht wird, sich beziehende Betrages, eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des sich auf den Druck in dem Bremskraftverstärker beziehenden Betrages, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist; und eine Steuereinheit (30) zum Betätigen der Begrenzungseinrichtung zum Aufbringen des Unterdrucks auf den Bremskraftverstärker, wenn der sich auf den Druck in dem Bremskraftverstärker beziehende Betrag geringer als der vorbestimmte Wert ist, wobei die Steuereinheit (30) einen Laufzustand des Motors von der Schichtaufladeverbrennung zu der Gleichförmig-Ladungsverbrennung umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) eine Zeitspanne der Gleichförmig-Ladungsverbrennung zählt und den Laufzustand des Motors von der Gleichförmig-Ladungsverbrennung zu der Schichtverbrennung zurück umwandelt, wenn die gezählte Zeitspanne über eine Referenzzeitspanne hinausgeht, und wenn der Laufzustand des Motors zu der Schichtaufladeverbrennung von der Gleichförmig-Ladungsverbrennung zurückkehrt, wobei die Steuereinheit (30) das Ändern des Laufzustandes von der Schichtaufladeverbrennung zu der Gleichförmig-Ladungsverbrennung verhindert, mit Ausnahme der Fälle, wenn (312) der Druck in dem Bremskraftverstärker (DPBK) in Bezug auf den Bremskraftverstärkerdruck bei der vorherigen Gleichförmig-Ladungsverbrennung (DPBKM) abnimmt, oder wenn (311) sichergestellt werden kann, dass die Differenz (DPMTAK) zwischen einem angenommenen Einlassdruck (PMTAK), der zu dem Bremskraftverstärker geliefer wird, und einem Umgebungsdruck (PA) stärker negativ wird, indem der Laufzustand von der Schichtaufladeverbrennung zu der Gleichförmig-Ladungsverbrennung umgeschaltet wird.
Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzzeitspanne vorbestimmt ist, um die Höhe des Unterdrucks in dem Bremskraftverstärker zu stabilisieren.
Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) den Laufzustand des Motors von der Gleichförmig-Ladungsverbrennung zu der Schichtverbrennung zwangsweise dann zurück umwandelt, wenn der sich auf den Druck in dem Bremskraftverstärker beziehende Betrag größer als der vorbestimmte Wert ist.
Gerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung folgendes aufweist: einen ersten Sensor (63) zum Erfassen eines ersten Betrages des Drucks in dem Bremskraftverstärker, einen zweiten Sensor (61) zum Erfassen eines zweiten Betrages des Luftdruckes und eine erste Berechnungseinrichtung (30) zum Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten Betrag und dem zweiten Betrag.
Gerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung folgendes hat: ein Drosselventil (23), das in dem Lufteinlasskanal angeordnet ist, und einen Motor (22) zum Drehen des Drosselventils in einer ersten Richtung zum Öffnen des Lufteinlasskanals und in einer zweiten Richtung zum Schließen des Lufteinlasskanals, wobei die Steuereinheit (30) den Motor betätigt, um den Unterdruck zu erzeugen.
Gerät gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zweite Berechnungseinrichtung (30) zum Berechnen einer Zielöffnungsgröße des Drosselventils auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors und eine Korrektureinrichtung (30) zum Verringern des Zielbetrages des Drosselventils zum Erzeugen des Unterdrucks, der zum Betätigen des Drosselventils erforderlich ist.
Gerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung eine Abbildungseinrichtung zum Speichern eines Korrekturwertes umfasst, der eine Bewegungsgeschwindigkeit des Drosselventils korrigiert.