DE4312085C2 - Steuerungssystem für einen Motor mit einem mechanischen Lader - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für einen Motor mit einem mecha­ nischen Lader oder Kompressor nach Patentanspruch 1, wobei eine Überlap­ pungszeitspanne zwischen einer Einlaßöffnungszeitspanne und einer Auslaßöff­ nungszeitspanne veränderlich gesteuert wird.

Ein herkömmliches Steuerungssystem für einen Motor mit einem mechanischen Ladegebläse (JP 2-119 641 A) ändert die Überlappungszeitspanne entsprechend den Motorbetriebsbedingungen, wobei die Überlappungszeitspanne umso länger wird, je größer die Last des Motors oder je höher die Motordrehzahl wird.

Zwar hat dieses bekannte Steuerungssystem einige bekannte Vorteile. Es ist mit diesem jedoch nicht möglich, das "Durchblasen" wirksam zu verhindern. Wenn sich bei diesem bekannten Steuersystem nämlich der Kolben vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt, nachdem der Kraftstoff durch einen Einlaßtakt in den Brennraum hinein zugeführt wurde, wird der Kraftstoff ge­ zwungen, während der überlappenden Öffnungszeit des Einlaßventils in den Einlaßkanal zurückzukehren.

Bei einem Motor mit einem Turbolader (DE 29 42 326 A1) ergibt sich ein hoher Abgasdruck. Bei einem Motor mit einem mechanischen Lader ist der Abgasdruck jedoch gering und der Ladedruck kann auch in einem unteren Motordrehzahl­ bereich wirksam erhöht werden. Im Ergebnis kommt es bei einem mechanischen Lader beim Vorsehen einer großen Überlappungszeitspanne sehr leicht zu dem "Blow-by" (Durchblasen), nicht jedoch bei einem Motor mit Turbolader.

Weiterhin kann bei einem Motor mit Turbolader, wenn der Schließzeitpunkt des Einlaßventils sehr früh liegt, das verbleibende verbrannte Gas in der Verbren­ nungskammer nicht vollständig durch die neue Einlaßluft gespült werden, da der Abgasdruck hoch ist. Im Ergebnis würde sich die Temperatur in der Verbren­ nungskammer übermäßig erhöhen, so daß leicht ein Klopfen auftreten würde.

Die JP 3 26 816 A bezieht sich auf das Problem bei einem Hubkolbenmotor mit einem mechanischen Lader ein Klopfen zu verhindern, ohne Ausgangsdrehmo­ ment einzubüßen. Wenn die Motordrehzahl kleiner gleich einem bestimmten Wert ist und die Motorlast größer gleich einem bestimmten Wert ist, wird vorgeschla­ gen, ein "Durchblasen" durch Verlängern des Öffnungsüberlapps von Einlaß- und Auslaßventilen zu erhöhen, um Restgas aus dem Verbrennungsraum zu entfer­ nen, um den Verbrennungsraum zu kühlen und dadurch ein Klopfen zu vermei­ den.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für einen Motor mit einem mechanischem Lader anzugeben, welches das sogenannte Durchblasen wirksam verhindert und dabei ein gutes Motorbetriebsverhalten gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in 3 Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Kombination der Maßnahmen, um das Durchblasen von Kraftstoff wirksam zu verhinderen, besteht darin:

• - im Hochlastbereich eine Überlappungszeitspanne der Einlaßventile und Auslaßventile im Hochdrehzahlbereich gegenüber dem Niederdrehzahl­ bereich zu verlängern,
• - im Hochlastbereich eine vorgegebene optimale Verschlußzeit der Ein­ laßventile im Hochdrehzahlbereich später zu legen als im Niederdrehzahl­ bereich, und
• - in einem Betriebsbereich, welcher weder der Hochlastbereich noch ein Niederlastbereich ist, die Überlappzeitspanne für alle Motordrehzahlen gegenüber dem Niederdrehzahl-Hochlastbereich und Niederdrehzahl-Nie­ derlastbereich zu verlängern.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung ausführlich erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Arbeitsdiagramm, das die Öffnungsperioden von Einlaß- und Auslaßventilen eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Übersichtsdiagramm einer Ausführung der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 ein Arbeitsdiagramm, das die Motorarbeitsbereiche zeigt, in denen die Überlappungsperioden der Einlaß- und Auslaßventile und der Schließeinstellungen des Einlaßventils vorgesehen sind;

Fig. 4 eine schematische Vorderansicht, die einen variablen Ventilein­ stellungsmechanismus zeigt; und

Fig. 5 eine schematische Draufsicht, die einen variablen Ventileinstel­ lungsmechanismus zeigt.

