DE60020056T2

DE60020056T2 - Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilsteuerung

Info

Publication number: DE60020056T2
Application number: DE60020056T
Authority: DE
Inventors: Makoto Toyota-shi Aichi-ken Ogiso; Mitsuru Toyota-shi Aichi-ken Saitoh; Isao Toyota-shi Aichi-ken Matsumoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP3967536B2; USRE39851E1; JP2001342857A; EP1538307A1; EP1103700B1; EP1538307B1; US6412455B1; USRE41758E1; DE60020056D1; EP1103700A3; DE60041721D1; EP1832721A1; DE60043029D1; EP1103700A2; EP1832721B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die mit einem variablen Ventilzug versehen ist, mit dem das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag von mindestens einem Einlassventil und Auslassventil willkürlich verändert werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zum günstigen Erzeugen eines negativen Einlassrohrdrucks in einem Einlasskanal einer Brennkraftmaschine.
In den letzten Jahren sind Brennkraftmaschinen entwickelt worden, die mit einem variablen Ventilzug versehen sind, der in der Lage ist, das Öffnungs- und Schließtimung und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Einlassventil und Auslassventil einer in einem Fahrzeug o.ä. montierten Brennkraftmaschine zu verändern, um die thermische Bremseffizienz und die Abgasemissionen zu verbessern sowie den Kraftstoffverbrauch zu verringern o.ä.
Eine Brennkraftmaschine, die mit einem Einlassventil und einem Auslassventil versehen ist, welche so angetrieben werden, daß sie durch eine elektromagnetische Kraft geöffnet und geschlossen werden, d.h. was als elektromagnetischer Ventilzug bekannt ist, ist als Ausführungsbeispiel eines variablen Ventilzuges bekannt. Bei einer Brennkraftmaschine, die mit dieser Art von elektromagnetischem Ventilzug versehen ist, werden mechanische Verluste, die auf den Antrieb des Einlassventils und Auslassventils zurückgehen, verhindert, da hierbei keine Notwendigkeit besteht, das Einlaß- und Auslassventil zum Öffnen und Schließen unter Ausnutzung der Drehkraft der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine anzutreiben. Darüber hinaus ist es bei einer mit einem elektromagnetischen Ventilzug versehenen Brennkraftmaschine möglich, die Ventilöffnungszeit und das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils und Auslassventils willkürlich zu verändern, so daß Pumpverluste der Brennkraftmaschine, die durch ein Drosselventil verursacht werden, unterdrückt werden können.
Da jedoch bei einer drosselventilfrei gesteuerten Brennkraftmaschine nahezu keine Pumpverluste der Brennkraftmaschine erzeugt werden, ist kein negativer Druck in der Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine während der Verzögerung des Fahrzeuges vorhanden. Infolgedessen entsteht das Problem, daß der Motorbremseffekt vermindert wird.
Um dieses Problem zu lösen, sind Steuerverfahren für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden, wie sie bei spielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung HEI 10-331671 beschrieben sind. Das in dieser Veröffentlichung erläuterte Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine zielt auf eine Erhöhung des Motorbremseffektes in einer Brennkraftmaschine, die mit elektromagnetischen Einlaß- und Auslassventilen versehen ist und mit diesen elektromagnetischen Ventilen drosselventilfrei gesteuert wird, ab. Bei diesem Steuerverfahren werden die elektromagnetischen Ventile so gesteuert, daß der Pumpverlust der Brennkraftmaschine erhöht wird. Somit wird ein negativer Druck in den Zylindern der Brennkraftmaschine erzeugt, um auf diese Weise den Motorbremseffekt zu erhöhen.
Eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist in der JP 05 180013 A beschrieben.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, in einer Brennkraftmaschine, die mit einem variablen Ventilzug, der willkürlich das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Einlassventil und Auslassventil verändern kann, und einem Negativdruckmechanismus, der unter Ausnutzung eines in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert, versehen ist, eine Technik zur Verfügung zu stellen, mit der der negative Druck gemäß dem Betrieb des Negativdruckmechanismus sichergestellt werden kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Brennkraftmaschine, die einen variablen Ventilzug aufweist, die folgenden Bestandteile: einen variablen Ventilzug, mit dem das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine eingestellt werden kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung eines in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlaßrohrdrucks operiert; und eine Negativdruckzuführeinrichtung zum Zuführen des negativen Drucks zum Negativdruckmechanismus, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
Bei der auf diese Weise ausgebildeten Brennkraftmaschine führt die Negativdruckzuführeinrichtung dem Negativdruckmechanismus negativen Druck zu, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall wird der gewünschte negative Druck dem Negativdruckmechanismus zugeführt, ohne daß der Betriebsmodus des variablen Ventilzuges verändert werden muß. Der gewünschte negative Druck wird dem Negativdruckmechanismus zugeführt, ohne daß es irgendeine Auswirkung auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine gibt.
