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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors zum Stoppen oder Abschalten, in Abhängigkeit
von Motor/ahrzeug-Betriebszuständen, einer ersten
Gruppe von Motorzylindern, während
eine zweite Gruppe von Motorzylindern arbeitet, und insbesondere
die Verbesserung einer Technik zum elektronischen Steuern einer
Modusumschaltung zwischen (i) einem Vollzylinder-Betriebsmodus (einem Gesamtzylinder-Betriebsmodus
oder einem Gesamtzylinder-Aktivmodus), wo alle Motorzylinder arbeiten, und
(ii) einem Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus (einem Zylinderpartial-Betriebsmodus
oder einem Zylinder-Abschaltmodus),
wo die erste Gruppe von Zylindern inaktiv sind und die zweite Gruppe
von Zylindern aktiv sind.
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In
den letzten Jahren wurden verschiedene Motorzylinderabschalt-Steuertechnologien
vorgeschlagen und entwickelt. Eine solche Motorzylinderabschalt-Steuervorrichtung
wurde offenbart in der Japanischen provisorischen Patentveröffentlichung
Nr. 10-82334 (nachfolgend bezeichnet als "JP10-82334"). Bei der Motorzylinderabschalt-Steuervorrichtung
oder der Motorzylinderruhe-Steuervorrichtung wie offenbart in JP10-82334 ist ein von
einem Paar von Zylinderabschaltnocken (oder einem Paar von Zylinderruhenocken)
vorgesehen an einer Seite eines Paars von Einlass- und Auslassventil-Betätigungsnocken,
während
der andere des Zylinderabschaltnockenpaars vorgesehen ist an der
anderen Seite der Einlass- und Auslassventil- Betätigungsnocken.
Jede der Zylinderabschaltnocken ist derart gestaltet, dass er lediglich
einen Basiskreis aufweist. Ein Einlassventil-Kipphebel und ein Paar
von Zylinderabschalt-Kipphebeln,
angeordnet auf beiden Seiten des Einlassventil-Kipphebels, sind kippfähig getragen
auf einer Einlassventil-Kipphebelwelle. Gleichzeitig
sind ein Auslassventil-Kipphebel und ein Paar von Zylinderabschalt-Kipphebeln,
angeordnet auf beiden Seiten des Auslassventil-Kipphebels, kippfähig getragen
auf einer Auslassventil-Kipphebelwelle. Die Spitzen der beiden Einlassventil-Zylinderabschalt-Kipphebel
befindet sich in Anschlageingriff mit jeweiligen Einlassventil-Schaftenden,
während
die Spitzen der beiden Auslassventil-Zylinderabschalt-Kipphebel sich in
Anschlageingriff mit jeweiligen Auslassventil-Schaftenden befinden.
Ferner vorgesehen ist eine Kupplungs-/Entkupplungs-Schaltvorrichtung
vorgesehen, bestehend aus einer Vielzahl von Plungerkolben, angeordnet
in einem Innenraum einer gemeinsamen zylindrischen Bohrung, welche
in Koaxialrichtung den kippfähig
angebrachten Basisabschnitt des Einlassventil-Kipphebels und die
kippfähig
angebrachten Basisabschnitte der Zylinderabschalt-Kipphebel durchdringt.
In Abhängigkeit
von den Motor/Fahrzeugbetriebszuständen werden der Einlassventil-Kipphebel und die
Einlassventil-Zylinderabschalt-Kipphebel wahlweise verbunden miteinander
oder entkoppelt voneinander, und gleichzeitig werden der Auslassventil-Kipphebel und
die Auslassventil-Zylinderabschalt-Kipphebel wahlweise verbunden
miteinander oder entkoppelt voneinander mittels der Kupplungs-/Entkupplungs-Schaltvorrichtung,
bestehend aus dem Plungerkolben, so dass der Motor entweder in dem
Vollzylinder-Betriebsmodus
oder dem Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus arbeitet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Jedoch
wird bei der in JP10-82334 offenbarten Motorzylinderabschalt-Steuervorrichtung
die Motorzylinderabschalt-Steuerung (Umschalten zwischen dem Vollzylinder-Betriebsmodus
und dem Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus)
durchgeführt
mittels einer Kupplungs-/Entkupplungswirkung
zwischen einem Ventilhub-Kipphebel (das heißt, der Einlassventil- und
der Auslassventil-Kipphebel) und einem Nichtventilhub-Kipphebel
(das heißt,
die Zylinderabschalt-Kipphebel). Daher wird eine Einlassluft-Mengensteuerung für einen
Lufteintritt in eine Verbrennungskammer erreicht mittels einer Drosselklappe,
welche sich in einem Einlassrohr befindet.
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Im
Falle des Verbrennungsmotors, welcher mit der durch die frühere Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
ausführbaren
Einlassluftsteuerung auf der Grundlage einer Drosselklappen-Öffnungssteuerung arbeitet,
gibt es die folgenden Nachteile, welche nachfolgend erläutert werden
unter Bezugnahme auf ein Druck-Volumen-Diagramm (P-V-Diagramm),
dargestellt in 16A-16C.
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Wie
dargestellt in dem P-V-Diagramm von 16A,
wird während
eines Niedermotorlastbetriebs (oder in einem normalen Fahrzeugfahrzustand)
ein Verbrennungsmotor betätigt,
bei welchem eine Drosselklappe S an einer verhältnismäßig kleinen Drosselklappenöffnung gehalten
wird. In dem P-V-Diagramm von 16A ist
eine angezeigte Arbeit des Motors dargestellt als eine Differenz
zwischen einer Verbrennungsarbeit (einer positiven Arbeit) entsprechend
dem Bereich, welcher angezeigt ist durch das Pluszeichen (+) in 16A, und einem Gasaustauschverlust
(einer negativen Arbeit) entsprechend dem Bereich, welcher angezeigt
ist durch Minuszeichen (-) in 16A.
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Die
Differenz, welche erhalten wird durch Subtrahieren des inneren Reibungsverlustes
des Motors von der angezeigten Arbeit, entspricht einer durch den
Motor erzeugten Nettoarbeit.
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In
dem unteren oder leichten Motorlastbereich, wo eine Motordrehzahl
konstant gehalten wird oder abnimmt, existiert eine Tendenz zur
Verringerung des Betrags einer Arbeit, welche erzeugt wird durch
den Motor, so dass die Verbrennungsarbeit, angezeigt durch das Pluszeichen
(+), sich tendenziell verringert auf ein Niveau nahe dem Gasaustauschverlust,
angezeigt durch das Minuszeichen (-). Folglich wird der Hauptteil
der Verbrennungsarbeit lediglich verwendet zum Kompensieren des
Gasaustauschverlusts, so dass die Verbrennungsarbeit nicht umgewandelt
werden kann in eine wirksame Arbeit bzw. als solche verwendet werden
kann. Dies bewirkt eine Verschlechterung der Kraftstoffökonomie,
anders ausgedrückt
eine erhöhte
Kraftstoffverbrauchsrate. Zum Vermeiden der erhöhten Kraftstoffverbrauchsrate
und zum Verbessern der Kraftstoffökonomie bei Niedriglastbetrieb
ist es wirksam oder vorteilhaft, mindestens einen der Motorzylinder
zu stoppen oder abzuschalten. Das heißt, mittels des Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus,
wo die erste Gruppe von Zylindern inaktiv sind und die zweite Gruppe
von Zylindern aktiv sind, wird Frischluft begrenzt in dem inaktiven
Motorzylinder, und somit existiert ein geringerer Gasaustauschverlust
in dem inaktiven Zylinder und es gibt keine Erzeugung von Verbrennungsarbeit im
inaktiven Zylinder. Der geringere Gasaustauschverlust und/oder eine
fehlende Erzeugung von Verbrennungsarbeit sind gleichbedeutend mit
der verbesserten Kraftstoffökonomie
(verringerte Kraftstoffverbrauchsrate). Mit dem abgeschalteten inaktiven Zylinder
(oder dem ruhenden inaktiven Zylinder) existiert lediglich ein leichter
Gasaustauschverlust entsprechend einem Einströmen und Ausströmen von
Luft durch einen Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder.
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Im
Falle eines Verbrennungsmotors, welcher mit der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
arbeitet, welche fähig
ist zum Umschalten zwischen dem Vollzylinder-Betriebsmodus und dem
Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus (Zylinderabschaltmodus), wird, wenn
die angezeigte Arbeit verringert wird infolge einer Motorlastreduktion
(das heißt,
eine Verringerung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe S,
anders ausgedrückt,
eine Erhöhung
eines Unterdrucks bzw. eines Vakuums im Einlassrohr) während des normalen
Fahrzeugfahrzustands, in einem mittleren Bereich eines Übergangs
von dem normalen Motor/Fahrzeugbetriebsmodus zu dem Zylinderabschaltmodus
ein Kraftstoffabschaltmodus (siehe 16B)
vor dem Zylinderabschaltmodus (siehe 16C)
durchgeführt.
Der Kraftstoffabschaltmodus, ausgeführt vor dem Zylinderabschaltmodus,
ist wirksam und vorteilhaft zum Verhindern eines Begrenzens von
Hochdruckverbrennungsgasen in dem inaktiven Zylinder, wodurch eine
Erzeugung von Verbrennungsgasen unmittelbar vor einer Ausführung des
Zylinderabschaltmodus wirksam unterdrückt oder vermieden wird. Jedoch
wird in der früheren
Zylinderabschalt-Steuervorrichtung bei einem Niedriglastbetrieb
eine Einlassluft gedrosselt oder abnehmend kompensiert durch die
Verwendung einer Drosselklappe S, und es existiert eine zunehmende Tendenz,
dass der Gasaustauschverlust groß wird. Daher wird die angezeigte
Arbeit des Motors tendenziell ein großer Minuswert, wodurch eine
unerwünscht
große
Motorbremswirkung erzeugt wird. Dies bewirkt ein unnatürliches
Empfinden, welches der Fahrer als einen unangenehmen Motorbremsstoß erfährt.
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Anschließend tritt
ein Übergang
von dem Kraftstoffabschaltmodus (siehe 16B) zu dem Zylinderabschaltmodus (siehe 16C) auf. Wie ersichtlich
aus zwei verschiedenen P-V-Diagrammen (a) und (b) in 16C, existieren zwei verschiedene Fälle, nämlich der
erste Fall, angezeigt durch das P-V-Diagramm (a), und der zweite
Fall, angezeigt durch das P-V-Diagramm (b). Das erste P-V-Diagramm
(a), dargestellt in 16C,
entspricht einem Fall, in welchem Einlassventile, enthalten in der
ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, verschoben werden zu ihren Ventilabschaltzuständen vor
einem Verschieben von Auslassventilen, enthalten in der ersten Gruppe
von Zylindern, zu ihren Ventilabschaltzuständen. Das zweite P-V-Diagramm
(b), dargestellt in 16C,
entspricht einem Fall, wo Auslassventile, enthalten in der ersten
Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung unterliegen,
verschoben werden zu ihren Ventilabschaltzuständen vor einem Verschieben
von Einlassventilen, enthalten in der ersten Gruppe von Zylindern,
zu ihren Ventilabschaltzuständen.
In 16C wird das erste P-V-Kennliniendiagramm
(a) erzeugt während
eines sogenannten "Einlassventilvoreil-/Auslassventilnacheil-Zylinderabschaltmodus" (vereinfachend "Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus"). Hingegen wird in 16C das zweite P-V-Kennliniendiagramm
(b) erzeugt während
eines sogenannten "Auslassventilvoreil-/Einlassventilnacheil-Zylinderabschaltmodus" (vereinfachend "Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus"). Sowohl in dem
Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus
als auch in dem Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus wird Frischluft
begrenzt im inaktiven Zylinder, und zusätzlich werden lediglich zwei
Hübe, das
heißt,
Kompressionshub von BDC zu TDC und Expansionshub von TDC zu BDC,
wiederholt ausgeführt.
So existiert eine geringere Erzeugung eines Gasaustauschverlustes
entweder in dem Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus (P-V-Kennliniendiagramm
(a) in 16C) oder in
dem Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus (P-V-Kennliniendiagramm
(b) in 16C).
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Wenn
der Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus (P-V-Kennliniendiagramm
(a) in 16C) eingeleitet
wird, wird Auslassgas ausgelassen durch die Auslassventile, welche
noch geöffnet sind
unter einem Zustand, in welchem der Zylinderdruck etwa gleich dem
Atmosphärendruck
ist. Anschließend
werden die Auslassventile geschlossen, und dann wird der Betätigungszyklus
des inaktiven Zylinders verschoben zu einem Einlasshub. Wenn eine
Verschiebung zu dem Einlasshub auftritt, wurden die Einlassventile
bereits in ihren geschlossenen Zuständen gehalten. Daher beginnt
die Entwicklung eines Unterdrucks (Vakuums) in dem inaktiven Zylinder
infolge eines Abwärtshubs
(Abwärtsbewegung) des
Kolbens, und anschließend
erreicht der Unterdruck ein Maximum an der Position des unteren
Todpunkts (BDC) am Ende des Einlasshubs. Anschließend beginnt,
wenn ein Aufwärtshub
(Aufwärtsbewegung)
des Kolbens erneut stattfindet, erneut eine Verringerung des Unterdrucks
in dem inaktiven Zylinder. Der Zylinderdruck kehrt zurück zu beinahe
Atmosphärendruck
an dem oberen Todpunkt (TDC) des Kolbens, das heißt, am Ende
des Kolbenaufwärtshubs.
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Als
nächstes
beginnt die Entwicklung eines Unterdrucks im inaktiven Zylinder
infolge eines Abwärtshubs
des Kolbens in einer ähnlichen
Weise wie bei dem oben beschriebenen Einlasshub, und anschließend erreicht
der Unterdruck ein Maximum bei BDC beim Expansionshub.
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Anschließend wird
der Arbeitszyklus des inaktiven Zylinders verschoben zu einem Auslasshub. Bei
einem Verschieben zu dem Auslasshub werden die Auslassventile sowie
die Einlassventile an ihren geschlossenen Zuständen gehalten (wobei der Zylinderabschaltmodus
realisiert ist), und daher beginnt eine Reduktion des Unterdrucks
im inaktiven Zylinder infolge eines Aufwärtshubs des Kolbens, und anschließend kehrt
der Zylinderdruck im inaktiven Zylinder zurück zu beinahe Atmosphärendruck
bei TDC.
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Wie
oben dargelegt, werden während
des Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus
(siehe P-V-Kennliniendiagramm (a) in 16C)
lediglich die Kompressions- und Expansionshübe des Kolbens wiederholt ausgeführt, so
dass es eine geringere Erzeugung eines Gasaustauschverlustes gibt.
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In
einer ähnlichen
Weise wie bei dem Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus existiert bei dem
Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus
(siehe P-V-Kennliniendiagramm (b) in 16C)
eine geringere Erzeugung eines Gasaustauschverlustes, da lediglich
die Kompressions- und Expansionshübe des Kolbens wiederholt ausgeführt werden,
wie unten beschrieben.
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In
der frühen
Phase des Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus
(P-V-Kennliniendiagramm (b) in 16C)
wurden, wenn das Auslassgas ausgelassen werden muss unter einem
Zustand, in welchem der Zylinderdruck annähernd gleich dem Atmosphärendruck
ist, die Auslassventile bereits geschlossen gehalten, und daher
beginnt ein Ansteigen des Zylinderdrucks im inaktiven Zylinder zu
einem Überdruckniveau,
welches höher
ist als der Atmosphärendruck,
infolge eines Aufwärtshubs
des Kolbens. Der Zylinderdruck erreicht einen Spitzenwert bei TDC.
Anschließend
beginnt eine Reaktion des Zylinderdrucks infolge eines Abwärtshubs
des Kolbens, und anschließend
erfolgt erneut eine Umkehr zu beinahe Atmosphärendruck bei BDC.
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Wie
oben beschrieben, existiert entweder im Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus (P-V-Kennliniendiagramm
(a) in 16C) oder im Auslassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus (P-V-Kennliniendiagramm
(b) in 16C) eine geringere
minus angezeigte Arbeit des Motors, was zu einer ungewünscht reduzierten
Motorbremswirkung führt.
Lediglich eine leichte Motorbremswirkung entsprechend einer inneren
Reibung des Motors ist vorhanden. Daher existiert nach einem Übergang
von dem Kraftstoffabschaltmodus (siehe 16B) zu dem Zylinderabschaltmodus (siehe 16C) eine erhöhte Tendenz
zu einer starken Verringerung der Motorbremswirkung. Dies ist gleichbedeutend
mit einer schlechten Motorbremswirkung, wodurch ein unnatürliches
Empfinden hervorgerufen wird, dass der Fahrer ein unerwünscht kleines
Motorbremsdrehmoment erfährt.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung eines
Verbrennungsmotors zu schaffen, welche fähig ist zu einem wirksamen
Unterdrücken
jeglichen unnatürlichen
Empfindens, dass der Fahrer unerwünschte Motorbremswirkungen
erfährt,
wie etwa einen unangenehmen Motorbremsstoß oder eine schlechte Motorbremswirkung
in einem Übergangszustand
von einer Kraftstoffabschaltung zu einer Zylinderabschaltung, und
zu einem Gewährleisten
eines besseren Motorbremsgefühls
und einer sanften Motorbremsdrehmomentreduktion selbst während des Übergangs
von einer Kraftstoffabschaltung zu einer Zylinderabschaltung.