Nach Fig. 2 enthält ein Reihenmotor 1 vier Zylinder 2, zu denen zwei Einlaß- oder Saugkanäle 3 und zwei Auslaß- oder Abgaskanäle 32 offen sind. Die jeweiligen Einlaßkanäle 3 werden durch entsprechende Einlaßventile 37 geöffnet oder geschlossen und die jeweiligen Auslaßkanäle 32 werden durch entspre­ chende Auslaßventile 38 geöffnet oder geschlossen. Die jeweiligen Einlaßkanäle 3 sind als ein stromabwärtiger Abschnitt eines Einlaßdurchlasses 4 vorgesehen. Der Einlaßdurchlaß 4 enthält vier unabhängige Einlaßdurchlässe 5, in deren stromabwärtigen Abschnitten die Einlaßkanäle 3 angeordnet sind, und einen Haupt-Einlaßdurchlaß 6, der in seinem stromabwärtigen Abschnitt einen Sammel­ abschnitt 4a aufweist, an den die vier unabhängigen Einlaßdurchlässe 5 an deren stromaufwärtigen Abschnitten angeschlossen sind. Ein stromaufwärtiger Ab­ schnitt des Haupt-Einlaßdurchlasses 6 ist mit einem Luftfilter oder -reiniger 7 zum Reinigen der Ansaugluft verbunden. Im Haupt-Einlaßdurchlaß 6 sind im stromabwärtigen Abschnitt vom Luftfilter der Reihe nach ein Luftstrommesser 8 zum Detektieren der Ansaugluftmenge, eine Drossel- oder Stellklappe 9 zum Steuern der Öffnung des Haupt-Einlaßdurchlasses 6 oder des Einlaßdurchlasses 4, ein Ladegebläse oder Kompressor 10 zum Komprimieren und folglich Vor­ verdichten oder Aufladen der Ansaugluft und ein Zwischenkühler 12 zum Kühlen der vorverdichteten Ansaugluft angeordnet. Kraftstoffeinspritzungen 22 sind in der Nähe der jeweiligen Einlaßkanäle 3 angeordnet, um den Kraftstoff in die Zylinder 2 hinein einzuspritzen.

Der mechanische Lader ist ein Kompressor 10 vom internen Kompressionstyp, der in einem Gehäuse 11 Außen- und Innenrotoren 14, 15 enthält, die mit entsprechenden Rotorwellen 12, 13 abgestützt sind. Die beiden Rotoren 14, 15 rotieren mittels Zahnrädern 16, 17, die an den jeweiligen Rotorwellen 12, 13 befestigt sind und miteinander in Eingriff stehen, in entgegengesetzten Richtun­ gen. Am Ende der Rotorwelle 12 des einen Rotors 14 ist eine Riemenscheibe 18 befestigt, die durch einen Antriebsriemen 20 an eine Riemenscheibe 19 an­ geschlossen ist, die an einer Kurbelwelle 1a des Motors 1 befestigt ist. Der Motor 1 dreht die Rotoren 14, 15, durch die die Ansaugluft in das Gehäuse 11 hineingesaugt, komprimiert und schließlich aus dem Gehäuse 11 ausgestoßen wird.