Als ein Beispiel der Negativdruckzuführeinrichtung gemäß der Erfindung kann eine Vakuumpumpe dienen.
Die vorgegebene Bedingung gemäß der Erfindung kann wie folgt spezifiziert werden: Der negative Einlassrohrdruck zum Betreiben des negativen Druckmechanismus ist unzureichend, oder eine vorgegebene Zeitdauer ist abgelaufen, bei dem die Negativdruckzuführeinrichtung schließ lich den negativen Druck dem Negativdruckmechanismus zugeführt hat. Bei der vorstehend erwähnten vorgegebenen Zeitdauer kann es sich um einen Betrag handeln, der unter Verwendung der Zeit als Parameter bestimmt wird, oder es kann sich um einen Betrag handeln, der unter Verwendung der Laufdistanz eines mit der Brennkraftmaschine versehenen Fahrzeuges als Parameter bestimmt wird.
Beispiele des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung sind: ein elektromagnetischer Ventilzug zum Antreiben des Einlassventils und/oder Auslassventils unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft; ein hydraulischer Ventilzug zum Antreiben des Einlassventils und/oder Auslassventils unter Verwendung von hydraulischem Druck; und ein mechanischer variabler Ventilzug zum Ändern der Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Nockenwelle versehen ist, die das Einlassventil und/oder Auslassventil unter Verwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle öffnet und schließt.
Die Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug umfasst gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung: einen variablen Ventilzug, der das Öffnungs- und Schließtiming und/oder die Öffnungsbeträge von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und Auslassventils einer Brennkraftmaschine einstellen kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung des in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; ein Drosselventil zum Einstellen des Durch satzes der durch den Einlasskanal strömenden Einlassluft; und eine Negativdruckerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines negativen Einlassrohrdrucks durch Steuern des variablen Ventilzuges und des Drosselventils, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt wird.
Bei der auf diese Weise ausgebildeten Brennkraftmaschine erzeugt die Negativdruckerzeugungseinrichtung einen negativen Einlaßrohrdruck unter Verwendung des variablen Ventilzuges und des Drosselventils in Kombination, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Die Negativdruckerzeugungseinrichtung kann hierbei auch beispielsweise den variablen Ventilzug so steuern, daß die Pumpeffizienz der Brennkraftmaschine erhöht wird, und das Drosselventil um einen vorgegebenen Öffnungsbetrag schließen.
Da in diesem Fall der negative Einlassrohrdruck unter Verwendung des variablen Ventilzuges und des Drosselventils in Kombination erzeugt wird, ist es einfacher, den Betriebszustand der Brennkraftmaschine im Vergleich zu dem Fall zu steuern, in dem der negative Einlassrohrdruck allein unter Verwendung des variablen Ventilzuges erzeugt wird. Ferner ist es einfacher, das Drehmoment der Brennkraftmaschine zu steuern.
Die vorgegebene Bedingung gemäß der Erfindung kann wie folgt spezifiziert werden: Der negative Einlassrohrdruck zum Betrieb des Negativdruckmechanismus ist unzureichend; eine vorgegebene Zeitdauer ist abgelaufen, seit dem die Negativdruckzuführeinrichtung schließlich den negativen Druck dem Negativdruckmechanismus zugeführt hat; oder ein mit der Brennkraftmaschine ausgerüstetes Fahrzeug bewegt sich in einem Verzögerungszustand.
Beispiele des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung umfassen: einen elektromagnetischen Ventilzug zum Antreiben des Einlassventils und/oder Auslassventils unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft; und einen mechanischen variablen Ventilzug zum Ändern der Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Nockenwelle versehen ist, die das Einlassventil und/oder das Auslassventil zum Öffnen und Schließen unter Verwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle antreibt.
Wenn der negative Einlassrohrdruck erzeugt werden soll, kann die Negativdruckerzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung darüber hinaus den variablen Ventilzug und das Drosselventil so steuern, daß in bezug auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine keine Änderung erzeugt wird.