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Zum
Durchführen
der oben erwähnten
und anderer Aufgaben der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Einlassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik,
eine Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem Reduzieren einer Auslassventilhub-Charakteristik eines
Auslassventils auf eine Nullhub-Charakteristik, einen Motor- und Fahrzeugsensor,
welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand erfasst, und eine
Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische Verbindung mit
dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtung
in Abhängigkeit
von dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Einlassluftmengen-Steuerschaltung, durch welche eine
Einlassluftmenge gesteuert wird durch die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
eine Einlassventilabschaltschaltung, welche ein Einlassventilabschaltsignal
zu der Einlassluftmengen-Steuerschaltung
nur dann erzeugt, wenn beide erforderlichen Bedingungen erfüllt sind,
um auf der Grundlage des Motor- und Fahrzeugbetriebszustands einen
Zylinderabschaltmodus einzuleiten, in welchem mindestens ein Zylinder
abgeschaltet wird durch Verschieben der Einlass- und Auslassventile
zu ihren Ventilabschaltzuständen, wobei
eine der beiden erforderlichen Bedingungen eine Niederlastbedingung
ist und die andere eine Bedingung ist, bei welcher eine Einlassventilschließzeit, welche
variiert wird durch die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
gesteuert wird zu einem gegebenen Zeitwert vor einem unteren Todpunkt
eines Kolbens, eine Kraftstoffabschaltschaltung, welche einen Kraftstoffabschaltmodus
vor dem Zylinderabschaltmodus durchführt, und eine Auslassventilabschaltschaltung,
welche den Ventilhubbetraq des Auslassventils auf den Nullhub reduziert
durch die Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
in Abhängigkeit
von dem Ventilhubbetrag des Einlassventils.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Einlassventilhub-
und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Auslassventilhub- und
Ventilöffnungsperioden-Charakteristik eines Auslassventils
auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, einen Motor- und
Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit von
dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Zylinderabschaltschaltung, welche Steuersignale zu
den jeweiligen Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
erzeugt, zum Reduzieren des Ventilhubbetrags des Auslassventils im
wesentlichen proportional zu einer Reduktion des Ventilhubbetrags
des Einlassventils, bei Ausführen, auf
der Grundlage des Motor- und
Fahrzeugbetriebszustands, eines Zylinderabschaltmodus, in welchem mindestens
ein Zylinder abgeschaltet wird durch Verschieben der Einlass- und
Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, und eine Kraftstoffabschaltschaltung,
welche einen Kraftstoffabschaltmodus vor dem Zylinderabschaltmodus
einleitet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Einlassventilhub-
und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Auslassventilhub- und
Ventilöffnungsperioden-Charakteristik eines Auslassventils
auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, einen Motor- und
Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet. ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit von
dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Zylinderabschaltschaltung, welche Steuersignale zu
den jeweiligen Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
erzeugt, zum Reduzieren der Ventilhubbeträge der Einlass- und Auslassventile
synchron miteinander bei einem Durchführen, auf der Grundlage des
Motor- und Fahrzeugbetriebszustands, eines Zylinderabschaltmodus,
in welchem mindestens ein Zylinder abgeschaltet wird durch Verschieben
der Einlass- und Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, und eine
Kraftstoffabschaltschaltung, welche einen Kraftstoffabschaltmodus
vor dem Zylinderabschaltmodus durchführt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Einlassventilhub-
und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Auslassventilhub- und
Ventilöffnungsperioden-Charakteristik eines Auslassventils
auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, einen Motor- und
Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit von
dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Zylinderabschaltschaltung, welche Steuersignale zu
den jeweiligen Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
erzeugt, zum vorzugsweisen Verschieben eines ersten der Einlass-
und Auslassventile zu einem Ventilabschaltzustand unmittelbar bei
einer Reduzierung des Ventilhubbetrags des zweiten Ventils auf einen
vorbestimmten Wert im wesentlichen entsprechend dem Nullhub, während eines
Reduzierens der Ventilhubbeträge
der Einlass- und Auslassventile synchron miteinander, bei einem
Durchführen,
auf der Grundlage des Motor- und Fahrzeugbetriebszustands, eines
Zylinderabschaltmodus, in welchem mindestens ein Zylinder abgeschaltet
wird durch Verschieben der Einlass- und Auslassventile zu ihren
Ventilabschaltzuständen,
und eine Kraftstoffabschaltschaltung, welche einen Kraftstoffabschaltmodus
vor dem Zylinderabschaltmodus einleitet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Hybridfahrzeug, welches
ein paralleles Hybridsystem verwendet, das sowohl mit einem Verbrennungsmotor
als auch mit einem Elektromotor als Antriebskraftquelle arbeitet,
eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem kontinuierlichen Reduzieren einer Einlassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik,
eine Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem Verringern einer Auslassventilhub-Charakteristik eines
Auslassventils auf eine Nullhub-Charakteristik, einen Motor- und
Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit
von dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Einlassluftmengen-Steuerschaltung, durch welche eine
Einlassluftmenge gesteuert wird durch die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
eine Einlassventilabschaltschaltung, welche ein Einlassventilabschaltsignal
zu der Einlassluftmengen-Steuerschaltung
nur dann erzeugt, wenn zwei erforderliche Bedingungen für ein Einleiten
eines Zylinderabschaltmodus auf der Grundlage des Motor- und Fahrzeugbetriebszustands
beide erfüllt
sind, in welchem mindestens ein Zylinder abgeschaltet wird durch
Verschieben der Einlass- und Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, wobei
eine der beiden nötigen
Bedingungen eine Niedriglastbedingung ist und die andere eine Bedingung ist,
dass die Einlassventilschließzeit,
variiert durch die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
gesteuert wird auf einen gegebenen Zeitwert vor einem unteren Todpunkt
eines Kolbens, eine Kraftstoffabschaltschaltung, welche einen Kraftstoffabschaltmodus
durchführt
vor dem Zylinderabschaltmodus, und eine Auslassventilabschaltschaltung,
welche den Ventilhubbetrag des in der ersten Gruppe enthaltenen
Auslassventils reduziert auf einen Nullhub durch die Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung
in Abhängigkeit
von dem Ventilhubbetrag des in der ersten Gruppe enthaltenen Einlassventils.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem Reduzieren einer Einlassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Aunlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung, welche
fähig ist
zu einem Reduzieren einer Auslassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik eines
Auslassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik,
einen Motor- und Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit von
dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Zylinderabschaltschaltung, welche, auf der Grundlage
eines Motor- und Fahrzeugbetriebszustands, einen Zylinderabschaltmodus
durchführt,
in welchem mindestens ein Zylinder abgeschaltet wird durch Verschieben
der Einlass- und Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, eine
Kraftstoffabschaltschaltung, welche einen Kraftstoffabschaltmodus
durchführt
vor dem Zylinderabschaltmodus, und eine Motordrehmoment-Kompensationsschaltung,
welche ein Motorbremsdrehmoment kompensiert durch Steuern des Ventilhubbetrags
jedes der in der zweiten Gruppe von arbeitenden Zylindern enthaltenen
Einlassventile.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem Reduzieren einer Einlassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung, welche
fähig ist
zu einem Reduzieren einer Auslassventilhub-Charakteristik eines
Auslassventils auf eine Nullhub-Charakteristik, einen Motor- und
Fahrzeugsensor, welcher einen Motor- und Fahrzeugbetriebszustand
erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet ist für eine elektronische
Verbindung mit dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit
von dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand, wobei die Steuereinheit
umfasst: eine Zylinderabschaltschaltung, welche, auf der Grundlage
des Motor- und Fahrzeugbetriebszustands, einen Zylinderabschaltmodus
durchführt,
in welchem mindestens ein Zylinder abgeschaltet wird durch Verschieben
der Einlass- und Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, eine Kraftstoffabschaltschaltung,
welche einen Kraftstoffabschaltmodus durchführt vor dem Zylinderabschaltmodus,
und eine Bremsdrehmoment-Kompensationsschaltung,
welche einen Abfall eines Motorbremsdrehmoments kompensiert durch eine
Bremsdrehmomentanwendung während
einer Zylinderabschaltsteuerung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
welche fähig
ist zu einem Reduzieren einer Einlassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik
eines Einlassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik, eine
Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung, welche
fähig ist
zu einem Reduzieren einer Auslassventilhub- und Ventilöffnungsperioden-Charakteristik eines
Auslassventils auf eine Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik,
eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe, welche einen Drosselklappenöffnungsbetrag
einstellt, einen Motor- und Fahrzeugsensor, welcher einen Motor-
und Fahrzeugbetriebszustand erfasst, und eine Steuereinheit, welche gestaltet
ist für
eine elektronische Verbindung mit der elektronisch gesteuerten Drosselklappe,
dem Motor- und Fahrzeugsensor und/oder den Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen,
zum Steuern der elektronisch gesteuerten Drosselklappe und der Ventilbetätigungs-Steuervorrichtungen
in Abhängigkeit
von dem Motor- und Fahrzeugbetriebszustand; wobei die Steuereinheit
umfasst: einen Prozessor, welcher programmiert ist zum Durchführen eines
Steuerns einer Einlassluftmenge durch eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung
statt einer Drosselklappenöffnungssteuerung,
ausgeführt
durch die elektronisch gesteuerte Drosselklappe, eines Ausführens, unter
einer Niedriglastbedingung, eines Zylinderabschaltmodus, in welchem
mindestens ein Zylinder abgeschaltet wird durch Verschieben der
Einlass- und Auslassventile zu ihren Ventilabschaltzuständen, eines
Ausführens
eines Kraftstoffabschaltmodus vor dem Zylinderabschaltmodus, eines
Festlegens, unter der Niedriglastbedingung, einer Einlassventilschließzeit eines
Einlassventils auf einen gegebenen Zeitwert vor einem unteren Todpunkt
eines Kolbens durch die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung, und eines Verringerns
der Ventilhubbeträge
der Einlass- und Auslassventile hin zu den Nullhüben durch die Ventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
während
der Drosselklappenöffnungsbetrag
an einem Ventil im wesentlichen einer im wesentlichen vollständig geöffneten
Position der elektronisch gesteuerten Drosselklappe gehalten wird,
während
eines Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus.
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Die
weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung deutlich hervor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
ein schematisches Systemdiagram eines Verbrennungsmotors, auf welchen
eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung eines Ausführungsbeispiels
angewandt werden kann.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
eingebaut in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels,
und bestehend aus einer stufenlos variablen Einlassventilereignis-
und Hub-Steuervorrichtung
(VEL-Vorrichtung) und einer variablen Einlassventilzeiten-Steuervorrichtung
(VTC-Vorrichtung).
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung,
eingebaut in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels,
und bestehend aus einer variablen Auslassventilhubvorrichtung (VVL-Vorrichtung).
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4A-4B sind Axialrückansichten
zur Darstellung der Betätigung
der Einlassventil-VEL-Vorrichtung während eines Nullhub-Steuermodus.
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5A-5B sind Axialrückansichten
zur Darstellung der Betätigung
der Einlassventil-VEL-Vorrichtung während eines Maximalhub-Steuermodus.
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6A ist einer erläuternde Ansicht zur Darstellung
der Betätigung
der Auslassventil-VVL-Vorrichtung während eines Nullhub-Steuermodus,
betrachtet aus der Axialrichtung.
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6B ist einer erläuternde Ansicht zur Darstellung
der Betätigung
der Auslassventil-VVL-Vorrichtung während eines Maximalhub-Steuermodus, betrachtet
von der Axialrichtung.
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7 ist
ein variables Einlassventil-Hub- und Zeit-Charakteristikdiagramm, erhalten durch
die Einlassventil-VEL- und VTC-Vorrichtungen, eingebaut in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels,
und ein variables Auslassventil-Hub-Kennliniendiagramm, erhalten
durch die Auslassventil-VVL-Vorrichtung, eingebaut in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels.
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8A-8C sind P-V-Diagramme, erhalten
durch einen Verbrennungsmotor, welcher die Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
verwendet, und jeweils erzeugt in einem normalen Fahrzeugfahrzustand
(bei einem Niedermotorlastzustand) während eines Kraftstoffabschaltmodus
und während
eines Zylinderabschaltmodus (oder eines Partialinaktiv-Zylinderbetriebsmodus).
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9 ist
ein Flussdiagramm einer Zylinderabschalt-Steuerroutine, ausgeführt innerhalb
einer Steuervorrichtung, welche eingebaut ist in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels.
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10A-10C sind
P-V-Diagramm, erhalten durch einen Verbrennungsmotor, welcher verwendet
wird in einer ersten modifizierten Zylinderabschalt-Steuervorrichtung,
und jeweils erzeugt (i) unter einer Ventilbetätigungsbedingung, bei welcher
ein Einlassventil gesteuert wird zu einem vorbestimmten Hub und
ein Auslassventil gesteuert wird zu einer Nullhubposition, (ii)
unter einer Ventilbetätigungsbedingung,
bei welcher das Einlassventil gesteuert wird zu einem weiter reduzierten
Hub ausgehend von dem vorbestimmten Hub, dargestellt in 10A, und (iii) während eines Zylinderabschaltmodus.
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11 zeigt ein variables Einlassventil-Hub- und
Zeit-Kennliniendiagramm
und ein variables Auslassventil-Hub-
und Zeit-Kennliniendiagramm, erhalten durch eine zweite modifizierte
Zylinderabschalt-Steuervorrichtung.
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12A-12C sind
P-V-Diagramme, erhalten durch einen Verbrennungsmotor, welcher die zweite
modifizierte Zylinderabschalt-Steuervorrichtung verwendet, und jeweils
erzeugt während
eines Kraftstoffabschaltmodus, während
einer Ventilhubabnahmesteuerung und während eines Zylinderabschaltmodus.
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13 ist ein Flussdiagramm einer Zylinderabschalt-Steuerroutine, ausgeführt innerhalb
einer Steuervorrichtung, welche eingebaut ist in einer dritten modifizierten
Zylinderabschalt-Steuervorrichtung.
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14 ist eine schematische Ansicht eines Hybridfahrzeugs,
auf welches der Grundgedanke der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann, und wobei eine Einlassventil-VEL-Vorrichtung und
eine Auslassventil-VVL-Vorrichtung
vorgesehen sind.
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15 zeigt zwei kontinuierliche Hub- und Ereignis-Steuerkennlinien,
jeweils erhalten durch die Einlassventil-VEL-Vorrichtung und die
Auslassventil-VVL-Vorrichtung,
beide eingebaut in dem Hybridfahrzeug von 14.
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16A-16C sind
die P-V-Diagramme, erhalten durch den Verbrennungsmotor, welcher
die frühere,
durch eine Zylinderabschalt-Steuervorrichtung ausführbare Einlassluftsteuerung
auf der Grundlage einer Drosselklappen-Öffnungssteuerung verwendet.
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Beschreibunq
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Bezugnehmend
auf die Zeichnung, insbesondere auf 1-3,
ist die Zylinderabschalt-Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels beispielhaft
ausgeführt
in einer Ventilbetätigungsvorrichtung,
angebracht auf einem Sechszylinder-Verbrennungsmotor mit vier Ventilen
pro Zylinder, das heißt
zwei Einlassventile 4, 4 (siehe 2)
und zwei Auslassventile 5, 5 (siehe 3).
Wie unten beschrieben, ist die Motorzylinderabschalt-Vorrichtung des
Ausführungsbeispiels
fähig zu
einem Stoppen oder Abschalten, in Abhängigkeit von Motor/Fahrzeugbetriebszuständen, einer
ersten Gruppe von Motorzylindern, während eine zweite Gruppe von Motorzylindern
arbeitet.
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Der
Aufbau des Verbrennungsmotors, auf welchen die Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
angewandt werden kann, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das
Systemdiagramm von 1 beschrieben. Der Motor von 1 ist
aufgebaut aus einem Motorblock SB mit einer Zylinderbohrunq, einem
Hubkolben 01, welcher durch einen Hub in der Zylinderbohrung
bewegbar oder gleitfähig
ist, einem Zylinderkopf SH auf dem Zylinderblock SB, einem Einlasskanal 02 und
einem Auslasskanal 03, ausgebildet in einem Zylinderkopf
SH, den beiden Einlassventilen 4, 4, welche gleitfähig angebracht
sind auf einem Zylinderkopf SH zum Öffnen und Schließen des
offenen Endes eines Einlasskanals 02, und den beiden Auslassventilen 5, 5,
welche gleitfähig
angebracht sind auf einem Zylinderkopf SH zum Öffnen und Schließen des
offenen Endes eines Auslasskanals 03. Ein Kolben 01 ist
verbunden mit einer Motorkurbelwelle 04 über eine
Verbindungsstange 05. Eine Verbrennungskammer 06 ist
definiert zwischen der Kolbenkrone bzw. des Kolbenoberteils eines
Kolbens 01 und der Unterseite eines Zylinderkopfs SH. Eine
elektronisch gesteuerte Drosselklappeneinheit 07 ist vorgesehen
stromaufwärts
eines Einlasskanals 02 und angeordnet in einem Innenraum
eines Einlassrohrs, welches verbunden ist mit einem Einlasskanal 02,
zum unterstützenden
Steuern einer Einlassluftmenge zu Sicherheitszwecken und zum Erzeugen
eines Vakuums, welches in dem Induktionssystem vorhanden ist, zum
Zwecke einer Rezirkulation von Blow-By-Gasen bzw. Vorbeiströmgasen in
einem Blowby-Gas-Rezirkulationssystem und/oder einer Absaugvorrichtung
(bzw. "canister purging") in einem Verdunstungsemissions-Steuersystem,
gewöhnlich
angebracht an möglichen
Verbrennungsmotoren. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappeneinheit 07 besteht
aus einer Rundscheiben-Drosselklappe, einem Drosselpositionssensor
und einem Drosselaktuator, welcher angetrieben wird mittels eines
Elektromotors, wie etwa eines Schrittmotors. Der Drosselpositionssensor
ist vorgesehen zum Erfassen des tatsächlichen Drosselöffnungsbetrags
der Drosselklappe. Der Drosselaktuator vollzieht eine Einstellung
des Drosselöffnungsbetrags
in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal von der Steuervorrichtung,
genauer einer elektronischen Motorsteuereinheit ECU 22 (unten
beschrieben). Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (oder ein Kraftstoff- Einspritzventil) 08 ist
vorgesehen stromabwärts einer
Drosselklappeneinheit 07 und angeordnet in einem Einlasskanal 02.
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Wie
deutlich dargestellt in 1-3, umfasst
eine Ventilbetätigungsvorrichtung
eine Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung
und eine Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung.
Wie am deutlichsten zu erkennen in 2, besteht
die Einlassventilbetätigungs-Steuervorrichtung
aus einer kontinuierlich variablen Einlassventilereignis- und Hub-Steuervorrichtung
(VEL) 1 und einer variablen Einlassventilzeit-Steuervorrichtung
(VTC) (oder einer Phasen-Steuervorrichtung) 2.
Eine Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 ist fähig zu einem
kontinuierlichen Steuern oder Einstellen einer Einlassventil-Hub-
und Hubperioden-Charakteristik (Einlassventilhub und Arbeitswinkel
oder Ventilöffnungsperioden-Charakteristik)
für beide
Einlassventile 4, 4 von einer Maximalhub- und
Hubperioden-Charakteristik zu
einer Nullhub- und Hubperioden-Charakteristik und
umgekehrt. Eine Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2 ist fähig zu einem
Vorschieben oder Verzögern
einer Phase jedes der Einlassventile 4, 4. Wie
am besten ersichtlich aus 3, besteht
die Auslassventilbetätigungs-Steuervorrichtung
aus einer variablen Auslassventilhub-VVL-Vorrichtung 3. Eine Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 ist
fähig zu
einem Umschalten einer Auslassventilhub-Charakteristik für beide Auslassventile 5, 5 zwischen
einer Maximalhub-Charakteristik
und einer Nullhub-Charakteristik. Wie die Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 verwendet
die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
eine VEL-Vorrichtung wie offenbart in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung
Nr. 2003-172112.
Kurz gesagt, eine Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 besteht,
wie dargestellt in 2, aus einer zylindrischen hohlen Antriebswelle 6,
einem ringförmigen
Antriebsnocken 7, zwei Kippnocken 9, 9 und
einer Multikugelverbindungsbewegungs-Übertragungsvorrichtung
bzw. Multiknotenverbindungsbewegungs-Übertragungsvorrichtung
(oder einem Bewegungswandler), welche mechanisch verbunden ist zwischen
einem Antriebsnocken 7 und einem Kippnockenpaar (9, 9)
zum Übertragen
eines Drehmoments, welches erzeugt wird durch einen Antriebsnocken
(Exzenternocken) 7 als eine schwingende Kraft jedes der
Kippnocken 9, 9. Eine zylindrische hohle Antriebswelle 6 ist
drehfähig
gelagert durch Lager in dem oberen Abschnitt jedes Zylinderkopfs
SH. Ein Antriebsnocken 7 ist ausgebildet als ein Exzenternocken,
welcher sich in Presspassung auf dem Außenumfang einer Antriebswelle 6 befindet.