Es gibt einen Entlastungsdurchlaß 23, dessen stromabwärtiger Abschnitt an den Sammelabschnitt 4a des Einlaßdurchlasses 4 angeschlossen ist und dessen stromaufwärtiger Abschnitt an einen Abschnitt angeschlossen ist, der zwischen der Drossel­ klappe 9 und dem Kompressor 10 im Haupt-Einlaßdurchlaß 6 angeordnet ist. Als ein Ergebnis wird ein Teil der aus dem Kompressor 10 zum Sammelabschnitt 4a ausgestoßenen Ansaug­ luft durch den Entlastungsdurchlaß 23 zu einem Abschnitt stromaufwärts des Kompressors 10 in den Einlaßdurchlaß 4 entlastet oder entspannt. Der Entlastungsdurchlaß 23 ist mit einem Steuerventil 24 versehen, das den aufgeladenen Druck oder Ladedruck der zum Motor 1 gelieferten Ansaug- oder Einlaßluft durch Steuern der Menge von durch den Entla­ stungsdurchlaß 23 entspannter Ansaugluft steuert. Das Steu­ erventil 24 wird durch ein Stellglied 25 angetrieben. Das Stellglied 25 enthält ein Diaphragma 26, das an das Stell­ glied angeschlossen ist, eine Druckkammer 28, die durch das Diaphragma 26 in einem Gehäuse 27 definiert ist, und eine in der Druckkammer 28 vorgesehene Feder zum Vorspannen des Steuerventils 24 in die Schließrichtung. Die Druckkammer 28 steht durch einen Durchlaß 30 mit dem Sammelabschnitt 4a des Einlaßdurchlasses 4 in Verbindung. Der Durchlaß 30 ist mit einem Leistungs-Magnetventil 31 versehen, das den Druck der aufgeladenen Ansaugluft durch Steuerung einer in die Druckkammer 28 hinein eingeführten Menge von aufgeladener Ansaugluft steuert. Wenn die Öffnung des Leistungs-Magnetventils 31 groß ist, hat die Ansaugluft nämlich einen hohen Ladedruck, da der in die Druckkammer 28 eingeführte Druck hoch wird, durch den eine Öffnung des Steuerventils 24 klein wird und folglich eine Menge der entspannten, aufgeladenen Ansaugluft gering wird. Anderer­ seits hat, wenn eine Öffnung des Leistungs-Magnetventils 31 klein ist, die Ansaugluft einen geringen Ladedruck, da der in die Druckkammer 28 eingeführte Druck niedrig wird, durch den eine Öffnung des Steuerventils 24 groß wird und folglich eine Menge der entspannten, aufgeladenen Ansaugluft groß wird.

Die entsprechenden Auslaßkanäle 32 des Motors 1 sind als ein stromaufwärtiger Abschnitt eines Auslaß- oder Abgasdurch­ lasses 33 vorgesehen. Der Auslaßdurchlaß 33 enthält vier unabhängige Auslaßdurchlässe 34, deren stromaufwärtigen Abschnitte als die Auslaßkanäle 32 vorgesehen sind, und einen Haupt-Auslaßdurchlaß 35, dessen Sammelabschnitt 33a an die stromabwärtigen Abschnitte der vier unabhängigen Auslaß­ durchlässe 34 angeschlossen ist. Der Haupt-Auslaßdurchlaß 35 ist mit einem Abgasreiniger 36 zum Reinigen der Abgase ver­ sehen.