Kippnocken 9, 9 sind schwingfähig oder kippfähig getragen
auf dem Außenumfang
einer Antriebswelle 6 und befinden sich in Gleitkontakt
mit jeweiligen oberen Kontaktflächen
von zwei Ventilhebern 8, 8, welche angeordnet
sind an den Ventilschaftenden von Einlassventilen 4, 4.
Anders ausgedrückt,
die Bewegungsübertragungs-Vorrichtung (oder
der Bewegungswandler) ist vorgesehen zum Umwandeln einer Drehbewegung
(Eingangsdrehmoment) eines Antriebsnockens 7 in eine Auf-Ab-Bewegung (eine Ventilöffnungskraft)
jedes Einlassventils 4 (das heißt, eine schwingende Kraft,
welche eine Schwingbewegung jedes Kippnockens 9 erzeugt).
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Ein
Drehmoment wird übertragen
von einer Motorkurbelwelle 04 zu einer Antriebswelle 6.
Wie angezeigt durch den Pfeil in 2, ist
die Drehrichtung einer Antriebswelle 6 festgelegt in einer
Uhrzeigersinnrichtung.
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Ein
Antriebsnocken 7 hat eine axiale Bohrung, welche bezüglich der
geometrischen Mitte des zylindrischen Antriebsnockens 7 verschoben
ist. Ein Antriebsnocken 7 ist fest verbunden mit dem Außenumfang
einer Antriebswelle 6, so dass die Innenumfangsfläche der
Axialbohrung eines Antriebsnockens 7 sich in Presspassung
auf dem Außenumfang
einer Antriebswelle 6 befindet. Daher ist die Mitte eines
Antriebsnockens 7 versetzt bezüglich der Wellenmitte einer
Antriebswelle 6 in der Radialrichtung um eine vorbestimmte
Exzentrizität
(oder einen vorbestimmten Versatzwert).
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Wie
am besten aus den axialen Rückansichten,
dargestellt in 4A-4B und 5A-5B,
ersichtlich, ist jeder der Kippnocken 9, 9 ausgebildet
als ein im wesentlichen tropfenförmiger
Nocken. Kippnocken 9, 9 haben dasselbe Nockenprofil.
Kippnocken 9, 9 sind einstückig ausgebildet mit jeweiligen
Axialende einer zylindrischen hohlen Nockenwelle 10. Eine
zylindrische hohle Nockenwelle 10 ist drehbar gelagert
auf einer Antriebswelle 6. Die Außenumfangskontaktfläche eines
Kippnockens 9 in Gleitkontakt mit der oberen Kontaktfläche eines
Ventilhebers 8 umfasst eine Nockenfläche 9a. Der Basiskreisabschnitt
eines Kippnockens 9 ist einstückig ausgebildet mit einer
Nockenwelle 10 oder mit dieser einstückig verbunden, um eine Schwingbewegung
eines Kippnockens 9 auf die Achse einer Antriebswelle 6 zu
ermöglichen.
Die Außenumfangsfläche (Nockenfläche 9a)
eines Kippnockens 9 ist aufgebaut aus einer Basiskreisfläche, einer
kreisbogenförmigen
Rampenfläche,
welche sich von der Basiskreisfläche
zu einem Nockennasenabschnitt erstreckt, einer Oberkreisfläche (einfach:
einer oberen Fläche),
welche einen maximalen Ventilhub (oder einen maximalen Hubbetrag)
vorsieht, und einer Hubfläche,
durch welche die Rampenfläche
und die obere Fläche
verbunden sind. Die Basiskreisfläche,
die Rampenfläche,
die Hubfläche
und die obere Fläche schlagen
an vorbestimmten Positionen der oberen Fläche eines Ventilhebers 8 in
Abhängigkeit
von der Schwingposition eines Kippnockens 9 an.
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Die
Bewegungsübertragungs-Vorrichtung (der
Bewegungswandler) besteht aus einem Kipphebel 11, vorgesehen über einer
Antriebswelle 6, einem Verbindungsarm 12, welcher
ein Ende (oder einen ersten armierten Abschnitt 11a) eines
Kipphebels 11 mechanisch verbindet mit einem Antriebsnocken 7, und
einer Verbindungsstange 13, welche das andere Ende (einen
zweiten armierten Abschnitt 11b) eines Kipphebels 11 mechanisch
verbindet mit dem Nockennasenabschnitt eines Kippnockens 9.
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Ein
Kipphebel 11 ist ausgebildet mit einer in Axialrichtung
verlaufenden Mittenbohrung (Durchgangsöffnung). Die Kipphebel-Mittenbohrung eines Kipphebels 11 ist
drehfähig
aufgesetzt auf den Außenumfang
eines Steuernockens 18 (unten beschrieben), zum Bewirken
einer Drehbewegung (oder einer Schwingbewegung) eines Kipphebels 11 auf
der Achse eines Steuernockens 18. Ein erster armierter Abschnitt 11a eines
Kipphebels 11 erstreckt sich von dem Axial-Mittenbohrungsabschnitt
in einer ersten Radialrichtung, wohingegen sich der zweite armierte Abschnitt 11b eines
Kipphebels 11 erstreckt von dem Axial-Mittenbohrungsabschnitt in einer zweiten
Radialrichtung im wesentlichen entgegengesetzt zu ersten Radialrichtung.
Der erste armierte Abschnitt 11a eines Kipphebels 11 ist
drehfähig
stiftverbunden mit einem Verbindungsarm 12 mittels eines
Verbindungsstifts 14, während
der zweite armierte Abschnitt 11b eines Kipphebels 11 drehfähig stiftverbunden
ist mit einem Ende (erstes Ende 13a) einer Verbindungsstange 13 mittels
eines Verbindungsstifts 15.
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Ein
Verbindungsarm 12 besteht aus einem ringartigen Basisabschnitt 12a mit
verhältnismäßig großem Durchmesser
und einem vorstehenden Endabschnitt 12b mit verhältnismäßig kleinem
Durchmesser, welcher sich in Radialrichtung auswärts erstreckt ausgehend von
einem vorbestimmten Abschnitt des Außenumfangs des ringartigen
Basisabschnitts 12a mit großem Durchmesser. Ein ringartiger Basisabschnitt 12a mit
großem
Durchmesser ist ausgebildet mit einer Antriebsnocken-Rückhaltebohrung, welche drehfähig aufgesetzt
ist auf den Außenumfang
eines Antriebsnockens 7. Hingegen ist ein vorstehender
Endabschnitt 12b mit kleinem Durchmesser eines Verbindungsarms 12 stiftverbunden
mit dem ersten armierten Abschnitt 11a eines Kipphebels 11 mittels
eines Verbindungsstifts 14.
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Eine
Verbindungsstange 13 ist stiftverbunden an dem anderen
Ende (zweites Ende 13b) mit einem Nockennasenabschnitt
eines Kipphebels 9 mittels eines Verbindungsstifts 16.
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Ferner
vorgesehen ist eine Bewegungswandlerlage-Steuervorrichtung, welche eine anfängliche
betätigte
Position der Bewegungsübertragungs-Vorrichtung
(oder des Bewegungswandlers) ändert.
Wie deutlich ersichtlich aus 4A-4B und 5A-5B,
umfasst die Lage-Steuervorrichtung eine Steuerwelle 17 und
einen Steuernocken 18. Eine Steuerwelle 17 ist
angeordnet über
einer Antriebswelle 6 und parallel zu dieser angeordnet in
einer derartigen Weise, dass sie sich in der Längsrichtung des Motors erstreckt,
und drehfähig
gelagert auf einem Zylinderkopf SH mittels derselben Lager wie eine
Antriebswelle 6. Ein Steuernocken 18 ist angebracht
am Außenumfang
einer Steuerwelle 17 und gleitfähig eingesetzt und schwingfähig gelagert
in einer Steuernocken-Rückhaltebohrung,
welche in einem Kipphebel 11 ausgebildet ist. Ein Steuernocken 18 dient
als ein Drehpunkt einer Schwingbewegung eines Kipphebels 11.
Ein Steuernocken 18 ist einstückig ausgebildet mit einer
Steuerwelle 17, so dass ein Steuernocken 18 befestigt
ist an dem Außenumfang einer
Steuerwelle 17. Ein Steuernocken 18 ist ausgebildet
an einem Exzenternocken mit einem zylindrischen Nockenprofil. Die
Achse (die geometrische Mitte) des Steuernockens 18 ist
von der Achse einer Steuerwelle 17 um einen vorbestimmten
Abstand versetzt.
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Wie
dargestellt in 2, umfasst die Lage-Steuervorrichtung
ferner eine Antriebsvorrichtung 19. Eine Antriebsvorrichtung 19 besteht
aus einem Getriebemotor oder einem elektrischen Steuerwellenaktuator 20,
befestigt an einem Ende eines (nicht dargestellten) Gehäuses, und
einer Kugelspindel-Bewegungsübertragungs-Vorrichtung
(einfach: Kugelspindel-Vorrichtung) 21,
welche ein Motordrehmoment, das durch einen Motor 20 erzeugt
wird, zu einer Steuerwelle 17 überträgt. Genauer ist ein Motor 20 aufgebaut
aus einem Gleichstrommotor (DC-Motor) eines Proportionalsteuertyps.
Ein Motor 20 wird gesteuert in Reaktion auf ein Steuersignal,
welches erzeugt wird von der Einlassluftmengen-Steuerschaltung einer
ECU 22, wobei der Signalwert davon bestimmt wird auf der
Grundlage von Motor/Fahrzeugbetriebsbedingungen. Eine Kugelspindel-Vorrichtung 21 besteht
aus einer Kugelspindelwelle (oder einer Schneckenwelle) 23 in
koaxialer Ausrichtung und verbunden mit der Motorausgangswelle eines
Motors 20, einer im wesentlichen zylindrischen bewegbaren Kugelmutter 24 in
Gewindeeingriff mit dem Außenumfang
einer Kugelspindelwelle 23, einem Verbindungsarm 25 in
fester Verbindung mit dem hinteren Ende 17a einer Steuerwelle 17,
einem Verbindungselement 26 zur mechanischen Verbindung
eines Verbindungsarms 25 mit einer Kugelmutter 24 und
umlaufenden Kugeln, angeordnet zwischen den Schneckenzähnen einer
Kugelspindelwelle 23 und Vertiefungen, welche in die Innenumfangswandfläche einer Kugelmutter 24 geschnitten
sind. In einer herkömmlichen
Weise wird eine Drehbewegung (Eingangsdrehmoment) einer Kugelspindelwelle 23 umgewandelt
in eine geradlinige Bewegung einer Kugelmutter 24.
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Wie
dargestellt in 1-2 umfasst
die Steuervorrichtung (ECU) 22 einen Mikrocomputer. Eine
ECU 22 umfasst eine Eingabe/Ausgabeschnittstelle (I/O),
Speicher (RAM, ROM), und einen Mikroprozessor oder eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU).
Die Eingabe/Ausgabeschnittsteller (I/O) einer ECU 22 empfängt Eingangsinformationen
von Motor/Fahrzeugschaltern und Sensoren, das heißt, eines
Kurbelwellensensors, eines Motordrehzahlsensors, eines Beschleunigeröffnungssensors,
eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines Bereichsgangpositionsschalters,
eines Steuerwellenwinkel-Positionssensors 28 und
eines Antriebswellenwinkel-Positionssensors 29.
Ein Steuerwellenwinkel-Positionssensor 28 ist vorgesehen
zum Erfassen einer Winkelposition einer Steuerwelle 17,
wohingegen ein Antriebswellenwinkel-Positionssensor 29 vorgesehen
ist zum Erfassen einer Winkelposition einer Antriebswelle 6.
Innerhalb einer ECU 22 ermöglicht die Zentralverarbeitungseinheit
(CPU) den Zugriff durch die I/O-Schnittstelle von Eingangsinformationsdaten-Signalen von den
oben erwähnten
Motor/Fahrzeugschaltern und Sensoren. Die CPU einer ECU 22 ist
zuständig
zum Ausführen
des Steuerprogramms, gespeichert in Speichern, und ist fähig zu einem
Durchführen
notwendiger arithmetischer und logischer Operationen, welche enthalten
sind in der Einlassluftmengen-Steuerverarbeitung,
der Zylinderabschalt-Steuerverarbeitung (einschließlich eines Kraftstoff-Abschaltvorgangs,
erreicht durch das elektronische Kraftstoff-Einspritzsystem, eines
Einlassventil-Abschaltvorgangs, erreicht durch die Einlassventil-VEL-Vorrichtung,
und eines Auslassventil-Abschaltvorgangs,
erreicht durch die Auslassventil-VVL-Vorrichtung (oder eine Auslassventil-VEL-Vorrichtung
(unten beschrieben)), zusätzlich zu
einer elektronischen Drosselöffnungssteuerung, erreicht
durch den Drosselaktuator einer elektronisch gesteuerten Drosselklappeneinheit 07,
und einer elektronischen Kraftstoff-Einspritzsteuerung, erreicht durch
das elektronische Kraftstoff-Einspritzsystem. Rechenergebnisse (arithmetische
Rechenergebnisse), das heißt,
berechnete Ausgangssignale, werden weitergeleitet durch die Ausgangsschnittstellen-Schaltungsanordnung
einer ECU 22 zu Ausgangsstufen, das heißt, dem Drosselaktuator einer Drosselklappeneinheit 07,
elektronischen gesteuerten Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen des
Kraftstoff-Einspritzsystems,
einem Motor 20 der Einlassventil-VEL-Vorrichtung, der Einlassventil-VTC-Vorrichtung
und einer elektromagnetischen Richtungssteuerventil 43 (unten
beschrieben) der Auslassventil-VVL-Vorrichtung.
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Genauer
umfasst der Prozessor einer ECU 22, enthalten in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels,
ferner eine Einlassluftmengen-Steuerschaltung, eine Kraftstoffabschaltschaltung,
eine Einlassventilabschaltschaltung und eine Auslassventilabschaltschaltung.
Die Einlassluftmengen-Steuerschaltung
arbeitet zum Steuern der Luftmenge hauptsächlich mittels einer Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1,
statt eines Verwendens einer elektronisch gesteuerten Drosselklappeneinheit 07. Bei
einem Einleiten, auf der Grundlage des Motor/Fahrzeugbetriebszustands,
des Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus (Zylinderabschaltmodus)
erzeugt die Einlassventilabschaltschaltung ein Einlassventilabschaltsignal,
auf dessen Reaktion jedes der Einlassventile 4, 4 verschoben
wird zu einem Ventilabschaltzustand (oder einem vollständigen Ventilschließzustand),
zu der Einlassluftmengen- Steuerschaltung
lediglich dann, wenn zwei erforderliche Bedingungen erfüllt sind,
bevor eine Umschaltung erfolgt ausgehend von einem Vollzylinder-Betriebsmodus,
wo alle Motorzylinder arbeiten, zu dem Zylinderabschaltmodus. Die
erste erforderliche Bedingung (betreffend Schritt S2 der in 9 dargestellten,
unten beschriebenen Zylinderabschalt-Steuerroutine) ist eine Niedermotorlastbedingung,
wo eine Motordrehzahl konstant gehalten wird oder abnimmt. Die zweite
erforderliche Bedingung (betreffend Schritt S4 der in 9 dargestellten,
unten beschriebenen Zylinderabschalt-Steuerroutine) ist eine Bedingung, dass
die Einlassventilschließzeit
(IVC) jeder Einlassventile 4, 4, welche eingestellt
oder variiert werden kann mittels einer Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1, gesteuert
wird zu einem gegebenen Zeitwert vor BDC. Die Kraftstoffabschaltschaltung
startet einen Kraftstoffabschaltmodus vor dem Zylinderabschaltmodus,
eingeleitet durch die Einlassventilabschaltschaltung. Die Auslassventilabschaltschaltung
reduziert einen Auslassventilhub (einen tatsächlichen Auslassventilhubbetrag)
jedes der Auslassventile 5, 5 auf einen Nullhub
mittels einer Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 in Abhängigkeit
von einem Einlassventilhub (einem tatsächlichen Einlassventilhubbetrag)
LI jedes der Einlassventile 4, 4, exakt in Abhängigkeit
davon, ob ein tatsächlicher
Einlassventilhub LI eines Einlassventils 4 kleiner ist
als ein vorbestimmter Hubschwellenwert LS.
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Nachfolgend
unter Bezugnahme auf 2, 4A-4B, 5A-5B und 7 kurz
beschriebe wird die Wirkungsweise der Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1.
In einem Niederlastbereich, wie etwa während eines Fahrens des Fahrzeugs
bei einem Niedermotorlastbetrieb oder während eines Fahrzeugrollens
bei Niedermotorlastbetrieb, wird ein Motor 20 einer Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 angetrieben
in Reaktion auf ein Steuersignal, erzeugt von der Ausgangsschnittstelle
einer ECU 22 und bestimmt auf der Grundlage der Niedermotorlastbedingung.
So wird eine Kugelspindelwelle 23 gedreht durch ein Eingangsdrehmoment,
erzeugt durch einen Motor 20, wodurch eine maximale geradlinige
Bewegung einer Kugelmutter 24 in einer Kugelmutter-Axialrichtung
erzeugt wird. Folglich dreht eine Steuerwelle 17 in einer
Drehrichtung über
ein Gestänge,
bestehend aus einem Verbindungselement 26 und einem Verbindungsarm 25.
Wie ersichtlich aus der Winkelposition eines Steuernockens 18,
dargestellt in 4A-4B,
erfolgt mittels einer Drehbewegung der Mitte eines Steuernockens 18 um
die Mitte einer Steuerwelle 17 eine Verschiebung des in
Radialrichtung dickwandigen Abschnitts eines Steuernockens 18 nach
oben weg von einer Antriebswelle 6, und dieser wird an
der nach oben verschobenen Position gehalten, mit dem Ergebnis,
dass der Drehzapfen (der verbundene Punkt durch einen Verbindungsstift 15)
zwischen dem zweiten armierten Abschnitt 11b eines Kipphebels 11 und
dem ersten Stangenende 13a einer Verbindungsstange 13 sich
ebenfalls nach oben verschiebt bezüglich einer Antriebswelle 6.
Folglich wird der Nockennasenabschnitt jedes Kippnockens 9, 9 zwangsweise
nach oben gezogen über
das zweite Stangenende 13b einer Verbindungsstange 13.
Betrachtet ausgehend von dem hinteren Ende einer Antriebswelle 6,
wird die Winkelposition jedes Kippnockens 9, dargestellt
in 4A-4B, relativ verschoben zu der
Gegenuhrzeigerrichtung ausgehend von der Winkelposition jedes Kippnockens 9,
dargestellt in 5A-5B. Bei
einem an der Winkelposition, welche in 4A-4B dargestellt
ist, gehaltenen Steuernocken 18 wird, wenn ein Antriebsnocken 7 gedreht wird,
eine Drehbewegung eines Antriebsnockens 7 umgewandelt durch
einen Verbindungsarm 12, den ersten armierten Abschnitt 11a eines
Kipphebels 11, den zweiten armierten Abschnitt 11b eines
Kipphebels 11 und eine Verbindungsstange 13 in
eine Schwingbewegung eines Kippnockens 9, jedoch wird lediglich
der Basiskreisflächenbereich
eines Kippnockens 9 in Gleitkontakt gebracht mit der oberen
Kontaktfläche
eines Ventilhebers 8 (siehe 4A-4B).
So wird der tatsächliche
Einlassventilhub zu einem Nullhub LI0 (siehe die Einlassventil-Nullhub-LI0-Charakteristik,
dargestellt in 7). Als Folge davon werden
Einlassventile 4, welche enthalten sind in der ersten Gruppe
von Zylindern, welche der Zylinderabschaltsteuerung (oder dem Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus)
unterzogen werden, verschoben zu ihren Einlassventilabschaltzuständen.
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Umgekehrt
wird, wenn die Motor/Fahrzeugsbetriebsbedingung verschoben wird
ausgehend von einem Niederlastbereich zu einem Hochlastbereich, ein
Motor 20 angetrieben in der Umkehrdrehrichtung in Reaktion
auf ein Steuersignal, welches erzeugt wird von der Ausgangsschnittstelle
einer ECU 22 und bestimmt wird auf der Grundlage der Hochmotorlastbedingung.
So wird eine Kugelspindelwelle 23 ebenfalls gedreht in
der Umkehrdrehrichtung durch eine Umkehrdrehung der Motorausgangswelle
eines Motors 20, wodurch eine entgegengesetzte geradlinige Bewegung
einer Kugelmutter 24 erzeugt wird. Folglich dreht eine
Steuerwelle 17 in der entgegengesetzten Drehrichtung (in
der Uhrzeigersinnrichtung, betrachtet von dem hinteren Ende einer
Antriebswelle 6) über
das Gestänge
(25, 26). Wie ersichtlich aus der Winkelposition
eines Steuernockens 18, dargestellt in 5A-5B, erfolgt mittels einer Drehbewegung
der Mitte eines Steuernockens 18 um die Mitte einer Steuerwelle 17 eine
Verschiebung des in Radialrichtung dickwandigen Abschnitts eines
Steuernockens 18 nach unten hin zu einer Antriebswelle 6,
und dieser wird gehalten an der nach unten verschobenen Position,
mit dem Ergebnis, dass der Drehzapfen (der verbundene Punkt durch
einen Verbindungsstift 15) zwischen dem zweiten armierten Abschnitt 11b eines
Kipphebels 11 und dem ersten Stangenende 13a einer
Verbindungsstange 13 sich ebenfalls nach unten bezüglich einer
Antriebswelle 6 verschiebt. Folglich wird der Nockennasenabschnitt jedes
Kippnockens 9, 9 zwangsweise nach unten geschoben über das
zweite Stangenende 13b einer Verbindungsstange 13.
Betrachtet von dem hinteren Ende einer Antriebswelle 6,
wird die Winkelposition jedes Kippnockens 9, dargestellt
in 5A-5B, relativ verschoben zu der
Uhrzeigersinnrichtung ausgehend von der Winkelposition jedes Kippnockens 9, dargestellt
in 4A-4B. Bei dem ausgehend von der
Winkelposition, dargestellt in 4A-4B,
zu der Winkelposition, dargestellt in 5A-5B,
verschobenen Steuernocken 18 wird während einer Drehung eines Antriebsnockens 7 eine
Drehbewegung eines Antriebsnockens 7 umgewandelt durch
einen Verbindungsarm 12, den ersten armierten Abschnitt 11a eines
Kipphebels 11, den zweiten armierten Abschnitt 11b eines
Kipphebels 11 und eine Verbindungsstange 13 in
eine Schwingbewegung eines Kippnockens 9. Zu diesem Zeitpunkt werden
ein Teil des Basiskreisflächenbereichs,
der Rampenflächenbereich,
der Hubflächenbereich
und der obere Flächenbereich
in Gleitkontakt gebracht mit der oberen Kontaktfläche eines
Ventilhebers 8 (siehe 5A-5B).
So kann bei einem Variieren von der Winkelposition eines Steuernockens 18,
dargestellt in 4A-4B,
zu der Winkelposition eines Steuernockens 18, dargestellt
in 5A-5B, der tatsächliche
Einlassventilhub schnell variiert werden von dem Nullhub LI0 zu
einem maximalen Einlassventilhub LImax (siehe kontinuierliche Änderung
von der Einlassventil-Nullhub-LI0-Charakteristik zu der Einlassventil-Maximalhub-LImax-Charakteristik
von 7). Wie ersichtlich aus einer Vielzahl von Einlassventilhub-Kennlinien (genauer eine
Vielzahl von Einlassventilhub- und Hubperioden-Kennlinien), dargestellt in 7,
kann gemäß der Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 der
Zylinderabschalt-Vorrichtung
des Ausführungsbeispiels durch
alle Motorbetriebszustände
von einem Niedermotorlastzustand zu einem Hochmotorlastzustand die
Einlassventilhub- und Hubperioden-Charakteristik kontinuierlich
gesteuert oder eingestellt werden von der Einlassventil-Nullhub-
und Hubperioden-LI0-Charakteristik durch mittlere Hub- und Hubperioden-Charakteristiken
LI1, LI2, ......, LI9 zu der Einlassventil-Maximalhub- und Hubperioden-LImax-Charakteristik. Das
heißt,
die Einlassventilhub- und Hubperioden-Charakteristik kann gesteuert
oder eingestellt werden zu einer optimalen Charakteristik, welche
geeignet ist für
die letzten aktuellsten Informationen bezüglich eines Motorbetriebszustands, insbesondere
einer Motorlast. Bei den Einlassventilhub- und Hubperioden-Kennlinien,
dargestellt in 7, ist eine Einlassventilschließzeit IVC
definiert als ein momentaner Zeitwert, bei welchem ein Kontaktpunkt
zwischen einem Kippnocken 9 und einem Ventilheber 8 sich
verschiebt von der Hubfläche
zu der Rampenfläche.
Das heißt,
wie angezeigt durch die Pfeile in 7, entspricht
eine Einlassventilschließzeit
IVC einem verbundenen Abschnitt zwischen der Hubflächenzone
und der nach unten geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone
mit konstanter Geschwindigkeit einer Ventilbewegung. Der Grund hierfür ist, dass
der verbundene Abschnitt zwischen der Hubflächenzone und der nach unten geneigten
bzw. abgeschrägten
Rampenflächenzone einen
wesentlichen wirksamen Einlassventilschließzeitwert darstellt, eher als
die tatsächliche
Zeit, bei welcher jedes der Einlassventile 4, 4 beginnt,
tatsächlich
zu schließen.
In einer ähnlichen
Weise wie die Einlassventilschließzeit IVC entspricht die Einlassventilöffnungszeit
(IVO) eines Einlassventils 4 einem verbundenen Abschnitt
zwischen der nach oben geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone und
der nach unten geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone.
Die Ventilöffnungsperiode
eines Einlassventils 4 entspricht einer Zeitperiode zwischen
einer Einlassventilschließzeit
IVC und einer Einlassventilöffnungszeit
IVO. Statt eines Definierens einer Einlassventilschließzeit IVC
als den verbundenen Abschnitt zwischen der Hubflächenzone und der nach unten
geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone
und statt eines Definierens einer Einlassventilöffnungszeit IVO als den verbundenen
Abschnitt zwischen der nach oben geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone
und der nach unten geneigten bzw. abgeschrägten Rampenflächenzone
kann die Einlassventilschließzeit
IVC definiert werden als ein Zeitwert, an welchem ein Einlassventil 4 beginnt
zu schließen,
und die Einlassventilöffnungszeit
IVO kann definiert werden als ein Zeitwert, an welchem ein Einlassventil 4 beginnt
zu öffnen.
Für die
beiden verschiedenen Definitionen gibt es eine geringere Differenz
in der Wertbewegungs-Einstellwirkung.
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Bei
der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
ist es grundsätzlich
möglich,
die Einlassluftmenge, anders ausgedrückt, eine erforderliche Menge
einer in eine Verbrennungskammer 06 eintretenden Luft,
zu steuern durch variables Steuern der Einlassventilhub- und Hubperioden-Charakteristik eines Einlassventils 4 hauptsächlich mittels
einer Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1, eher als ein Verwenden
der Drosselklappe einer elektronisch gesteuerten Drosselklappeneinheit 07.
So wird die Drosselöffnung
einer elektronisch gesteuerten Drosselklappeneinheit 07 gewöhnlich gehalten
oder gesteuert auf einen vorbestimmten konstanten Wert im wesentlichen
entsprechend einer im wesentlichen ungedrosselten Position (oder
einer im wesentlichen vollständig
geöffneten
Position oder einer vollständig
gedrosselten Position), an welchem ein vorbestimmter Unterdruck in
einem Kollektor des Induktionssystems erzeugt werden kann. Der vorbestimmte
Unterdruck in dem Kollektor wird festgelegt auf einen vorbestimmten
minimalen Unterdruck einer Unterdruckquelle. Ein Fixieren der Drosselöffnung auf
den vorbestimmten konstanten Wert (den vorbestimmten Kollektordruck) im
wesentlichen entsprechend der im wesentlichen ungedrosselten Position
bedeutet einen beinahe ungedrosselten Zustand. Dies verringert einen
Motorpumpverlust in hohem Maße.
Wie oben beschrieben, kann der vorbestimmte minimale Unterdruck
(das heißt
das vorbestimmte Vakuum) wirksam verwendet werden für eine Rezirkulation
von Blow-By-Gasen
in einem Blowby-Rezirkulationssystem und/oder einer Absaugvorrichtung
(bzw. "canister
purging") in einem Verdunstungsemissions-Steuersystem,
gewöhnlich angebracht
an einem möglichen
Verbrennungsmotor. Wie oben dargelegt, wird als ein grundlegender
Weg zum Steuern der Einlassluftmenge eine kontinuierlich variable
Einlassventilereignis- und Hubsteuerung (kontinuierliche VEL-Steuerung)
verwendet. Jedoch muss in einem Bereich mit übermäßig niedriger Drehzahl und übermäßig niedriger
Last, in welchem die Einlassluftmenge übermäßig klein ist, der Einlassventilhub
auf einen sehr kleinen Hub fein gesteuert und eingestellt werden.
Selbstverständlich
ist eine derartige Feineinstellung des Einlassventilhubs auf den
kleinen Ventilhub sehr schwierig, so dass eine Möglichkeit einer leichten Abweichung
des tatsächlichen
Einlassventilhubs von dem gewünschten
Ventilhub (dem sehr kleinen Hub) existiert. Anders ausgedrückt, es
existiert eine erhöhte
Tendenz eines Auftretens eines erheblichen Fehlers in der Einlassluftmenge
jedes Motorzylinders, das heißt,
eines erheblichen Fehlers in einem Luft/Kraftstoff-Mischverhältnis (A/F-Mischverhältnis) mittels der
Verwendung der Einlassventil-VEL-Steuerung in dem Bereich einer übermäßig niedrigen
Drehzahl und einer übermäßig niedrigen
Last. Um dies zu vermeiden und zum Zwecke der Sicherheit ist in
dem Bereich übermäßig niedriger
Drehzahl und übermäßig niedriger
Last die Einlassventilhub- und Hubperioden-Charakteristik konstant
festgelegt, während
die Drosselsteuerung eingeleitet wird mittels einer elektronisch
gesteuerten Drosselklappeneinheit 07 zum Erzeugen einer
gewünschten
Einlassluftmenge, welche geeignet ist für einen derartigen Betrieb
bei übermäßig niedriger Drehzahl
und übermäßig niedriger
Last.
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Wie
die Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2 verwendet die Vorrichtung
des dargestellten Ausführungsbeispiels
eine mit einer Hysteresebremse ausgestattete VTC-Vorrichtung, wie
offenbart in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung
Nr. 2004-156508. Kurz gesagt, ein Relativphasen-Winkelvariator (eine
Relativphasen-Änderungseinrichtung)
ist vorgesehen zwischen einem Antriebsring (einem im wesentlichen
zylindrischen hohlen Zeitkettenradelement), angetrieben durch die
Kurbelwelle, und einem angetriebenen Element, welches fest verbunden
ist mit dem vorderen Ende einer Antriebswelle 6, zum Ändern einer
Winkelphase einer Antriebswelle 6 (des angetriebenen Elements)
relativ zum Antriebsring (dem Zeitkettenrad). Der Betrieb der Hysteresebremse
der VTC-Vorrichtung wird gesteuert in Reaktion auf einen Steuerstrom,
welcher erzeugt wird von einer ECU 22 und dessen Stromwert
richtig eingestellt oder geregelt wird in Abhängigkeit von den letzten aktuellen
Informationen bezüglich
eines Motor/Fahrzeugbetriebszustands, so dass eine Phase eines Einlassventils 4,
welche dargestellt ist als Ausdruck eines Kurbelwinkels, richtig
gesteuert (phasenvorgeschoben oder phasenverzögert) wird. Statt eines Verwendens
der mit einer Hysteresebremse ausgestatteten VTC-Vorrichtung kann
eine hydraulisch betriebene VTC-Vorrichtung verwendet werden. Bei der
Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
ist eine variable Phasensteuerung, welche erreicht wird durch eine
Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2, kombiniert mit der kontinuierlichen
VEL-Steuerung, welche erreicht wird durch eine Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1,
so dass eine Einlassventilschließzeit IVC eines Einlassventils 4 gesteuert
oder näher
gebracht wird zu im wesentlichen 90 Grad eines Kurbelwinkels vor
der B.D.C.-Position eines Kolbens 01. Daher tendiert ein Kolbenhub 5 eines
Kolbens 01, erhalten während
der Einlassventil-Öffnungsperiode,
zu einer Verkürzung im
Vergleich mit einem gewöhnlichen
Kolbenhub, welcher erhalten wird während einer Standard-Einlassventil-Öffnungsperiode.
Der Kolbenhub S, erhalten während
der Einlassventil-Öffnungsperiode,
wird nachfolgend bezeichnet als "Einlassventil-Öffnungshub
SI".
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Wie
die Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 verwendet die Vorrichtung
des dargestellten Ausführungsbeispiels
eine VVL-Vorrichtung,
wie offenbart in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr.
10-8935. Kurz gesagt, wie dargestellt in 3 und 6A-6B,
besteht eine Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 aus
einem Hochgeschwindigkeitsnocken 31, einem Paar von zylindrischen
Nullhubnocken (oder Niedergeschwindigkeitsnocken) 32, 32,
einer Kipphebelwelle 33, einem Hauptkipphebel (oder einem
Niedergeschwindigkeits-Kipphebel oder
einem ersten Antriebselement) 34, einem Unterkipphebel
(oder einem Hochgeschwindigkeits-Kipphebel oder einem zweiten Antriebselement) 35,
einer Verlustbewegungs-Vorrichtung 36,
einem Stift oder einem Drehzapfen 37, einem Hebelelement 38,
drehbar gelagert durch einen Drehzapfen 37, einem hydraulisch
betätigten
Plunger 39 und einer Rückstellfeder 40.
Eine Auslassventil-Nockenwelle 30 weist den Hochgeschwindigkeitsnocken 31 auf,
welcher ausgebildet ist als einstückiger Abschnitt der Auslassventil-Nockenwelle.
Es existiert ein Hochgeschwindigkeitsnocken 31 für jeden
Motorzylinder. Einer der Nullhubnocken 32, 32 ist
vorgesehen an einem Ende eines Hochgeschwindigkeitsnockens 31, während der
andere der Nullhubnocken 32, 32 vorgesehen ist
an der anderen Seite eines Hochgeschwindigkeitsnockens 31.
Ein Hochgeschwindigkeitsnocken 31 und Nullhubnocken 32, 32 sind
befestigt an einer Auslassventil-Nockenwelle 30 für eine Co-Rotation bzw. gemeinsame
Drehung mit der Auslassventil-Nockenwelle.
Ein Hauptkipphebel 34 ist schwingfähig oder kippfähig gelagert
auf einer Kipphebelwelle 33. Ein Hochgeschwindigkeitsnocken 31 hat
einen Nockenhub, welcher höher
ist als ein Nullhubnocken 32. Ein Hauptkipphebel (Niedergeschwindigkeits-Kipphebel) 34 hat
ein Paar von armierten Abschnitten, dessen Spitzen in Anschlageingriff
mit den jeweiligen Ventilschaftenden von Auslassventilen 5, 5 sind.
Die armierten Abschnitte eines Hauptkipphebels 34 sind
angeordnet an Positionen entsprechend den jeweiligen Nullhubnocken 32, 32. Ein
Unterkipphebel (Hochgeschwindigkeits-Kipphebel) 35 ist
vorgesehen zwischen den armierten Abschnitten eines Hauptkipphebels 34 in
einer derartigen Weise, dass er angeordnet ist an einer Position entsprechend
einem Hochgeschwindigkeitsnocken 31. Falls nötig (abhängig von
einem Motor/Fahrzeugbetriebszustand), kann ein Unterkipphebel (Hochgeschwindigkeits-Kipphebel) 35 betätigt werden
in einem Verlustbewegungs-Betriebsmodus. Wie deutlich ersichtlich
aus 6A-6B,
ist eine Verlustbewegungs-Vorrichtung 36 vorgesehen
im unteren Abschnitt eines Unterkipphebels 35 zum Ermöglichen einer
Verlustbewegungsfunktion eines Unterkipphebels 35. Ein
Hebelement 38 ist schwingfähig oder kippfähig gelagert
auf einem Drehzapfen 37, welcher fest verbunden ist mit
einem Hauptkipphebel 34. In Abhängigkeit von einer Motor/Fahrzeugbetriebsbedingung
wird ein erstes in Radialrichtung nach außen verlaufendes Ende eines
Hebelelements 38 in Eingriff gebracht oder außer Eingriff
gebracht mit bzw. von dem unteren Endabschnitt eines Unterkipphebels 35 zum
Verbinden eines Unterkipphebels 35 mit einem Hauptkipphebel 34 für eine synchrone
Bewegung zwischen einem Unterkipphebel 35 und einem Hauptkipphebel 34 bzw.
zum Lösen
eines Unterkipphebels 35 von einem Hauptkipphebel 34 zum
Realisieren der Verlustbewegungsfunktion eines Unterkipphebels 35.
Ein hydraulisch betätigter
Plunger 39 ist verbunden mit einem zweiten in Radialrichtung nach
außen
verlaufenden Ende eines Hebelelements 38, um das erste
Ende eines Hebelelements 38 in und außer Eingriff mit dem unteren
Endabschnitt eines Teilkipphebels 35 zu bringen. Eine Rückstellfeder 40 drängt das
erste Ende eines Hebelelements 38 permanent außer Eingriff
mit einem Teilkipphebel 35. Ein Drehzapfen 37,
ein Hebelelement 38, ein hydraulisch betätigter Plunger 39 und
eine Rückstellfeder 40 bilden
eine Verbindungsvorrichtung, welche anspricht auf ein Steuersignal
von der Auslassventilabschaltschaltung einer ECU 22, um
einen Unterkipphebel 35 wahlweise in oder außer Eingriff
mit einem Hauptkipphebel 34 zu bringen.
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Wie
am besten ersichtlich aus 3, wird Hydraulikdruck
zugeführt
von einer Ölpumpe 42 zu einem
hydraulisch betätigten
Plunger 39 durch eine Hydraulikdruckleitung 41,
welche definiert ist in einer Kipphebelwelle 33. Ferner
vorgesehen ist ein durch einen Elektromagneten bzw. ein Solenoid
betätigtes Richtungssteuerventil 43.