Der Motor 1 ist mit einem Ventilantriebsmechanismus 39 zum Antreiben der jeweiligen Einlaßventile 37 und Auslaßventile 38 versehen, um auf- und zuzumachen. Der Ventilantriebsme­ chanismus 39 enthält eine Einlaßnockenwelle 41 und eine Auslaßnockenwelle 42, von denen beide durch Riemenscheiben 40 und einen Steuer- oder Einstellriemen (nicht gezeigt) angetrieben werden, um sich synchron mit der Kurbelwelle 1a des Motors 1 zu drehen. Die jeweilige Nockenwelle 41, 42 ist mit Nocken 43, 44 in jedem der Zylinder 2 versehen. Durch die Nocken 43, 44 werden Kipphebel 45, 46 ausgelenkt, um um eine Welle 55 zu kippen, so daß die Einlaßventile 37 und Auslaßventile 38 angetrieben werden, um auf- und zuzumachen. Der Ventilantriebsmechanismus 39 ist in jedem der Zylinder 2 mit variablen Ventileinstellungsmitteln 47 versehen, der eine Überlappungszeitspanne bzw. Überlappungsperiode sowohl des Ein­ laßventils 37 als auch des Auslaßventils 38 durch Variieren der Öffnungs-Schließ-Einstellungen der beiden Ventile 37, 38 ver­ ändert.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, bestehen die Nocken 43, 44 nämlich aus einem ersten Nocken 43, der in einem Mit­ telabschnitt angeordnet ist, und zwei zweiten Nocken 44, die an beiden Seiten des ersten Nockens 43 angeordnet sind, wobei der erste Nocken 43 ein Oberprofil hat, das höher als jene der zweiten Nocken 44 ist. Die Kipphebel 45, 46 bestehen aus einem ersten Kipphebel 45, der durch den ersten Nocken 43 ausgestoßen oder ausgelenkt wird, und zwei zweite Kipphebel 46, die an beiden Seiten des Kipphebels 45 angeordnet sind und von den zweiten Nocken 44 ausgelenkt werden, wobei eine Vorderkante jedes der zweiten Kipphebel 46 mit einem oberen Ende eines jeden Ventilschaftes des entsprechenden Einlaß­ ventils 37 und Auslaßventils 38 in Kontakt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 5 ist der erste Kipphebel 45 in einem Zwischenabschnitt davon mit einem durchdringenden Loch 48, das sich parallel zu den Nockenwellen 41, 42 erstreckt, und mit einem Paar Verbindungsstiften 49 versehen, die ver­ schiebbar in den durchdringenden oder durchgehenden Loch 48 aufgenommen und von den Seitenflächen der jeweiligen Kipp­ hebel 45 beweglich sind. Die zweiten zwei Kipphebel 46 sind jeweils an den Seitenflächen, die dem ersten Kipphebel 45 gegenüberstehen, mit Verbindungslöchern 50 versehen, von denen jedes zu dem durchdringenden Loch 48 paßt. Jedes der entsprechenden Verbindungslöcher 50 der zweiten Kipphebel 45 erhält eine verschiebbare Federaufnahme 51, die mit einen vorderen Ende des Verbindungsstiftes 49 in Kontakt ist. Die Federaufnahme 51 ist durch eine Feder 52, die zwischen die Federaufnahme 51 und einem Bodenabschnitt des Verbindungs­ loches 50 eingefügt ist, in eine Richtung vorgespannt, in der die Verbindungsstifte 49 indem durchdringenden Loch 48 des ersten Kipphebels 45 aufgenommen sind. Die Federaufnahme 51 ist in der Lage zu verrutschen, damit sie nicht von der Seitenfläche des zweiten Kipphebels vorspringt.

Unter Bezugnahme zurück zu Fig. 2 sind Hydraulikdruck-Ver­ sorgungsleitungen 53 vorgesehen, die Hydraulikdruck in das durchdringende Loch 48 des ersten Kipphebels 45 an den hin­ teren Endabschnitten der Verbindungsstifte 49 liefern. Die jeweiligen Hydraulikdruck-Versorgungsleitungen 53 sind mit Magnetventilen 54 versehen.

Wenn die Magnetventile 54 betätigt werden, um geschlossen zu sein, wird der Hydraulikdruck nicht an die hinteren Endab­ schnitte der Verbindungsstifte 49 geliefert. Als ein Ergeb­ nis sind die Verbindungsstifte 49 durch die Vorspannkraft der Feder 42 in dem durchdringenden Loch 48 aufgenommen, so daß die zweiten Kipphebel 46 nicht mit dem ersten Kipphebel 45 verbunden sind. Unter diesen Umständen werden die Ein­ laßventile 37 und die Auslaßventile 38 angetrieben, um durch die zweiten Nocken 44 aufzumachen oder zuzumachen, deren Nockenoberprofil niedrig ist, so daß die Öffnungsperioden der entsprechenden Ventile 37, 38 verkürzt sind. Um konkret zu sein, unter Bezugnahme auf Fig. 1, sind die Einlaßventi­ le 37 zum Beispiel bei 15 Grad des Dreh- oder Kurbelwinkels CA vor einem oberen Totpunkt TDC geöffnet und bei 20 Grad CA nach einem unteren Totpunkt BDC geschlossen, und die Auslaßven­ tile 38 sind bei 30 Grad CA vor BDC geöffnet und bei 15 Grad CA nach TDC geschlossen.