Wenn ein Richtungssteuerventil 43 erregt und an seiner
ersten Ventilposition gehalten wird, arbeitet ein Richtungssteuerventil 43 derart,
dass eine Fluidkommunikation zwischen dem Entladekanal einer Pumpe 42 und
einer Hydraulikdruckleitung 41 aufgebaut wird, und gleichzeitig
eine Fluidkommunikation zwischen einer Ablassleitung 44 und
einer Hydraulikdruckleitung 41 gesperrt wird. Umgekehrt
arbeitet, wenn ein Richtungssteuerventil 43 nicht mehr
erregt und an seiner zweiten Ventilposition gehalten wird, ein Richtungssteuersignal 43 derart,
dass eine Fluidkommunikation zwischen dem Entladekanal einer Pump 42 und
einer Ablassleitung 44 aufgebaut wird und gleichzeitig
eine Fluidkommunikation zwischen einer Ablassleitung 44 und
einer Hydraulikdruckleitung 41 aufgebaut wird. Ein Umschalten
zwischen der ersten und der zweiten Ventilposition eines Richtungssteuerventils 43 wird
gesteuert in Reaktion auf einen Steuerstrom (ein Auslassventil-VVL-Steuersignal)
von einer ECU 22.
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Das
Nockenprofil eines Hochgeschwindigkeitsnockens 31 der Auslassventilseite
ist gestaltet zum Vorsehen beinahe desselben Ventilhubs wie jeder
Kipphebel 9 der Einlassventilseite. Daher wird, wie ersichtlich
aus einem Vergleich zwischen der Maximal-Einlassventilhub-LImax-Charakteristik von 7 und
der Maximal-Auslassventilhub-LEmax-Charakteristik
von 7 der Maximalhub LEmax jedes Auslassventils 5 derart
festgelegt, dass er im wesentlichen gleich der Maximal-Einlassventilhub-LImax-Charakteristik
von 7 ist.
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Nachfolgend
unter Bezugnahme auf 3, 6A-6B und 7 kurz
beschrieben ist die Wirkungsweise einer Auslassventil-VV1-Vorrichtung 3.
In einem Niederlastbereich, wie etwa während eines Fahrens des Fahrzeugs
bei Niedermotorlastbetrieb oder während eines Fahrzeugrollens
bei Niedermotorlastbetrieb, wird ein Richtungssteuerventil 43 entregt
in Reaktion auf einen Steuerstrom (ein Auslassventil-VVL-Steuersignal),
erzeugt von einer ECU 22 und bestimmt auf der Grundlage
des Niedermotorlastzustands. Bei dem entregten und in der zweiten Ventilposition
gehaltenen Richtungssteuerventil 43 werden eine Fluidkommunikation
zwischen dem Entladekanal einer Pumpe 42 und einer Auslassleitung 44 sowie
eine Fluidkommunikation zwischen einer Auslassleitung 44 und
einer Hydraulikdruckleitung 41 gleichzeitig aufgebaut,
und folglich wird ein Druckarbeitsfluid, entladen von einer Ölpumpe 42,
abgelassen über
ein Richtungssteuerventil 43 und eine Ablassleitung 44 direkt
in eine Ölwanne,
und so existiert keine Hydraulikdruckzufuhr zu einem Plunger 39. Daher
wird das erste Ende eines Hebelelements 38 außer Eingriff
mit einem Unterkipphebel 35 mittels der Federkraft einer
Rückstellfeder 40 (siehe 6A) gehalten, so dass ein Teilkipphebel 35 entkoppelt
wird von einem Hauptkipphebel 34 zum Ermöglichen
des Verlustbewegungs-Betriebsmodus eines Teilkipphebels 35.
Während
des Verlustbewegungs-Betriebsmodus eines Teilkipphebels 35 existiert
keine Hebekraft, angewandt von einem Hochgeschwindigkeitsnocken 31 auf
einen Hauptkipphebel 34. Das heißt, die beiden Nockenstößelabschnitte
eines Hauptkipphebels 34 werden lediglich in Nockenverbindung
oder in Gleitkontakt mit den jeweiligen zylindrischen Nocken 32, 32 gehalten.
In einem solchen Fall (während
eines Niedermotorlastbetriebs) wird der tatsächliche Auslassventilhub zu
einem Nullhub LE0 (siehe Auslassventil-Nullhub-LE0-Charakteristik, dargestellt
in 7). Folglich werden Auslassventile 5,
welche enthalten sind in der ersten Gruppe von Zylindern, welche
einer Zylinderabschaltsteuerung (oder dem Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus)
unterzogen sind, verschoben zu ihren Auslassventilabschaltzuständen. Wie
früher
beschrieben, werden während
eines Niederlastbetriebs Einlassventile 4, welche enthalten
sind in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterzogen sind, ebenfalls verschoben zu ihren Einlassventilabschaltzuständen. Folglich
wird der Motor in den Partialinaktiv-Zylinder-Betriebsmodus (den
Zylinderabschaltmodus) versetzt, wo die erste Gruppe von Zylindern
inaktiv ist und die zweite Gruppe von Zylindern aktiv ist (arbeitend
ist).
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Umgekehrt
wird, wenn der Motor/Fahrzeugbetriebszustand sich verschiebt oder
wechselt von einem Niederlastbereich zu einem Hochlastbereich, ein
Richtungssteuerventil 43 erregt in Reaktion auf einen Steuerstrom
(ein Auslassventil-VVL-Steuersignal),
erzeugt von einer ECU 22 und bestimmt auf der Grundlage
des Hochmotorlastzustands. Bei einem erregten und an der ersten
Ventilposition gehaltenen Richtungssteuerventil 43 wird
eine Fluidkommunikation zwischen dem Entladekanal einer Pump 42 und einer
Ablassleitung 44 blockiert, und gleichzeitig wird eine
Fluidkommunikation zwischen dem Entladekanal einer Pumpe 42 und
einer Hydraulikdruckleitung 41 aufgebaut. Folglich wird
ein Druckarbeitsfluid, entladen von einer Ölpumpe 42, geliefert
durch ein Richtungssteuerventil 43 und eine Hydraulikdruckleitung 41 in
einen Plunger 39. Das heißt, ein Hydraulikdruck wirkt
auf ein Axialende (eine Druckaufnahmefläche) eines Plungers 39.
Daher wird, wenn der Basiskreisabschnitt eines Hochgeschwindigkeitsnockens 31 in Gleitkontakt
gelangt mit dem Nockenstößelabschnitt eines
Teilkipphebels 35, das erste Ende eines Hebelelements 38 in
Eingriff gebracht mit dem unterseitigen backenförmigen vertieften Abschnitt
eines Teilkipphebels 35 entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 40 durch
einen Plunger 39, welcher herausschiebt (siehe 6B). Folglich wird ein Teilkipphebel 35 verbunden
mit einem Hauptkipphebel 34 zum Ermöglichen einer Schwingbewegung
eines Teilkipphebels 35 zusammen mit einem Hauptkipphebel 34. Daher
erfolgt, wenn eine Änderung
von einem Niederlastbereich zu einem Hochlastbereich auftritt, oder
wenn eine Umschaltung von dem entregten Zustand eines Richtungssteuerventils 43 zu
dem erregten Zustand auftritt, ein Schwingen eines Hauptkipphebels 34 in Übereinstimmung
mit einem Nockenprofil eines Hochgeschwindigkeitsnockens 31.
Die Ventilhubcharakteristik jedes Auslassventils 5 wird
umgeschaltet von der Nullhub-LE0-Charakteristik
zu der Maximalhub-LEmax-Charakteristik (siehe 7). Anders
ausgedrückt,
gemäß der früher erwähnten Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 kann
eine Umschaltung zwischen der Nullhub-LE0-Charakteristik und der
Maximalhub-LEmax-Charakteristik
für jedes
Auslassventil 5 erreicht werden mittels einer EIN-AUS-Steuerung
für den
Elektromagneten bzw. das Solenoid eines Richtungssteuerventils 43.
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Bezugnehmend
auf 9 ist die Zylinderabschalt-Steuerroutine dargestellt,
welche innerhalb des Prozessors einer ECU 22 ausgeführt wird,
welche in der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels enthalten ist.
Die in 9 dargestellte Zylinderabschalt-Steuerroutine
wird ausgeführt
als zeitausgelöste
Unterbrechungsroutinen, welche nach jedem vorbestimmten Zeitintervall,
wie etwa 10 Millisekunden, auszulösen sind.
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In
Schritt S1 werden letzte aktuellste Informationen (bezüglich des
aktuellen Motor/Fahrzeugbetriebszustands) von den Motor/Fahrzeugschaltern und
Sensoren, das heißt,
dem Motordrehzahlsensor, dem Beschleunigeröffnungssensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor,
dem Bereichsgangpositionsschalter und dem Kurbelwinkelsensor, gelesen.
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In
Schritt S2 erfolgt eine Prüfung
zur Bestimmung, ob der aktuelle Motor/Fahrzeugbetriebszustand identisch
ist mit einem vorbestimmten Zylinderabschalt-Steueraktivierungszustand,
einfacher ausgedrückt,
einem vorbestimmten Zylinderabschaltzustand. Der vorbestimmte Zylinderabschaltzustand entspricht
einem Niedermotorlastzustand, wie etwa einem Fahrzeugkonstantfahrzustand
oder einem Fahrzeugrollzustand. Wenn die Antwort auf Schritt S2
negativ ((NEIN) ist, wird ein Ausführungszyklus der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
abgeschlossen. Umgekehrt wird, wenn die Antwort auf Schritt S2 positiv
(JA) ist, die Routine ausgehend von Schritt S2 mit Schritt S3 fortgesetzt.
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In
Schritt S3 wird eine Einlassventilschließzeit IVC eines Einlassventils 4 erfasst
oder bestimmt. Konkret werden letzte aktuelle Informationen (Sensorsignale)
von einem Steuerwellenwinkel-Positionssensor 28 und einem
Antriebswellenwinkel-Positionssensor 29 gelesen. Die aktuelle
Einlassventilhub- und Einlassventil-Öffnungsperioden-Charakteristik wird
bestimmt oder geschätzt
auf der Grundlage des aktuellen Sensorsignalwerts von einem Steuerwellenwinkel-Positionssensor 28,
welcher die aktuelle Winkelposition (die aktuelle Winkelphase) einer Steuerwelle 17 darstellt.
Eine Winkelphasendifferenz einer Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2,
anders ausgedrückt,
eine Phasendifferenz einer Antriebswelle 6 relativ zum
Antriebsring (dem im wesentlichen zylindrischen hohlen Zeitkettenradelement,
angetrieben durch die Kurbelwelle), wird bestimmt oder geschätzt auf
der Grundlage einer Differenz zwischen dem aktuellen Sensorsignalwert
von einem Antriebswellenwinkel-Positionssensor 29, welcher
die aktuelle Winkelphase einer Antriebswelle 6 darstellt,
und dem aktuellen Sensorsignalwert von dem Kurbelwinkelsensor, welcher
den aktuellen Kurbelwinkel der Kurbelwelle darstellt. Anschließend wird
der aktuelle Wert einer Einlassventilschließzeit IVC arithmetisch berechnet
auf der Grundlage von (i) der bestimmten aktuellen Einlassventilhub- und Hubperioden-Charakteristik
(insbesondere der bestimmten Einlassventil-Öffnungsperiode) und (ii) der
Winkelphasendifferenz einer Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2 (das heißt, der
bestimmten Phasendifferenz einer Antriebswelle 6 relativ
zu dem Antriebsring (der Kurbelwelle)).
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In
Schritt S4 erfolgt eine Prüfung
zum Bestimmen, ob die aktuelle Einlassventilschließzeit IVC eines
Einlassventils 4 ein Zeitwert vor der B.D.C.-Position eines
Kolbens 01 ist. Wenn die Antwort auf Schritt S4 negativ
(NEIN) ist, das heißt,
der aktuelle IVC, berechnet durch Schritt S3, ist phasenverzögert im
Vergleich mit der B.D.C.-Position eines Kolbens 01, schließt ein Ausführungszyklus
der Zylinderabschalt-Steuerroutine ab. Umgekehrt fährt, wenn
die Antwort auf Schritt S4 positiv (JA) ist, das heißt, der aktuelle
IVC, berechnet durch Schritt S3, ist phasenvorgeschoben im Vergleich
mit der B.D.C.-Position eines Kolbens 01, anders ausgedrückt, der
aktuelle IVC wird gesteuert oder eingestellt zu einem gegebenen
Zeitwert vor B.D.C., die Routine ausgehend von Schritt S4 mit Schritt
S5 fort.
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In
Schritt S5 startet die Kraftstoffabschaltschaltung einer ECU 22 einen
Kraftstoffabschaltmodus, welcher erreicht wird mittels des elektronischen Kraftstoff-Einspritzsystems
mit Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 08. Der Kraftstoffabschaltmodus
wird eingeleitet vor einer Einleitung des Zylinderabschaltmodus
(Zylinderabschaltbetrieb), welcher ausgeführt wird in Übereinstimmung
mit einer Reihe von Schritten S6-S9, welche nachfolgend genau beschrieben sind.
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In
Schritt S6 wird ein Einlassventil-VEL-Steuersignal (ein Steuerstrom
oder ein Einlassventil-Abschaltsignal, erzeugt durch die Einlassventil-Abschaltschaltung
einer ECU 22) ausgegeben oder angelegt an einem Motor 20 einer
Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1 zum Steuern der Einlassventilhub-
und Hubperioden-Charakteristik eines Einlassventils 4 zu
der Nullhub- und Hubperioden-LI0-Charakteristik.
Gleichzeitig wird ein Einlassventil-VTC-Steuersignal (ein Phasensteuersignal)
ausgegeben an die Einlassventil-VTC-Vorrichtung 2 zum Beibehalten
oder Halten einer Einlassventilöffnungszeit
IVO eines Einlassventils 4 auf einen gegebenen Zeitwert
im wesentlichen nahe der T.D.C.-Position
eines Kolbens 01 (siehe den Zeitwert im wesentlichen entsprechend
360°-Kurbelwinkel,
welcher einem TDC zum Beginn eines Einlasshubs, auf der rechten Seite
einer Einlassventilhub- und Zeit-Kennlinie von 7,
entspricht).
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In
Schritt S7 werden Informationen bezüglich eines aktuellen Einlassventilhubs
LI gelesen. Konkret werden letzte aktuelle Informationen (ein aktuelleres Sensorsignal)
von einem Steuerwellenwinkel-Positionssensor 28 erneut
gelesen. Der aktuelle Wert eines tatsächlichen Einlassventilhubs
LI eines Einlassventils 4 wird bestimmt oder geschätzt auf
der Grundlage des aktuelleren Sensorsignalwerts von einem Steuerwellenwinkel-Positionssensor 28,
welcher die aktuelle Winkelposition (die aktuelle Winkelphase) einer
Steuerwelle 17 darstellt. Nach Schritt S7 erfolgt Schritt
S8.
-
In
Schritt S8 erfolgt eine Prüfung
zum Bestimmen, ob der tatsächliche
Einlassventilhub LI kleiner ist als ein vorbestimmter Einlassventilhub-Schwellenwert
LS. Wenn die Antwort auf Schritt S8 negativ (LI>LS) ist, kehrt die Routine von Schritt S8
zu Schritt S7 zurück.
Umgekehrt fährt,
wenn die Antwort auf Schritt S8 positiv (LI<LS) ist, die Routine mit Schritt S9
fort.
-
In
Schritt S9 wird ein Auslassventil-VVL-Steuersignal (ein Steuerstrom
oder ein Auslassventil-Abschaltsignal, erzeugt von der Auslassventil-Abschaltschaltung
einer ECU 22) ausgegeben an den Elektromagneten bzw. das
Solenoid eines Richtungssteuerventils 43 einer Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 zum
Entregen des Elektromagneten bzw. Solenoids eines Richtungssteuerventils 43 zum
Aufbauen einer Fluidkommunikation zwischen dem Entladekanal einer
Pumpe 42 und einer Ablassleitung 44, und gleichzeitig
zum Aufbauen einer Fluidkommunikation zwischen einer Ablassleitung 44 und
einer Hydraulikdruckleitung 41. Es existiert keine Hydraulikdruckzufuhr
zu einem Plunger 39. So wird ein Hebelelement 38 außer Eingriff
mit einem Teilkipphebel 35 mittels der Federkraft einer Rückstellfeder 40 gehalten,
so dass ein Teilkipphebel 35 gelöst wird von einem Hauptkipphebel 34 zum
Ermöglichen
des Verlustbewegungs-Betriebsmodus eines Teilkipphebels 35,
und um dadurch die Auslassventilhub-Charakteristik eines Auslassventils 5 zu der
Nullhub-LE0-Charakteristik
zu steuern.
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Wie
oben beschrieben, wurde über
eine Reihe von Schritten S6-S9,
ausgeführt
unmittelbar nach einer Ausführung
des Kraftstoffabschaltmodus von Schritt S5, der Zylinderabschaltbetrieb
abgeschlossen, um die erste Gruppe von Zylindern inaktiv zu halten
und gleichzeitig die zweite Gruppe von Zylindern aktiv zu halten.
-
Gemäß der in 9 dargestellten
Zylinderabschalt-Steuerroutine
wird es bei einem Übergang von
einem normalen' Fahrzeugfahrzustand
(dem Niedermotorlastbetrieb) über
den Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus möglich, eine unerwünscht große Motorbremswirkung,
das heißt, einen
unangenehmen Motorbremsstoß,
wirksam zu unterdrücken
oder zu reduzieren.
-
Bezugnehmend
auf 8A-8C sind
die Druckvolumendiagramme (P-V-Diagramme) dargestellt, welche erhalten
werden durch den Verbrennungsmotor, welcher mit der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels,
dargestellt in 1 und 7, arbeitet.
Wie ersichtlich aus dem P-V-Diagramm von 8A wird
während
des normalen Fahrzeugfahrzustands (bei Niedermotorlastbetrieb) der
gesamte Zyklus von Ereignissen des Motors, welcher mit der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
arbeitet, abgeschlossen in vier Kolbenhüben, welche Einlass, Kompression,
Expansion und Auslass sind. Von diesen vier Hüben, vorgesehen durch den Motor
des Ausführungsbeispiels,
sind die P-V-Charakteristiken entsprechend den Kompressions-, Expansions-
und Auslasshüben ähnlich jenen,
welche vorgesehen sind durch den Verbrennungsmotor, welche die frühere Zylinderabschalt-Steuervorrichtung,
dargestellt in 16A, verwendet. Jedoch ist
die P-V-Charakteristik (siehe 8A)
entsprechend dem Einlasshub, vorgesehen durch den Motor des Ausführungsbeispiels,
erheblich verschieden von jener, welche vorgesehen ist durch den
Motor, welcher mit der früheren
Zylinderabschalt-Steuervorrichtung, dargestellt in 16A, arbeitet. Der Grund hierfür ist, dass bei dem Motor des
Ausführungsbeispiels
bei einem Einlasshub die Drosselöffnung
der elektronisch gesteuerten Drosselklappeneinheit gewöhnlich an
dem vorbestimmten konstanten Wert im wesentlichen entsprechend der
im wesentlichen ungedrosselten Position (der im wesentlichen vollständig geöffneten
Position) gehalten wird und die Einlassventilschließzeit IVC
eines Einlassventils 4 festgelegt oder gesteuert wird auf
einen gegebenen Zeitwert vor der B.D.C.-Position eines Kolbens 01 und
somit die Einlassventil-Öffnungsperiode
(der Arbeitswinkel eines Einlassventils 4) kurz im Vergleich
mit dem Motor wie dargestellt in 16A-16C wird. Anders ausgedrückt, wird die Länge eines
Kolbenhubs S eines Kolbens 01, erhalten während der
Einlassventil-Öffnungsperiode,
das heißt,
ein Einlassventil-Öffnungshub
SI, verhältnismäßig kurz.
Daher ist es möglich, einen
Gasaustauschverlust (entsprechend dem rechten diagonalen Schraffurbereich,
angezeigt durch das Minuszeichen (-) in 8A)
stark zu reduzieren. Daher wird, wenn die in Schritt S2 von 9 beschriebene
erste notwendige Bedingung und die in Schritt S4 von 9 beschriebene
zweite notwendige Bedingung beide erfüllt sind, der Kraftstoffabschaltmodus
eingeleitet durch Schritt S5 von 9. Während des
Kraftstoffabschaltmodus, wie dargestellt in 8B,
wird bei dem Motor des Ausführungsbeispiels
bei einem Einlasshub eine Einlassventilschließzeit IVC festgelegt. oder
gesteuert auf einen gegebenen Zeitwert vor der B.D.C.-Position eines Kolbens 01,
und daher wird der Gasaustauschverlust stark reduziert. Infolge
des stark reduzierten Gasaustauschverlustes ist es während des
Kraftstoffabschaltmodus möglich,
das Motorbremsdrehmoment wirksam zu unterdrücken, wodurch ein unnatürliches
Empfinden, dass der Fahrer einen unangenehmen Motorbremsstoß erfährt, vermieden
wird. Nachdem der Kraftstoffabschaltmodus durchgeführt wurde,
wird in Übereinstimmung
mit einer Reihe von Schritten S6-S9 von 9 der
Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus
ausgeführt.
In derselben Weise wie das in 16C dargestellte
erste P-V-Diagramm (a) werden, wie ersichtlich aus der in 8C dargestellten P-V-Charakteristik, Einlassventile 4,
welche enthalten sind in der ersten Gruppe von Zylindern, welche
einer Zylinderabschaltsteuerung unterliegen, verschoben zu ihren
Ventilabschaltzuständen
vor einem Verschieben von Auslassventilen 5, welche enthalten
sind in der ersten Gruppe von Zylindern, zu ihren Ventilabschaltzuständen. Bei
der in 8C dargestellten P-V-Kennlinie,
anders ausgedrückt,
während
des Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus, wird Frischluft begrenzt
in dem inaktiven Zylinder, und lediglich zwei Kolbenhübe, das
heißt,
ein Kompressionshub von BDC zu TDC und ein Expansionshub von TDC
zu BDC, werden wiederholt ausgeführt. So
existiert ein geringerer Gasaustauschverlust während des Einlassventilvoreil-Zylinderabschaltmodus, wodurch
eine geringere Motorbremswirkung erzeugt wird. Generell existiert
während
eines Übergangs von
einem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus eine
erhöhte
Tendenz eines Auftretens eines Motorbremsstoßes infolge einer schnellen Änderung
(das heißt,
eines schnellen Abfalls) eines Motorbremsdrehmoments. Gemäß der Zylinderabschaltsteuerung
des Ausführungsbeispiels
wurde das Motorbremsdrehmoment bereits richtig vorübergehend
reduziert auf einen mittleren Motorbremsdrehmomentwert während des
Kraftstoffabschaltmodus. Daher ist es möglich, eine schnelle Änderung (das
heißt,
einen schnellen Abfall) eines Motorbremsdrehmoments während des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus wirksam
zu unterdrücken.
-
Ferner
wird eine Umschaltung der Nullhub-LE0-Charakteristik jedes Auslassventils 5, 5 eingeleitet
in Abhängigkeit
davon, ob der tatsächliche Einlassventilhub
LI kleiner ist als ein vorbestimmter Hubschwellenwert LS. Das heißt, lediglich
wenn die durch LI<LS
definierte Bedingung erfüllt
ist, tritt ein Umschalten der Nullhub-LE0-Charakteristik jedes Auslassventils 5 auf.
Das heißt,
ein Umschalten der Nullhub-LE0-Charakteristik
jedes Auslassventils 5 wird eingeleitet unmittelbar dann,
wenn der Einlassventilhubbetrag den Nullhub LI0 erreicht hat oder eine
Verringerung zu dem Nullhub LI0 erfolgt ist nach einer Einleitung
einer Verringerung des Einlassventilhubbetrags mittels der Einlassventil-VEL-Vorrichtung 1.
Dies verhindert oder unterdrückt
wirksam eine Differenz der einzelnen Zylinderdruckwerte jedes Zylinders
während
des Übergangs
zu dem Zylinderabschaltmodus, wodurch stabile Zylinderdrücke in der ersten
Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung unterliegen,
während
des Übergangs
vom Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus und nach
einem Abschließen
des Zylinderabschaltbetriebs ermöglicht
werden.
-
Außerdem ist
eine in der Zylinderabschalt-Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels eingebaute
Auslassventil-VVL-Vorrichtung 3 gestaltet
zum variablen Steuern oder Einstellen der Auslassventilhub-Charakteristik
in einer stufenartigen Weise. Konkret wird mittels einer EIN-AUS-Steuerung
für den
Elektromagneten bzw. das Solenoid eines Richtungssteuerventils 43 ein
Umschalten zwischen der Nullhub-LE0-Charakteristik und der Maximalhub-LEmax-Charakteristik
für jedes
Auslassventil 5 erreicht. So ist es möglich, die Auslassventilhub-Charakteristik schnell
augenblicklich zu steuern oder einzustellen zu der Nullhub-LE0-Charakteristik unmittelbar
nachdem der Einlassventilhubbetrag den Nullhub LE0 erreicht hat
oder eine Reduzierung zu dem Nullhub LI0 erfolgt ist. Dies verhindert
wirksam ein Strömen
von Luft aus einer Verbrennungskammer 06 zu einem Auslasskanal 03,
wodurch eine Verschlechterung einer Auslassemissions-Steuerung infolge eines
unerwünscht
luftgekühlten
Katalysators, welcher im Auslasskanal angeordnet ist, vermieden wird.
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Ferner
kann gemäß der Zylinderabschaltsteuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
der Einlaßventilhubbetrag
eines Einlaßventils 4,
dessen Abschaltbetätigung
bei hohen Drehzahlen vor einer Abschaltbetätigung eines Auslaßventils 5 während eines Übergangs
von einem Kraftstoffabschaltmodus zu einem Zylinderabschaltmodus
ausgeführt
wird, auf Basis des Sensorsignals von dem Steuerwellenwinkelpositionssensor 28,
welcher die Winkelposition (die Winkelphase) der Steuerwelle 17 anzeigt,
bestimmt bzw. geschätzt
werden. Es kann ein einfacher, populärer, hochgenauer Winkelpositionssensor
verwendet werden, um den tatsächlichen
Einlaßventilhubbetrag
zu erfassen bzw. schätzen.
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Ferner
wird gemäß der Zylinderabschaltsteuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
gleichzeitig mit dem Einstellen der Einlaßventilhub- und Hubperiodencharakteristik
eines Einlaßventils 4 auf die
Charakteristik eines Nullhubs und einer Hubperiode LI0 mittels einer
Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 während des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus die
Einlaßventilöffnungszeit
IVO eines Einlaßventils 4 mittels einer
Einlaßventil-VTC-Vorrichtung 2 bei
einem gegebenen Zeitwert nahe bei der T.D.C.-Position des Kolbens 01 gehalten.
Dies verhindert, daß die
Phase Einlaßventilöffnungszeit
IVO bezüglich
der T.D.C.-Position des Kolbens 01 übermäßig voreilt oder nachläuft. Daher
ist es möglich,
einen erhöhten Widerstand
gegen die Abwärtsbewegung
des Kolbens 01 zu verhindern, wobei der erhöhte Widerstand
davon aufgrund eines negativen Drucks (eines Unterdrucks unterhalb
eines Niveaus des atmosphärischen
Drucks) erzeugt werden kann, welcher sich in dem inaktiven Zylinder,
welcher einer Zylinderabschaltsteuerung unterliegt, aufgrund des
Abwärtshubs
des Kolbens 01 während
der frühen
Stufen des Einlaßhubs
entwickelt, wobei dies in dem Fall erfolgt, daß die Phase der Einlaßventilöffnungszeit
IVO bezüglich
des TDC's übermäßig nachläuft, wodurch verhindert
wird, daß ein
Pumpenverlust erhöht
wird und infolgedessen eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit
(verminderte Kraftstoffverbrauchsgeschwindigkeit) gewährleistet
wird. Zusätzlich
zu dem oben Erwähnten
ist es möglich,
wirksam zu unterdrücken
bzw. zu verhindern, daß Abgase
aufgrund des Abwärtshubs
des Kolbens 01 während
der frühen Stufen
des Einlaßhubs
in den inaktiven Zylinder, welcher einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegt, gesaugt werden, wobei dies in dem Fall erfolgt, daß die Phase
der Einlaßventilöffnungszeit
IVO bezüglich des
TDC's übermäßig voreilt,
wodurch eine Verschlechterung der Verbrennung vermieden wird und verhindert
wird, daß Verunreinigungen,
welche in Abgasen enthalten sind, in den inaktiven Zylinder, welcher
einer Zylinderabschaltsteuerung unterliegt, während des Übergangs zu dem Zylinderabschaltmodus
eindringen.
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In
den 10A-10C sind
die P-V-Diagramme dargestellt, welche durch den Motor erhalten werden,
welcher die erste abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
verwendet, wobei Auslaßventile 5,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, enthalten sind, vorzugsweise in deren Ventilabschaltzustände versetzt
werden, nachdem der Kraftstoffabschaltmodus gemäß Darstellung in 8B eingeleitet wurde und danach der Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 unter
den Schwellenwert LS vermindert wurde. Gemäß der ersten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung,
welche in den 10A-10C dargestellt
ist, wird nämlich,
sobald der Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 mittels
einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 den
Schwellenwert LS erreicht und unter diesen abfällt, der Auslaßventilhubbetrag eines
Auslaßventils 5 mittels
einer Auslaßventil-VVL-Vorrichtung 3 in
Reaktion auf einen Übergang von
dem Zustand, welcher durch die Ungleichung LI ≥ LS definiert ist, zu dem Zustand,
welcher durch die Ungleichung LI < LS
definiert ist, schnell momentan zu einem Nullhub LE0 gesteuert bzw.
darauf eingestellt. In diesem Fall kann, wie aus einem Vergleich zwischen
den P-V-Diagrammen
der 8B und 10A zu
ersehen ist, während
eines Ansaughubs die Einlaßventilöffnungsperiode
(der Arbeitswinkel eines Einlaßventils 4),
anders ausgedrückt,
die Länge
des Kolbenhubs S, welche während
der Einlaßventilöffnungsperiode
erreicht wird, weiter verkürzt werden.
Aufgrund der weiter verminderten Einlaßventilöffnungsperiode besteht die
Tendenz, daß der Zylinderinnendruck,
welcher erzeugt wird, wenn der Kolben 01 die B.D.C.-Position
bei einem Einlaßhub erreicht,
weiter abgesenkt wird. Nach einem Einlaßhub erfolgen Kompressions- und Expansionshübe. Diese
Kompressions- und Expansionshübe
sind in dem zweiten Zyklus von Ereignissen nach der Kraftstoffabschaltung
und danach enthalten, und somit wird keine Verbrennungsarbeit durch
Verbrennungsgase erzeugt. Die Kompressionshubkennlinie wird in Vergleich
mit der Expansionshubkennlinie durch einen Reibungsverlust relativ
geringfügig
abgesenkt. Nachdem der Kolben 01 die B.D.C.-Position bei Expansionshub
erreichte, erfolgt ein Auslaßhub.
Zu dieser Zeit wurde der Auslaßventilhubbetrag
eines Auslaßventils 5 bereits
zu dem Nullhub LE0 gesteuert, und somit erreicht der Zylinderinnendruck
einen Spitzendruckwert bei der T.D.C.-Position des Auslaßhubs, dargestellt
durch den griechischen Buchstaben α (Alpha). In dem P-V-Diagramm,
welches in 10A dargestellt ist, stellt
der rechte diagonale schattierte Bereich, welcher zwischen der Auslaßhubkennlinie
und der Einlaßhubkennlinie
definiert ist, einen Gasaustauschverlust dar. Der Gasaustauschverlust,
welcher durch den rechten diagonalen schattierten Bereich von 10A dargestellt wird, weist fast das gleiche Niveau
auf wie der Gasaustauschverlust, welcher im wesentlichen dem rechten
diagonalen schattierten Bereich entspricht, welcher durch das Minuszeichen
(-) in 8B gekennzeichnet ist, welcher
erzeugt wird, bevor Auslaßventile 5,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, enthalten sind, in deren Ventilabschaltzustände versetzt
werden. Genauer weist der Gasaustauschverlust, welcher durch den
rechten diagonalen schattierten Bereich von 10A dargestellt
wird, fast das gleiche Niveau auf wie der Gasaustauschverlust, welcher
erzeugt wird, unmittelbar bevor die Auslaßventile 5, welche
in der ersten Gruppe von Zylindern enthalten sind, sofort in deren
Ventilabschaltzustände
versetzt werden, wenn der tatsächliche
Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 den
Schwellenwert LS erreicht und unter diesen abfällt. Somit ist es möglich, einen
unangenehmen Motorbremsruck, welcher während des Übergangs zu dem Auslaßventilabschaltzustand
auftreten kann, wirksam zu unterdrücken. Wie durch einen Übergang
von dem P-V-Diagramm, welches in 10A dargestellt
ist, zu dem P-V-Diagramm, welches in 10B dargestellt
ist, zu ersehen, vermindert sich, wenn sich der tatsächliche
Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 mittels
einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 von
dem Schwellenwert LS ausgehend weiter vermindert, die Länge des
Kolbenhubs S, welche während
der Einlaßventilöffnungsperiode
erreicht wird, das bedeutet, daß sich
der Einlaßventilöffnungshub
SI weiter vermindert, und somit fällt der Spitzendruckwert α bei der
T.D.C.-Position des Auslaßhubs
gleichfalls ab. Wie durch einen Übergang
von dem P-V-Diagramm, welches in 10B dargestellt
ist, zu dem P-V-Diagramm, welches in 10C dargestellt
ist, zu ersehen, wird danach, wenn der tatsächliche Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 zuletzt
den Nullhub LI0 erreicht, die Länge
des Kolbenhubs S, welche während
der Einlaßventilöffnungsperiode
erreicht wird, gleichfalls null, und somit werden nach dem Umschalten
in den Auslaßventilabschaltzustand
die Einlaßventile 4,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, enthalten sind, in deren Einlaßventilabschaltzustände versetzt (siehe 10C).
-
Wie
oben erörtert,
wird die Einlaßventilschließzeit IVC
selbst während
des zweiten Zyklus von Ereignissen nach der Kraftstoffabschaltung
und danach auf einen gegebenen Zeitwert vor der B.D.C.-Position
geschaltet bzw. eingestellt, wobei die Zylinderabschaltsteuervorrichtung
des Ausführungsbeispiels
die überlegene
Wirkung erbringen kann, daß eine
schnelle Änderung
der Motorbremsung bzw. ein unerwünschter
Motorbremsruck während des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus unterdrückt bzw.
vermindert werden kann. Ferner kann gemäß der ersten abgewandelten
Zylinderabschaltsteuervorrichtung, welche in den 10A-10C dargestellt ist, anstatt des sogenannten Auslaßventilvoreil-Zylinderabschaltmodus,
wobei Auslaßventile 5,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, enthalten sind, in deren Ventilabschaltzustände versetzt
werden, bevor die Einlaßventile 4,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern enthalten sind, in deren
Ventilabschaltzustände
versetzt werden, das P-V-Diagramm von 10C,
welches während
des Zylinderabschaltmodus erzeugt wird, auf die erste P-V-Charakteristik (a), welche
in 16C dargestellt ist, festgelegt
werden. Infolgedessen ist es, nachdem die Zylinderabschaltbetätigung vollendet
wurde und die erste Gruppe von Zylindern inaktiv gehalten wurde
und die zweite Gruppe von Zylindern aktiv gehalten wurde, möglich, eine
Differenz der individuellen Zylinderinnendruckwerte jedes Zylinders
wirksam zu unterdrücken
bzw. zu vermindern, wodurch die Erzeugung unerwünschter Geräusche und Schwingungen unterdrückt wird.
-
In 11 sind nunmehr die veränderlichen Ventilhub- und Zeitcharakteristiken
dargestellt, welche durch die zweite abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
erhalten werden. Wie aus der linken Hälfte von 11 zu ersehen, verwendet die zweite abgewandelte
Zylinderabschaltsteuervorrichtung auf der Auslaßventilseite eine Kombination
einer kontinuierlich veränderlichen
Auslaßventilereignis-
und Hubsteuervorrichtung (VEL-Vorrichtung) 1e und
einer veränderlichen
Auslaßventilzeitsteuervorrichtung
(VTC-Vorrichtung) 2e, anstatt die veränderliche Auslaßventilhubvorrichtung
(VVL-Vorrichtung) 3 zu
verwenden. Demgegenüber
verwendet die zweite abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
auf der Einlaßventilseite
in der gleichen Weise wie die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
(siehe die rechte Hälfte
von 7) eine Kombination einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 und
einer Einlaßventil-VTC-Vorrichtung 2 (siehe
die rechte Hälfte
von 11). Die Auslaßventil-VEL-Vorrichtung 1e und die
Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 weisen
die gleiche mechanische Struktur auf. Die Auslaßventil-VTC-Vorrichtung 2e und
die Einlaßventil-VTC-Vorrichtung 2 weisen
die gleiche mechanische Struktur auf.