Andererseits wird, wenn die Magnetventile 54 betätigt wer­ den, um geöffnet zu sein, der Hydraulikdruck zu den hinteren Endabschnitten der Verbindungsstifte 49 geliefert. Als ein Ergebnis bewegen sich die Verbindungsstifte 49 gegen die Vorspannkraft der Feder 52 zum Verbindungsloch 50 des zwei­ ten Kipphebels 46, und schließlich sind die halben Vorder­ abschnitte der Stifte 49 in das Verbindungsloch 50 einge­ setzt, so daß die zweiten Kipphebel 46 mit dem ersten Kipp­ hebel 45 verbunden sind und die ersten und zweiten Kipphebel 45, 46 angetrieben werden, um integral oder einheitlich zu kippen. Unter diesen Umständen werden die Einlaßventile 37 und die Auslaßventile 38 angetrieben, um durch die ersten Nocken 43 aufzumachen oder zuzumachen, deren Nockenoberpro­ fil hoch ist, so daß die Öffnungsperioden der entsprechenden Ventile 37, 38 verlängert werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind die Einlaßventile 37 bei zum Beispiel 30 Grad des Dreh- oder Kurbelwinkels CA vor einem oberen Totpunkt TDC geöffnet und bei 50 Grad CA nach einem unteren Totpunkt BDC geschlossen, und die Auslaßventile 38 sind bei 50 Grad CA vor BDC geöffnet und bei 30 Grad CA nach TDC geschlossen. Die Verschlußzeit der Ein­ laßventile 37, die 50 Grad nach BDC beträgt, wird in der Ausführung der vorliegenden Erfindung eine optimale Verschlußzeit der Einlaßventile genannt. Bei der optimalen Verschlußzeit wird die volumetrische Effizienz der Ansaugluft ein maximaler Wert in einem gesamten Motorbetriebsbereich.

Das Steuerventil 24, die entsprechenden Kraftstoffeinspritzungen 22 und die Magnetventile 54 werden durch eine Steuereinheit 61 gesteuert, zu der wenigstens ein Ausgangssignal von einem Motordrehzahlsensor 63, der die Motordrehzahl über die Drehzahl der Kurbelwelle 1a des Motors 1 detektiert, und ein Ausgangs­ signal vom Luftstromsensor 8 geliefert wird.

Ferner bestimmt die Steuereinheit 61 basierend auf den Ausgangs­ signalen des Motordrehzahlsensors 63 und des Luftstromsensors 8 eine Kraftstoffmenge und gibt innerhalb jedes Einlaßtaktes der entsprechenden Zylinder 2 ein Signal der bestimmten Kraftstoff­ menge, die zu den jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen oder -injektoren 22 geliefert wird, so daß die Einspritzungen oder Injektoren 22 den Kraftstoff in den Einlaßtakt liefern.

Die Steuereinheit 61 enthält Steuerungsmittel 64 zum Steuern der Ventileinstellungsmittel 47 in folgender Weise.

Bezugnehmend auf Fig. 3 wird zuerst ein Motorbetriebsbereich basierend auf der Motordrehzahl und Motorlast oder Ansaugluftmen­ ge bestimmt. Wenn der Motor 1 in einem Hochlastbereich bei niedriger Drehzahl betrieben wird, werden beide Magnetventile 54 betätigt, um geschlossen zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaßventile 37 als auch der Auslaßventile 38 verkürzt sind und daher die Überlappungs­ perioden der Einlaßventile 37 und der Auslaßventile 38 kürzer gemacht werden. Wenn der Motor 1 in einem Hochlastbereich und einem Zwischendrehzahlbereich betrieben wird, werden die Magnetventile 54 nur für die Einlaßventile 37 betätigt, um geöffnet zu sein, und die Magnetventile 54 für die Auslaßventile 38 werden betätigt, um geschlossen zu sein, so daß die Öffnungs­ perioden der Einlaßventile 37 verlängert werden und daher die Überlappungsperioden der Einlaßventile 37 und der Auslaßventile 38 in einem Zwischenbereich liegen. Ferner werden, wenn der Motor 1 in einem Hochlastbereich bei hoher Drehzahl betrieben wird, beide Magnetventile 54 betätigt, um geöffnet zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaßventile 37 als auch der Auslaßventile 38 verlängert werden und daher die Überlappungs­ perioden der Einlaßventile 37 und der Auslaßventile 38 länger gemacht werden als jene bei niedriger Drehzahl.

Ferner, wenn der Motor 1 im Hochlastbereich bei niedriger Drehzahl betrieben wird, in dem die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 kurz ist, wird die Verschlußzeit der Einlaßventile 37 bei 20 Grad CA nach dem unteren Totpunkt BDC vorgesehen, was früher liegt als die oben angegebene optimale Verschlußzeit (50 Grad CA nach BDC). Andererseits, wenn der Motor 1 im Hochlastbereich bei hoher Drehzahl betrieben wird, in dem die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 lang ist, wird die Verschlußzeit der Einlaßventile 37 als die oben angegebene optimale Verschlußzeit vorgesehen, die später liegt als bei niedriger Drehzahl.