-
Genauer
umfaßt
der Prozessor der ECU 22, welche in der zweiten abgewandelten
Zylinderabschaltsteuervorrichtung eingebaut ist, eine Zylinderabschaltschaltung
und eine Kraftstoffabschaltschaltung. Wenn der gegenwärtige Betriebszustand
des Motors/Fahrzeugs mit der vorbestimmten Zylinderabschaltbedingung übereinstimmt,
gibt die Zylinderabschaltschaltung der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung
ein Einlaßventil-VEL-Steuersignal zu dem
Motor der Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 aus
und gibt ferner ein Auslaßventil-VEL-Steuersignal
zu dem Motor der Auslaßventil-VEL-Vorrichtung 1e aus,
so daß der
Auslaßventilhubbetrag
LE eines Auslaßventils 5 (genauer, die
Auslaßventilhub-
und Hubperiodencharakteristik) in Reaktion auf eine bzw. in Synchronizität mit bzw. gemäß bzw. im
wesentlichen im Verhältnis
zu einer Verminderung des Einlaßventilhubbetrags
LI eines Einlaßventils 4 (genauer,
der Einlaßventilhub-
und Hubperiodencharakteristik) vermindert wird. In einer ähnlichen
Weise wie bei der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels, welches in
den 1, 7, 8A-8C und 9 dargestellt
ist, wird bei der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung,
welche in 11 dargestellt ist, während eines Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus gleichzeitig
mit den Ausgaben des Einlaßventil-VEL-Steuersignals und des
Auslaßventil-VEL-Steuersignals
ein Einlaßventil-VTC-Steuersignal
(ein Phasensteuersignal) zu der Einlaßventil-VTC-Vorrichtung 2 ausgegeben,
um die Einlaßventilöffnungszeit
IVO bei einem gegebenen Zeitwert nahe bei der T.D.C.-Position des
Kolbens 01 festzuhalten bzw. zu halten (siehe den Zeitwert,
welcher im wesentlichen einem Kurbelwinkel von 360° entspricht,
welcher dem TDC bei dem Beginn des Einlaßhubs entspricht, in dem rechten Einlaßventilhub-
und Zeitcharakteristikdiagramm von 11). Wie
aus den rechten Einlaßventilhubkennlinien
(genauer, einer Vielzahl von Einlaßventilhub- und Hubperiodenkennlinien),
welche in 11 dargestellt sind, zu ersehen
ist, wird bei der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung,
welche in 11 dargestellt ist, in einer ähnlichen
Weise wie bei der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels, welches in
den 1, 7, 8A-8C und 9 dargestellt
ist, die Einlaßventilschließzeit IVC
derart festgelegt, daß deren
Phase schrittweise voreilt, wenn der maximale Ventilhubbetrag eines
Einlaßventils 4 schrittweise
abnimmt, wobei dies mittels der Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 erfolgt.
Zur gleichen Zeit wird ein Auslaßventil-VTC-Steuersignal (ein Phasensteuersignal)
zu der Auslaßventil-VTC-Vorrichtung 2e ausgegeben,
um die Auslaßventilschließzeit EVC
bei einem gegebenen Zeitwert in der Nähe der T.D.C.-Position des
Kolbens 01 festzuhalten bzw. zu halten (siehe den Zeitwert,
welcher im wesentlichen einem Kurbelwinkel von 360° entspricht,
welcher dem TDC bei dem Ende des Einlaßhubs entspricht, in dem linken
Auslaßventilhub-
und Zeitcharakteristikdiagramm von 11).
Wie aus den linken Auslaßventilhubkennlinien
(genauer, einer Vielzahl von Auslaßventilhub- und Hubperiodenkennlinien), welche
in 11 dargestellt sind, zu ersehen ist, wird bei
der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung, welche
in 11 dargestellt ist, anders als bei der Vorrichtung
des Ausführungsbeispiels,
welches in den 1, 7, 8A-8C und 9 dargestellt
ist, die Auslaßventilöffnungszeit
EVO derart festgelegt, daß deren
Phase schrittweise nachläuft,
wenn der maximale Ventilhubbetrag eines Auslaßventils 5 schrittweise
abnimmt, wobei dies mittels der Auslaßventil-VEL-Vorrichtung 1e erfolgt.
-
Die
Kraftstoffabschaltschaltung der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung leitet
einen Kraftstoffabschaltmodus ein, wobei die Kraftstoffversorgung
von Kraftstoffeinspritzdüsen 08 zu
der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Abschaltsteuerung
unterliegen, beendet wird, bevor die Einleitung des Zylinderabschaltmodus
(Zylinderabschaltbetätigung)
erfolgt, wobei lediglich die erste Gruppe von Zylindern angehalten
bzw. abgeschaltet wird.
-
Wie
oben erörtert,
können
gemäß der zweiten
abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung, wenn der gegenwärtige Betriebszustand
des Motors/Fahrzeugs mit der vorbestimmten Zylinderabschaltbedingung übereinstimmt,
wie etwa ein Zustand niedriger Motorlast (das bedeutet, ein Fahrzeugreisezustand
bzw. ein Fahrzeugrollzustand), und somit die Zylinderabschaltsteuerung
eingeleitet wird, wie aus dem rechten Einlaßventilhub- und Zeitcharakteristikdiagramm
von 11 zu ersehen, welches im wesentlichen
symmetrisch bezüglich
des Zeitwerts ist, welcher einem Kurbelwinkel von 360° entspricht,
welcher dem TDC bei dem Beginn des Einlaßhubs (bei dem Ende des Auslaßhubs) entspricht, die
Auslaßventilhub- und Hubperiodencharakteristik und
die Einlaßventilhub-
und Hubperiodencharakteristik mittels der Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 (genauer, der
Einlaßventil-VEL-
und VTC-Vorrichtungen 1 und 2)
und der Auslaßventil-VEL-Vorrichtung 1e (genauer,
der Auslaßventil-VEL-
und VTC-Vorrichtungen 1e und 2e) während der
Zylinderabschaltsteuerung gleichzeitig kontinuierlich vermindert
werden. Ein gleichzeitiges kontinuierliches Vermindern der Auslaßventilhub-
und Hubperiodencharakteristik und der Einlaßventilhub- und Hubperiodencharakteristik
bedeutet eine gleitende, kontinuierliche Verminderung des Gasaustauschverlusts
(Pumpverlusts) des Verbrennungsmotors. Dies vermindert bzw.
-
unterdrückt einen
unterwünschten
Motorbremsruck während
der Zylinderabschaltsteuerung.
-
In
den 12A-12C sind
nunmehr die Druck-Volumen-Diagramme
(die P-V-Diagramme, welche durch den Verbrennungsmotor erhalten
werden, welcher die zweite abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
(die Einlaßventil-VEL-
und VTC-Vorrichtungen 1, 2 und die Auslaßventil-VEL- und
VTC-Vorrichtungen 1e, 2e) verwendet. Wie aus dem
P-V-Diagramm von 12A zu ersehen, ist während des
Kraftstoffabschaltmodus ein Einlaßventilöffnungshub SI von der T.D.C.-Position
des Kolbens 01 zu der Einlaßventilschließzeit IVC
eines Einlaßventils 4 im
wesentlichen identisch mit einem Auslaßventilöffnungshub SE von der Auslaßventilöffnungszeit
EVO eines Auslaßventils 5 zu
der T.D.C.-Position ist. Somit liegt eine geringere Erzeugung eines
Gasaustauschverlusts vor. Danach vermindert sich, wenn sich der
tatsächliche
Einlaßventilhubbetrag
LI eines Einlaßventils 4 mittels
der Einlaßventil-VEL-Vorrichtung
weiter vermindert, wie durch einen Übergang von dem P-V-Diagramm,
welches in 12A dargestellt ist, über das
P-V-Diagramm, welches in 12B dargestellt
ist, zu dem P-V-Diagramm, welches in 12C dargestellt
ist, zu ersehen, der Auslaßventilöffnungshub
SE gleichzeitig mit einer Verminderung des Einlaßventilöffnungshubs SI weiter, während der
Auslaßventilöffnungshub
SE auf einem Wert gehalten wird, welcher im wesentlichen identisch
mit dem Einlaßventilöffnungshub
SI ist, und danach ist die Zylinderabschaltbetätigung zuletzt vollendet. Dies
verwirklicht einen gleitenden Übergang
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus, während der
Gasaustauschverlust wirksam unterdrückt wird. Daher ist es gemäß der zweiten
abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung von 11 möglich,
ein unnatürliches Gefühl im Hinblick
darauf, daß der
Fahrer einen unangenehmen Motorbremsruck erlebt, welcher während der
Zylinderabschaltsteuerung auftreten kann, wirksam zu unterdrücken bzw.
zu verhindern. Dies ist aufgrund der Tatsache der Fall, daß gemäß der zweiten
abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung ein geringerer Gasaustauschverlust
während der
Zylinderabschaltsteuerung erzeugt wird und ferner der Gasaustauschverlust,
welcher während
eines Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus erzeugt
werden kann, zu einer kontinuierlichen gleitenden Verminderung neigt.
-
Ferner
wird gemäß der zweiten
abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung von 11 gleichzeitig mit dem Einstellen der Auslaßventilhub- und
Hubperiodencharakteristik eines Auslaßventils 5 mittels
der Auslaßventil-VEL-Vorrichtung 1e auf
die Charakteristik von Nullhub und Hubperiode LE0 während des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus die
Auslaßventilschließzeit EVC
eines Auslaßventils 5 mittels
der Auslaßventil-VTC-Vorrichtung 2e bei
einem gegebenen Zeitwert nahe bei der T.D.C.-Position des Kolbens 01 gehalten.
Dies verhindert, daß die
Phase der Auslaßventilschließzeit EVC
bezüglich
der T.D.C.-Position des Kolbens 01 übermäßig nachläuft. Daher ist es in dem Fall,
daß die
Phase der Auslaßventilschließzeit EVC
bezüglich
des TDC's übermäßig voreilt,
möglich,
zu verhindern, daß Verbrennungsgas
während
der letzten Stufen des Auslaßhubs
in dem inaktiven Zylinder eingeschlossen wird, wodurch erhöhter Kühlungsverlust
und erhöhter Pumpverlust
verhindert werden und infolgedessen eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit
(verminderte Kraftstoffverbrauchsgeschwindigkeit) gewährleistet
wird.
-
Zusätzlich zu
dem oben Erwähnten
ist es in dem Fall, daß die
Phase der Auslaßventilschließzeit EVC
bezüglich
des TDC's übermäßig nachläuft, möglich, wirksam
zu unterdrücken
bzw. zu verhindern, daß Abgase
während
der letzten Stufen des Auslaßhubs
in den inaktiven Zylinder gesaugt werden, wodurch verhindert bzw.
unterdrückt
wird, daß Verunreinigungen,
welche in Abgasen enthalten sind, während des Übergangs zu dem Zylinderabschaltmodus
in den inaktiven Zylinder eindringen.
-
In 13 ist nunmehr die Zylinderabschaltsteuerroutine
dargestellt, welche in der ECU 22 ausgeführt wird,
welche in der dritten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung
aufgenommen ist. Die Schritte S11 – S19 der Steuerroutine, welche
in 13 dargestellt ist, sind mit den Schritten S1 – S9 der
Steuerroutine von 9 identisch. Die dritte abgewandelte
Zylinderabschaltsteuervorrichtung von 13 ist
gegenüber
der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels,
welches in den 1, 7, 8A-8C und 9 dargestellt
ist, bzw. der zweiten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung
der 11 und 12A-12C im Hinblick darauf geringfügig abgewandelt, daß bei der dritten
abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung von 13 ferner die Schritte S20 – S22 hinzugefügt sind.
Das bedeutet, daß bei
der dritten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung gleichzeitig
mit einem ersten Verzweigungsfluß, welcher einen Kraftstoffabschaltmodus
(siehe Schritt S15 von 13)
und einen Zylinderabschaltmodus bzw. eine Zylinderabschaltbetätigung (siehe
die Schritte S16 – S19
in 13) für
die erste Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, umfaßt,
ein zweiter Verzweigungsfluß,
welcher einen Antriebsdrehmomentausgleichs-Betriebsmodus (siehe die Motordrehmomentsausgleichsschritte
S20 – S21,
welche parallel zu einer Folge von Schritten S15 – S19 ausgeführt werden)
umfaßt,
für die
zweite Gruppe von Zylindern (Arbeitszylinder), welche keiner Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, ausgeführt.
Durch den zweiten Verzweigungsfluß (Schritte S20 – S21),
welcher während
einer Zeitperiode von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus
als Motordrehmomentausgleichsschaltung dient, wird ein Einlaßventilhubbetrag
jedes der Einlaßventile 4, welche
in der zweiten Gruppe (Arbeitszylinder) enthalten ist, geeignet
gesteuert, um unerwünschte Änderungen
der Motorbremsung während
der Zylinderabschaltsteuerung auszugleichen. Ferner ist ein Bremsdrehmomentausgleichsschritt
S22 vorgesehen (welcher als Bremsdrehmomentausgleichsschaltung dient),
um einen unerwünscht
großen
Abfall des Motorbremsdrehmoments während der Zylinderabschaltsteuerung
mittels einer Zwangsbremsdrehmomentanwendung (Anwendung eines negativen Zwangsdrehmoments)
auszugleichen. Als veränderliche
Einlaßventilhubvorrichtung
verwendet die dritte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung von 13 die zuvor beschriebene VEL-Vorrichtung 1 (siehe 2).
Als veränderliche
Auslaßventilhubvorrichtung
verwendet die dritte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
von 13 die zuvor beschriebene VVL-Vorrichtung 3 (siehe 3).
Anstatt die VVL-Vorrichtung 3 zu verwenden, kann die VEL-Vorrichtung 1 als
veränderliche
Auslaßventilhubvorrichtung
der dritten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung verwendet
werden. Die Steuerroutine von 13 wird
ferner in Form zeitgetriggerter Unterbrechungsroutinen ausgeführt, welche
jeweils in vorbestimmten Zeitintervallen, wie etwa 10 Millisekunden,
getriggert werden. Wie oben erörtert,
sind die Schritte S11 – S19
von 13 mit den Schritten S1 – S9 von 9 identisch,
und somit werden die Schritte S20 – S22 nachfolgend unter Verweis
auf die beigefügte
Zeichnung genau beschrieben, während
eine genaue Beschreibung der Schritte S11 – S19 weggelassen wird, da
die obige Beschreibung davon selbsterklärend erscheint.
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Wenn
die Antwort auf Schritt S14 bestätigend
ist (JA), wird die Routine in (i) den ersten Verzweigungsfluß (welcher
den Kraftstoffabschaltmodus (Schritt S15) und die Zylinderabschaltbetätigung (Schritte
S16 – S19)
für die
erste Gruppe von Zylindern umfaßt)
und (ii) den zweiten Verzweigungsfluß (welcher den Antriebsdrehmomentausgleichsbetriebsmodus
(Schritte S20 – S21)
umfaßt)
verzweigt.
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Bei
Schritt S20 wird mittels einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 eine Einlaßventilhuberhöhungssteuerung
ausgeführt,
um den Ventilhubbetrag jedes der Einlaßventile 4, welche
in der zweiten Gruppe von Zylindern (Arbeitszylinder), welche keiner
Zylinderabschaltsteuerung unterliegen, enthalten sind, momentan
zu erhöhen.
Wenn die Kraftstoffabschaltbetätigung
bei Schritt S15 an jedem der ersten Gruppe von Zylindern vorgenommen
wird, erfolgt nämlich
ein bedeutender Anstieg des Motorbremsdrehmoments entsprechend dem
Gasaustauschverlust. Um den bedeutenden Anstieg des Motorbremsdrehmoments
absenkend auszugleichen bzw. wirksam zu unterdrücken, wird in Reaktion auf
die bzw. gleichzeitig mit der Einleitung des Kraftstoffabschaltmodus
von Schritt S15 bei Schritt S20 der Hubbetrag (das bedeutet, der
Einlaßventilöffnungshub
SI) jedes der Einlaßventile 4,
welche in der zweiten Gruppe von Zylindern (Arbeitszylinder) enthalten
sind, momentan erhöht.
Durch die momentane Einlaßventilhuberhöhungssteuerung
(Schritt S20), welche an jedem der zweiten Gruppe von Zylindern
(Arbeitszylinder) erfolgt und beinahe gleichzeitig mit der Einleitung
des Kraftstoffabschaltmodus (S15) eingeleitet wird, wird die Verbrennungsleistung,
anders ausgedrückt,
ein Motorabtriebsdrehmoment, momentan erhöht, und dadurch kann der bedeutende
Anstieg des Motorbremsdrehmoments, welcher aufgrund der Kraftstoffabschaltung
erzeugt wird, welche an jedem der ersten Gruppe von Zylindern erfolgt,
absenkend ausgeglichen werden. Aufgrund eines geeigneten Anstiegs
des Verbrennungsdrehmoments, welches durch die zweite Gruppe von
Zylindern (Arbeitszylinder) erzeugt wird, ist es möglich, den
Motorbremsruck wirksamer zu unterdrücken.
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Nach
der Ausführung
der Einlaßventilhuberhöhungssteuerung
von Schritt S20 erfolgt Schritt S21.
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Bei
Schritt S21 erfolgt eine Einlaßventilhubverminderungssteuerung
an jedem der Einlaßventile 4,
welche in der zweiten Gruppe von Zylindern (Arbeitszylinder) enthalten
sind. Die Einlaßventilhubverminderungssteuerung
ist wirksam bzw. vorteilhaft zum Verhindern eines schnellen Abfalls
der Motorbremswirkung (anders ausgedrückt, eines schnellen Anstiegs
des Motordrehmoments), welcher erfolgen kann, wenn die erste Gruppe
von Zylindern angehalten bzw. abgeschaltet wird. Aus den oben erörterten Gründen wird
vor der Vollendung der Zylinderabschaltbetätigung (Schritte S16 – S19),
welcher nach dem Kraftstoffabschaltmodus (S15) ausgeführt wird, die
Einlaßventilhubverminderungssteuerung
(Schritt S21) eingeleitet, um den Ventilhubbetrag jedes der Einlaßventile 4,
welche in der zweiten Gruppe von Zylindern (Arbeitszylinder) enthalten
sind, zu vermindern und somit das Verbrennungsdrehmoment zu vermindern.
Dies unterdrückt
den zuvor erwähnten schnellen
Anstieg des Motordrehmoments bei der letzten Stufe der Zylinderabschaltbetätigung,
so daß das
unnatürliche
Gefühl,
daß der
Fahrer eine schwache Motorbremswirkung (ein unerwünscht niedriges Motorbremsdrehmoment)
erlebt, welche auftritt, wenn die erste Gruppe von Zylindern angehalten bzw.
abgeschaltet wird. Nach den Schritten S21 und S19 geht die Routine über zu Schritt
S22, nämlich dem
Bremsdrehmomentausgleichsschritt.
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Bei
Schritt S22 wird eine Bremsdrehmomenterhöhungssteuerung ausgeführt, um
momentan automatisch einen schnellen Abfall der Motorbremswirkung
(anders ausgedrückt,
eines schnellen Anstiegs des Motordrehmoments) zu vermeiden, welcher
auftreten kann, wenn die erste Gruppe von Zylindern angehalten bzw.
abgeschaltet wird.
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In 14 ist nunmehr das Hybridfahrzeug dargestellt,
auf welches das Grundprinzip der Zylinderabschaltsteuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann. Wie aus der schematischen
Ansicht von 14 zu ersehen, verwendet das
Hybridfahrzeug ein paralleles Hybridsystem, welches sowohl einen
Verbrennungsmotor (50) als auch einen Elektromotor (51)
als Vortriebskraftquelle verwendet. Das Hybridfahrzeug verwendet
ferner eine Batterie (eine elektrische Energiequelle) 52 zur
elektrischen Energieversorgung des Motors 51. Die Abtriebswelle
des Motors 51 ist bezüglich
der Motorkurbelwelle koaxial angeordnet und damit gekoppelt. Im Hinblick
auf den Motor 50 des Hybridfahrzeugs von Fahrzeug 14 wird
auf der Einlaßventilseite
(für Einlaßventile 4, 4)
eine kontinuierlich veränderliche
Einlaßventilereignis-
und Hubsteuerungsvorrichtung (VEL-Vorrichtung) 1 verwendet,
während
auf der Auslaßventilseite
(für Auslaßventile 5, 5)
eine veränderliche
Auslaßventilvorrichtung
(VVL-Vorrichtung) 3 verwendet wird. Die rechte Hälfte von 15 stellt eine Vielzahl von Einlaßventilhub-
und Hubperiodenkennlinien dar, welche durch eine Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 erzeugt
werden, während
die linke Hälfte
von 15 zwei Auslaßventilhubcharakteristiken
darstellt, nämlich
eine Charakteristik eines Nullhubs LE0 und eine Charakteristik eines
maximalen Hubs LEmax, welche durch eine Auslaßventil-VVL-Vorrichtung 3 erzeugt werden.
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Der
Prozessor der ECU 22, welcher in der vierten abgewandelten
Zylinderabschaltsteuervorrichtung eingebaut ist, welche in dem Hybridfahrzeug verwendet
wird, welche in 14 dargestellt ist, umfaßt eine
Einlaßluftmengensteuerschaltung,
eine Kraftstoffabschaltschaltung, eine Einlaßventilabschaltschaltung und
eine Auslaßventilabschaltschaltung.
Die Einlaßluftmengensteuerschaltung
arbeitet in dem Fall der vierten abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung
der 14-15 in
der gleichen Weise wie die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels, welches in
den 1, 7, 8A – 8C und 9 dargestellt
ist, geeignet, um eine erforderliche Einlaßluftmenge zu steuern, welche hauptsächlich über die
Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 in
den Motor eintritt. Die vierte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
der 14-15 ist von
der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
der 1, 7, 8A-8C und 9 im
Hinblick darauf verschieden, daß die
vierte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung der 14-15 in der Lage ist, eine Modusumschaltung
zwischen (i) einem vollständigen
Zylinderbetriebsmodus (einem aktiven Modus sämtlicher Zylinder), wobei sämtliche der
Motorzylinder arbeiten, und (ii) einem Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder (einem inaktiven Modus sämtlicher Zylinder), wobei sämtliche
der Zylinder inaktiv sind, durchzuführen. Somit erzeugt die Einlaßventilabschaltschaltung
ein Einlaßventilabschaltsignal, wobei
in Reaktion auf dieses Signal jedes der Einlaßventile 4, 4 in
einen Ventilabschaltzustand (bzw. einen vollständig geschlossenen Ventilzustand)
versetzt wird, zu der Einlaßluftmengensteuerschaltung,
um den Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder lediglich dann einzuleiten, wenn zwei notwendige Bedingungen
erfüllt
sind, bevor von dem Betriebsmodus sämtlicher Zylinder auf den Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder umgeschaltet wird. Die erste notwendige Bedingung ist ein
niedriger Motorlastzustand, wobei die Motordrehzahl konstant gehalten wird
oder abnimmt. Die zweite notwendige Bedingung ist ein Zustand, wobei
die Einlaßventilschließzeit IVC
jedes der Einlaßventile 4, 4 zu
einem gegebenen Zeitwert vor BDC gesteuert wird. Die Kraftstoffabschaltschaltung
leitet einen Kraftstoffabschaltmodus vor dem Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder ein, welcher durch die Einlaßventilabschaltschaltung eingeleitet
wird. Die Auslaßventilabschaltschaltung vermindert
einen tatsächliche
Auslaßventilhubbetrag jedes
der Auslaßventile 5, 5 mittels
einer Auslaßventil-VVL-Vorrichtung 3 auf
einen Nullhub, abhängig
davon, ob ein tatsächlicher
Einlaßventilhub
LI jedes der Einlaßventile 4, 4 kleiner
als ein vorbestimmter Hubschwellenwert LS ist.
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Ferner
dient bei dem Hybridfahrzeug, welches in 14 dargestellt
ist, der Motor 51 beim Bremsen des Fahrzeugs als regenerative
Bremsvorrichtung, durch welche in einem regenerativen Betriebsmodus
die Geschwindigkeit der Rückgewinnung
kinetischer Energie erhöht
wird, während
zugleich der Ventilhubbetrag LI jedes der Einlaßventile 4, 4 zu
einem Nullhub L10 gesteuert wird und der Ventilhub LE jedes der
Auslaßventile 5, 5 zu
einem Nullhub LE0 gesteuert wird. Die vierte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
der 14-15 arbeitet
folgendermaßen.
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Während eines
Hybridfahrzeugbetriebs, wobei keine Zylinderabschaltsteuerung erfolgt,
werden sowohl der Motor 50 als auch der Motor 51 betrieben, und
es ist möglich,
die Hubperiode (Ventilöffnungsperiode
bzw. Arbeitswinkel) jedes der Einlaßventile 4, 4 mittels
einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 zu
steuern. In einem derartigen Fall ist es möglich, den Motor 50 zu
betreiben, wobei eine Drosselventilöffnung bei einer im wesentlichen
ungedrosselten Position (bzw. einer im wesentlichen vollständigen Öffnungsposition
bzw. einer vollständigen
Drosselöffnungsposition)
gehalten wird bzw. dorthin gesteuert wird. Daher ist es möglich, die
Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors 50 zu verbessern.
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Demgegenüber erfolgt
beim Bremsen des Fahrzeugs bzw. beim Rollen des Fahrzeugs bei einem
Betrieb mit niedriger Motorlast eine Umschaltung von dem Betriebsmodus
sämtlicher
Zylinder auf den Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder, und somit werden sämtliche
der Zylinder durch schrittweises Vermindern der Größe des Motorbremsdrehmoments
gemäß der zuvor
erörterten
verbesserten Zylinderabschaltsteuerroutine gleitend abgeschaltet bzw.
angehalten. Somit ist es möglich,
einen unangenehmen Motorbremsruck wirksam zu unterdrücken. Ferner
kann zu der Zeit, wenn die Zylinderabschaltbetätigung für sämtliche der Zylinder vollendet
wurde, das Motorbremsdrehmoment angemessen vermindert werden, und
dadurch ist es möglich,
das regenerative Bremsdrehmoment, welches durch den Motor 51 erzeugt
wird, zu erhöhen
und somit die Batterie 52 angemessen mit elektrischer Energie,
welche durch den Motor 51 rückgewonnen wird, zu versorgen.
Die rückgewonnene
elektrische Energie kann in der Batterie befriedigend gespeichert
werden.
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Ferner
kann während
des Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder keine frische Luft in die jeweiligen Motorzylinder eintreten,
und dadurch gibt es keinen Fluß frischer
Luft in das Auslaßrohr.
Somit ist es möglich,
zu verhindern, daß der
Katalysator unerwünschterweise
luftgekühlt
wird, wodurch eine Beeinträchtigung
der Abgasemissionssteuerung vermieden wird.
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Wie
allgemein bekannt ist, besteht ein Weg zum Vermindern eines Gasaustauschverlusts
darin, sowohl die Einlaß-
als auch die Auslaßventile 4 und 5 zu
betreiben, wobei das Drosselventil vollständig geöffnet ist. In diesem Fall besteht
jedoch eine erhöhte
Neigung, daß frische
Luft aus einer Verbrennungskammer in einen Auslaßkanal fließt und sodann einen Katalysator
durchfließt,
welcher in einem Auslaßgang
angeordnet ist, so daß der
Katalysator unerwünschterweise
gekühlt
wird und infolgedessen die Abgasemissionssteuerung beeinträchtigt wird.
Demgegenüber
ist es gemäß der vierten
abgewandelten Zylinderabschaltvorrichtung der 14-15 während des Abschaltmodus sämtlicher
Zylinder möglich,
durch Steuern des Ventilhubs jedes der Einlaßventile zu einem Nullhub LI0
mittels einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 zu
verhindern, daß frische
Luft in das Auslaßrohr
fließt
und somit wirksam zu unterdrücken,
daß der
Katalysator unerwünschterweise gekühlt wird
und infolgedessen einen Anstieg der Abgasemissionen zu verhindern.
Anders ausgedrückt, kann
die Begrenzung bzw. Beschränkung
hinsichtlich der Abgasemissionssteuerung vermindert werden, und
dadurch ist es möglich,
die Häufigkeit
der Ausführungen
der Zylinderabschaltsteuerung zu erhöhen, wodurch eine angemessene
rückgewonnene elektrische
Energie gewährleistet
wird.
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Ferner
ist das Hybridfahrzeug, welches die vierte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung
verwendet, im Hinblick auf einen verminderten Kraftstoffverbrauch
des Motors vorteilhaft. Dies ist aufgrund der Tatsache der Fall,
daß eine
Motorunterstützung
der Fahrzeugbeschleunigung durch Betreiben des Elektromotors 51 durch
erzeugte und rückgewonnene
elektrische Energie, welche in der Batterie 52 gespeichert
ist, erfolgen kann, und daher ist es möglich, die Last an dem Motor
zur Fahrzeugbeschleunigung zu vermindern.
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Ferner
kann gemäß dem Hybridfahrzeug, welches
die vierte abgewandelte Zylinderabschaltsteuervorrichtung verwendet,
in dem normalen Fahrzeugfahrtzustand die Einlaßventilschließzeit IVC
jedes der Einlaßventile 4, 4 mittels
einer kontinuierlichen Ventilhubbetragssteuerung, welche durch die Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 zu
einem gegebenen Zeitwert vor der B.D.C.-Position des Kolbens gesteuert
bzw. dort gehalten werden. Dies führt zu einem verminderten Gasaustauschverlust
und einem verminderten Reibungsverlust des Ventilbetätigungssystems,
so daß die
verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit (verminderte Kraftstoffverbrauchsgeschwindigkeit)
des Motors 50 gewährleistet
wird.
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Ferner
wird beim Bremsen des Fahrzeugs gemäß der Abschaltsteuerung sämtlicher
Zylinder der Ventilhub jedes der Einlaßventile mittels einer Einlaßventil-VEL-Vorrichtung 1 zu
einem Nullhub LI0 gesteuert, und der Ventilhub jedes der Auslaßventile 5, 5 wird
mittels einer Auslaßventil-VVL-Vorrichtung 3 zu
einem Nullhub LE0 gesteuert. Daher wird der Ventilhubbetrag jedes
der Einlaß-
und Auslaßventile 4 und 5 in
dem angehaltenen Zustand des Fahrzeugs zu null. Wenn das Hybridfahrzeug
erneut starten muß,
wird der Motor generell mittels eines Motors 51 angelassen.
Beim Anlassen des Motors 50 wird der Ventilhubbetrag jedes
der Einlaß-
und Auslaßventile 4 und 5 weiterhin
auf null gehalten. Dies trägt
zu dem verminderten Reibungsverlust des Ventilbetätigungssystems
während
der Motoranlaßperiode
bei, so daß die
verbesserte Startfähigkeit
des Motors 50 gewährleistet
wird. Es ist nämlich
aufgrund des Nullhubs des Einlaßventils
und des Nullhubs des Auslaßventils während der
frühen
Stufe der Anlaßperiode
des Motors 50 möglich,
die Motorkurbeldrehzahl schnell zu erhöhen. Danach ist es möglich, schnell
eine vollständige
Explosion in jeder individuellen Verbrennungskammer durch Erhöhen des
Ventilhubbetrags jedes der Einlaß- und Auslaßventile 4 und 5 sicher
zu erreichen. Dies verbessert die Fahrzeugbeschleunigungsleistung
während
der Fahrzeuganfahrperiode.
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Wie
aus dem oben Erwähnten
ersichtlich, wird gemäß der Zylinderabschaltsteuervorrichtung des
Ausführungsbeispiels
eine Einlaßluftmenge,
welche in jeden individuellen Zylinder eintritt, durch die Einlaßventilbetätigungssteuervorrichtung
anstatt durch die Drosselöffnungssteuerung,
welche durch die elektronisch gesteuerte Drossel ausgeführt wird, gesteuert.
Während
des Niederlastbetriebs kann die Einlaßluftmenge mittels einer kontinuierlichen
Einlaßventilhubcharakteristiksteuerung
gesteuert werden, welche durch die Einlaßventilbetätigungssteuervorrichtung ausgeführt wird.
Durch vorheriges Festlegen bzw. durch Steuern einer Einlaßventilschließzeit IVC
auf einen gegebenen Zeitwert vor BDC ist es möglich, einen Einlaßventilöffnungshub
SI, welcher während
einer Einlaßventilöffnungsperiode
erreicht wird, zu verkürzen.
Durch Vermindern der Einlaßluftmenge
durch die kontinuierliche Einlaßventilhubcharakteristiksteuerung
ist es möglich,
den Motor zu betreiben, wobei ein Drosselventil in einer im wesentlichen
ungedrosselten Position gehalten wird, so daß ein Gasaustauschverlust bzw.
ein Pumpverlust stark vermindert wird. Selbst während eines Kraftstoffabschaltmodus,
welcher vor einem Zylinderabschaltmodus ausgeführt wird, wird das Drosselventil
in der im wesentlichen ungedrosselten Position gehalten, und die
Einlaßventilschließzeit IVC
wird zu dem gegebenen Zeitwert vor BDC gesteuert, so daß der verminderte
Gasaustauschverlust gewährleistet
wird und die Erzeugung eines unerwünscht großen Motordrehmoments unterdrückt wird.
Nach dem Übergang zu
dem Zylinderabschaltmodus liegt ein geringerer Gasaustauschverlust
vor, was somit zu einer stark verminderten Motorbremswirkung bzw.
einer schwachen Motorbremswirkung führt. Gemäß der Zylinderabschaltsteuerung,
welche durch die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird,
ist es bei dem Übergang
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus möglich, das
Motorbremsdrehmoment gleitend zu vermindern, so daß ein unangenehmer
Motorbremsruck vermieden wird. Für eine
Zeitperiode, in welcher sich der Einlaßventilhubbetrag schrittweise
auf einen Nullhub während
des Übergangs
zu dem Zylinderabschaltmodus vermindert, durchläuft die Einlaßventilschließzeit IVC
im wesentlichen keine 30 Grad des Kurbelwinkels nach BDC, wo ein
erhöhter
Gasaustauschverlust erzeugt wird. Somit besteht in dem Übergangszustand
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus keine
Gefahr, daß ein
unnatürliches
Gefühl
im Hinblick darauf, daß der
Fahrer ein unerwünscht
niedriges Motorbremsdrehmoment erlebt, verursacht wird. Ferner kann
während
des Übergangs
zu dem Zylinderabschaltmodus der Auslaßventilhubbetrag gesteuert
bzw. vermindert werden, abhängig
von einer Änderung
des Einlaßventilhubbetrags,
so daß stabile
Zylinderinnendrücke
in inaktiven Zylindern gewährleistet
werden, nachdem die Zylinderabschaltbetätigung vollendet wurde. Eine Auslaßventilabschaltschaltung
der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels
vermindert den Auslaßventilhubbetrag
durch die Auslaßventilbetätigungssteuervorrichtung
auf den Nullhub, nachdem eine Verminderung des Einlaßventilbetrags
durch die Einlaßventilbetätigungssteuervorrichtung
eingeleitet wurde bzw. der Einlaßventilhubbetrag durch die
Einlaßventilbetätigungssteuervorrichtung
auf den Nullhub vermindert wurde. Dies verhindert bzw. unterdrückt eine
Differenz der individuellen Zylinderinnendruckwerte der jeweiligen
Zylinder während
des Übergangs
zu dem Zylinderabschaltmodus, so daß verhindert wird, daß unerwünschte Schwingungen
und Geräusche
erzeugt werden. Ferner kann der tatsächliche Einlaßventilhubbetrag
indirekt auf Basis eines Sensorsignalwerts von einem Standard-Winkelpositionssensor, welcher
in der Lage ist, eine Winkelposition einer Steuerwelle einer Lagesteuervorrichtung
für eine Vielknotengliedbewegungsübertragungsvorrichtung (bzw.
einen Bewegungsumwandler) zu erfassen, geschätzt werden. Ein derartiger
Winkelpositionssensor weist eine einfache Konstruktion und günstige Kosten
auf und weist eine hohe Erfassungsgenauigkeit auf.
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Ferner
wird gemäß der abgewandelten
Zylinderabschaltsteuervorrichtung der Auslaßventilhubbetrag im wesentlichen
im Verhältnis
zu einer Verminderung des Einlaßventilhubbetrags
vermindert, wenn auf Basis des Motor- und Fahrzeugbetriebszustands der Zylinderabschaltmodus
ausgeführt
wird. Somit ist es während
des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus möglich, den
Gasaustauschverlust des Motors kontinuierlich gleitend zu vermindern,
wodurch ein unangenehmer Motorbremsruck wirksamer unterdrückt bzw.
verhindert wird. Vorzugsweise wird der Auslaßventilhubbetrag während des Übergangs
zu dem Zylinderabschaltmodus entsprechend der Verminderung des Einlaßventilhubbetrags
vermindert, während
ein Einlaßventilöffnungshub
SI, welcher während
einer Ventilöffnungsperiode
des Einlaßventils erreicht
wird, auf einem Wert gehalten wird, welcher im wesentlichen identisch
mit einem Auslaßventilöffnungshub
SE ist, welcher während
einer Ventilöffnungsperiode
des Auslaßventils
erreicht wird. Dies gewährleistet
einen gleitenden Übergang
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus, wobei
der Pumpverlust kontinuierlich angemessen vermindert wird. Gemäß einer
weiteren abgewandelten Zylinderabschaltsteuervorrichtung wird ein
erstes der Einlaß- und Auslaßventile,
welche in der ersten Gruppe von Zylindern, welche einer Zylinderabschaltsteuerung
unterliegen, enthalten sind, vorzugsweise sofort in einen Ventilschließzustand versetzt,
wenn sich der Ventilhubbetrag des zweiten Ventils auf einen vorbestimmten
Wert vermindert, welcher im wesentlichen dem Nullhub entspricht,
wobei die Ventilhubbeträge
der Einlaß-
und Auslaßventile
gleichzeitig zueinander vermindert werden, wenn auf Basis des Motor-
und Fahrzeugbetriebszustands der Zylinderabschaltmodus ausgeführt wird.
Während
der Zylinderabschaltsteuerung kann das erste Ventil nämlich vorzugsweise
in dessen Ventilschließzustand
versetzt werden, welcher im wesentlichen dem Nullhub entspricht,
so daß während des Übergangs
von dem Kraftstoffabschaltmodus zu dem Zylinderabschaltmodus und
nach Vollendung der Zylinderabschaltbetätigung stabile Zylinderinnendrücke in inaktiven
Zylindern gewährleistet
werden und infolgedessen eine Differenz der individuellen Zylinderinnendruckwerte
der jeweiligen Zylinder bei dem Übergang
zu dem Zylinderabschaltmodus verhindert wird. Dies verhindert, daß unerwünschte Schwingungen und
Geräusche
erzeugt werden.
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Der
gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-240 262
(eingereicht am 20. 9. 2004) ist durch Verweis in der vorliegenden
Schrift aufgenommen.
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Obgleich
das Vorangehende eine Beschreibung der verwirklichten bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung ist, ist zu ersehen, daß die Erfindung nicht auf die
speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist,
welche in der vorliegenden Schrift dargestellt und beschrieben werden,
sondern daß verschiedene Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang oder
Prinzip der vorliegenden Erfindung gemäß Definition durch die beigefügten Ansprüche abzuweichen.