Andererseits, wenn der Motor 1 in einem Niederlastbereich bei niedriger Drehzahl betrieben wird, werden beide Magnetventile 54 betätigt, um geschlossen zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaßventile 37 als auch der Auslaßventile 38 verkürzt werden und daher die Überlappungsperioden der Ein­ laßventile 37 und der Auslaßventile 38 verkürzt werden. Ferner, wenn der Motor 1 in einem anderen Betriebsbereich als dem Niederlastbereich oder dem Hochlastbereich jeweils bei niedriger Drehzahl und dem Hochlast- und Zwischendrehzahlbereich betrieben wird, werden nicht nur die beiden Magnetventile 54 betätigt, um geöffnet zu sein, so daß die Öffnungsperiode sowohl der Ein­ laßventile 37 als auch der Auslaßventile 38 verlängert wird und daher die Überlappungsperioden der Einlaßventile 37 und der Auslaßventile 38 verlängert werden, sondern auch die Verschluß­ zeit der Einlaßventile 37 wird bei 50 Grad CA nach BDC vor­ gesehen, was später als in den anderen Bereichen liegt.

Im Betrieb wird die zugeführte Kraftstoffmenge basierend auf den Signalen des Luftstromsensors 8 und des Motordrehzahlsensors 63 bestimmt, während der Motor betrieben wird, und die bestimmte Kraftstoffmenge wird von den Einspritzungen oder Injektoren 22 geliefert, wenn die entsprechenden Zylinder im Einlaßtakt sind.

Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 61 die Ventileinstellungs­ mittel 47, so daß die Öffnungsperioden der Einlaß- und Aus­ laßventile 37, 38 und die Überlappungsperiode der Ventile 37, 38 geändert werden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden, wenn der Motor 1 im Hochlastbereich bei niedriger Drehzahl betrieben wird, beide Magnetventile 54 betätigt, um geschlossen zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaß- als auch der Aus­ laßventile 37, 38 verkürzt werden und als ein Ergebnis die Überlappungsperiode der Ventile 37, 38 verkürzt wird. Wenn die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 im Hoch­ lastbereich bei niedriger Drehzahl des Motors verkürzt wird, kann das Durchblasen von Kraftstoff durch den Auslaßkanal 32 während der Überlappungsperiode wirksam gesteuert werden. Ferner, wenn die Verschlußzeit des Einlaßventils 37 bei 20 Grad CA nach BDC vorgesehen wird, was früher liegt als die optimale Verschlußzeit von 50 Grad CA nach BDC im Hochlastbereich bei niedriger Drehzahl des Motors 1, sind die Einlaßventile 37 in einer frühen Stufe geschlossen, wenn sich der Kolben vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt. Als ein Ergebnis kann der während des Ein­ laßtaktes in den Brennraum im Zylinder 2 gelieferte Kraftstoff davon abgehalten werden, durch die geöffneten Einlaßventile 37 zum Einlaßkanal 3 zurückzukehren, so daß der zum Einlaßkanal 3 zurückkehrende Kraftstoff davon abgehalten wird, durch den Brennraum, ohne daß der Kraftstoff verbrannt wird, zum Auslaß­ kanal 32 zu gehen. Der Betrieb der Kombination der kurzen Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 und die frühe Verschlußzeit der Einlaßventile 37 ist wirksam, das Durch­ blasen von Kraftstoff zum Auslaßkanal 32 zu verhindern.

Im Hochlast- und Zwischendrehzahlbereich des Motors 1 wird das Magnetventil 54 für die Einlaßventile 37 betätigt, um geöffnet zu sein, und das Magnetventil 54 für die Auslaßventile 38 wird betätigt, um geschlossen zu sein. Als ein Ergebnis wird die Öffnungsperiode der Einlaßventile 37 verlängert, so daß die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 in einem Zwischenbereich liegt.

Im Hochlastbereich bei hoher Drehzahl des Motors 1 werden die beiden Magnetventile 54 betätigt, um geöffnet zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaß- als auch der Auslaßventile 37, 38 verlängert werden und als ein Ergebnis die Überlappungs­ periode der Einlaß- und Auslaßventile länger gemacht wird als bei niedriger Drehzahl. Ferner, unter der Bedingung, daß die Überlappungsperiode bei hoher Drehzahl lang ist, wird die Verschlußzeit der Einlaßventile 37 bei der oben angegebenen optimalen Verschlußzeit vorgesehen, die später als jene bei niedriger Drehzahl ist. Als ein Ergebnis, wenn eine erforderliche absolute Überlappungsperiode bei hoher Drehzahl des Motors 1 erreicht werden kann, kann die Spülfähig­ keit des verbleibenden Gases im Brennraum verbessert werden und als ein Ergebnis kann die volumetrische Wirksamkeit vergrößert werden. Ferner, wenn das Kraftstoffgas mit einem relativ niedrig aufgeladenen Druck in den Zylinder gefüllt werden kann, hat der mechanische Kompressor 10 eine niedrige Last und als ein Ergebnis kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.

In den anderen Betriebsbereichen des Motors 1 als dem Niederlast­ bereich bei niedriger Drehzahl und bei hoher Drehzahl, wie dem Hochlastbereich bei hoher Drehzahl, werden beide Magnetventile 54 betätigt, um geöffnet zu sein, so daß die Öffnungsperioden sowohl der Einlaß- als auch der Auslaßventile 37, 38 lang gemacht werden und als ein Ergebnis die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile länger gemacht wird als jene in den anderen Bereichen. Ferner ist die Verschlußzeit der Einlaßventile 37 bei der optimalen Verschlußzeit vorgesehen, die später liegt als jene in den anderen Bereichen. Als ein Ergebnis kann Druckverlust verringert und daher der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.

Bei der oben angegebenen Ausführung der vorliegenden Erfindung liefern die Kraftstoffeinspritzungen oder -injektoren 22 in allen Betriebsbereichen des Motors 1 im Einlaßtakt eines jeden der Zylinder in den Zylinder hinein. Jedoch liefern die Injektoren 22 vorzugeweise in den Einlaßtakt zumindest im Hochlastbereich bei niedriger Drehzahl, wo die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 verkürzt ist und die Verschlußzeit des Einlaßventils 37 bewirkt wird, um früh geschlossen zu sein.

Die Überlappungsperiode der Einlaß- und Auslaßventile 37, 38 kann geändert werden, indem nur die Öffnungsperiode der Einlaßventile 37 geändert wird.

Claims (5)

1. Steuerungssystem für einen Motor (1) mit einem mechanischen Lader (10), der Ansaugluft vorverdichtet, mit
variablen Ventileinstellungsmitteln (47) zum Variieren der Öffnungs- und Schließeinstellungen von Einlaßventilen (37);
einer Kraftstoffeinspritzung (22);
und Mitteln (64) zum Steuern der variablen Ventileinstellungsmittel (47), so daß in einem Hochlastbereich des Motors (1) bei hoher Motordrehzahl eine Überlappungszeitspanne der Einlaßventile (37) und der Auslaßventile (38) länger ist als bei niedriger Motordrehzahl und eine vorgegebene optimale Verschlußzeit der Einlaßventile (37) in diesem Hochlastbereich später liegt als bei niedriger Motordrehzahl
und daß in einem Betriebsbereich, welcher weder der Hochlastbereich noch ein Niederlastbereich ist, die Überlappungszeitspanne für alle Motor­ drehzahlen länger ist als bei der niedrigen Motordrehzahl sowohl in dem Hochlastbereich als auch in dem Niederlastbereich.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei in dem Betriebsbereich, welcher weder der Hochlastbereich noch der Niederlastbereich ist, die Verschlußzeit der Einlaßventile (37) für alle Motordrehzahlen später liegt als bei der niedrigen Motordrehzahl sowohl in dem Hochlastbereich als auch dem Niederlastbereich.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungsmittel (64) die variablen Ventileinstellungsmittel (47) derart steuern, daß im Hochlastbereich des Motors die Überlappungszeitspanne der Einlaßventile und Auslaßventile in einem Zwischendrehzahlbereich länger ist als jene bei niedriger Drehzahl und kürzer als jene bei hoher Drehzahl ist.

4. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsmittel (64) die variablen Ventileinstellungsmittel (47) derart steuern, daß in einem Niederlastbereich des Motors die Überlappungszeit­ spanne der Einlaßventile und Auslaßventile bei niedriger Drehzahl kürzer als bei hoher Drehzahl ist.

5. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die variablen Ventileinstellungsmittel (47) die Öffnungs- und Schließeinstel­ lungen der Einlaßventile und Auslaßventile variieren.