Wenn der Negativeinlassrohrdruck erzeugt werden soll, kann die Negativdruckerzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung auch den variablen Ventilzug und das Drosselventil so steuern, daß das von der Brennkraftmaschine angeforderte Drehmoment und das tatsächliche Drehmoment der Brennkraftmaschine übereinstimmen. Hierbei wird bevorzugt, wenn über das angeforderte Drehmoment auf der Basis der Anzahl der Umdrehungen der Brennkraftmaschine und dem Gaspedalöffnungswinkel als Parameter entschieden wird.
Eine Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst: einen variablen Ventilzug, der das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine einstellen kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung eines in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; ein Drosselventil zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal strömenden Einlassluft; und eine Drosselventilsteuereinrichtung zum Schließen des Drosselventils um einen vorgegebenen Betrag, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
Bei der auf diese Weise ausgebildeten Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug schließt die Drosselventilsteuereinrichtung das Drosselventil um den vorgegebenen Betrag, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall wird der negative Einlassrohrdruck im Einlasskanal abstromseitig des Drosselventils erzeugt. Auf diese Weise wird der negative Einlaßrohrdruck zum Betrieb des Negativdruckmechanismus sichergestellt.
Die vorgegebene Bedingung gemäß der Erfindung kann wie folgt spezifiziert werden: Der negative Einlaßrohrdruck zum Betätigen des Negativdruckmechanismus ist unzureichend; eine vorgegebene Zeitdauer ist abgelaufen, seitdem die Negativdruckzuführeinrichtung schließlich den negativen Druck dem Negativdruckmechanismus zugeführt hat; oder ein mit der Brennkraftmaschine versehenes Fahrzeug bewegt sich in einem Verzögerungszustand.
Eine Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung umfasst: einen variablen Ventilzug, der das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und eines Auslassventils der Brennkraftmaschine einstellen kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung eines in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; ein Drosselventil zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal strömenden Einlassluft; eine Drosselventilsteuereinrichtung zum Schließen des Drosselventils um einen vorgegebenen Betrag, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist; und eine Ventilzugsteuereinrichtung zum Steuern des variablen Ventilzuges in einem Fall, in dem die Drosselventilsteuereinrichtung das Drosselventil um den vorgegebenen Betrag schließt, derart, daß das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil des Einlassventils und Auslassventils relativ zu einem Fall, bei dem die Drosselventilsteuereinrichtung das Drosselventil nicht um den vorgegebenen Betrag schließt, verändert wird.
Hierbei kann die Ventilzugsteuereinrichtung den variablen Ventilzug so steuern, daß das erforderliche Drehmoment für die Brennkraftmaschine mit dem tatsächlichen Drehmoment derselben übereinstimmt, oder so, daß eine Drehmomentveränderung der Brennkraftmaschine unterdrückt wird. Das erforderliche Drehmoment kann auf der Basis einer Reihe von Umdrehungen der Brennkraftmaschine und des Gaspedalöffnungswinkels als Parameter bestimmt werden.
Eine Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung umfasst: einen variablen Ventilzug, der das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und eines Auslassventils der Brennkraftmaschine einstellen kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung des in einem Einlaßkanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; ein Drosselventil zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal strömenden Einlassluft; eine Einlassluftmengensteuereinrichtung zum Steuern des variablen Ventilzuges derart, daß die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine eingestellt wird, während das Drosselventil auf einem vorgegebenen Öffnungsbetrag gehalten wird, wenn sich ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen Betriebsbereich befindet; und eine Drosselventilsteuereinrichtung zum Schließen des Drosselventils um einen vorgegebenen Betrag vom vorgegebenen Öffnungsbetrag, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, während die Einlassluftmengensteuereinrichtung die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine steuert.
Bei der auf diese Weise ausgebildeten Brennkraftmaschine mit dem variablen Ventilzug wird eine sogenannte drosselfreie Betriebskontrolle durchgeführt, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine im vorgegebenen Betriebsbereich befindet. Genauer gesagt, wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine im vorgegebenen Betriebsbereich befindet (d.h. in einem Betriebsbereich geringer/mittlerer Last), steuert die Ansaugluftmengensteuereinrichtung den variablen Ventilzug so, daß die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine eingestellt wird, während das Drosselventil auf dem vorgegebenen Öffnungsbetrag gehalten wird (d.h. in einer im wesentlichen vollständig geöffneten Position).
Wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt wird, während sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine im vorgegebenen Betriebsbereich befindet, mit anderen Worten, während die Einlassluftmengensteuereinrichtung die drosselfreie Betriebssteuerung durchführt, schließt die Drosselventilsteuereinrichtung das Drosselventil um den vorgegebenen Betrag vom vorgegebenen Öffnungsbetrag. In diesem Fall wird der negative Einlassrohrdruck im Einlasskanal abstromseitig des Drosselventils erzeugt, so daß der negative Druck unter Verwendung des negativen Einlassrohrdrucks operieren kann.
Eine Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung umfasst: einen variablen Ventilzug, der das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil eines Einlassventils und eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine einstellen kann; einen Negativdruckmechanismus, der unter Verwendung eines in einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; ein Drosselventil zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal strömenden Einlassluft; eine Einlassluftmengensteuereinrichtung zum Steuern des variablen Ventilzuges so, daß die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine eingestellt wird, während das Drosselventil auf dem vorgegebenen Öffnungsbetrag gehalten wird, wenn sich ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen Betriebsbereich befindet; einen Verdampfungskraftstoffrückführmechanismus zum Rückführen von in einem Kraftstofftank der Brennkraftmaschine erzeugtem Verdampfungskraftstoff in den Einlasskanal; und eine Drosselventilsteuereinrichtung zum Schließen des Drosselventils um einen vorgegebenen Betrag vom vorgegebenen Öffnungsbetrag, wenn der Verdampfungskraftstoffrückführmechanismus betätigt werden muß, während die Einlassluftmengensteuereinrichtung die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine steuert.
Die auf diese Weise ausgebildete Brennkraftmaschine mit dem variablen Ventilzug kann des weiteren eine Ventilzugsteuereinrichtung zum Steuern des variablen Ventilzuges derart, daß sich die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine nicht verändert, wenn die Drosselventilsteuereinrichtung das Drosselventil um den vorgegebenen Betrag schließt, um den Verdampfungskraftstoffrückführmechanismus zu betätigen, umfassen. In diesem Fall kann der negative Einlaßrohrdruck zum Betätigen des Ver dampfungskraftstoffrückführmechanismus sichergestellt werden, ohne die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine zu verändern.
Beispiele des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung sind: ein elektromagnetischer Ventilzug zum Antreiben des Einlassventils und/oder Auslassventils zum Öffnen und Schließen unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft; ein hydraulischer Ventilzug zum Antreiben des Einlassventils und/oder Auslassventils zum Öffnen und Schließen unter Verwendung von hydraulischem Druck; ein mechanischer variabler Ventilzug zum Ändern der Drehphase einer Nockenwelle, die das Einlassventil und/oder Auslassventil zum Öffnen und Schließen unter Verwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle antreibt; und eine geeignete Kombination der vorstehend erwähnten Ventilzüge.
Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
1 ein Diagramm des schematischen Aufbaus einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß der ersten Ausführungsform;
2 ein Diagramm, das den Aufbau eines elektromagnetischen Antriebsmechanismus auf der Einlassseite zeigt;
3 ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau einer ECU gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm, das ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau einer ECU gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm, das ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
8 ein Ablaufdiagramm, das ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
9 ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
10 ein Diagramm, das den inneren Aufbau eines elektromagnetischen Antriebsmechanismus auf der Einlassseite gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
11 ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau einer ECU gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
12 ein Ablaufdiagramm eines Reinigungssteuerprogramms gemäß der vierten Ausführungsform;
13 ein Diagramm, das eine Modifikation eines Abschnittes in der Nachbarschaft einer Einlassöffnung in einer Brennkraftmaschine zeigt;
14 ein Diagramm, das eine Modifikation eines Reinigungskanales zeigt; und
15 ein Diagramm, das eine Modifikation eines Reinigungskanales zeigt.
Spezielle Betriebsaspekte der Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug gemäß der Erfindung werden nunmehr in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Als erstes wird die erste Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug gemäß der Erfindung in Verbindung mit den 1 bis 4 erläutert. Hierbei wird ein elektromagnetischer Antriebsmechanismus zum Antreiben eines Einlaß- und Auslaßventils zum Öffnen und Schließen unter Anwendung einer elektromagnetischen Kraft als Beispiel des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung beschrieben. Ferner wird ein Bremsverstärker einer Fahrzeugbremsvorrichtung als Beispiel eines Negativdruckmechanismus gemäß der Erfindung erläutert.
1 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine und eines Auslaßsystems derselben gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die in 1 dargestellte Bremskraftmaschine 1 ist ein wassergekühlter Viertakt-Benzinmotor, der mit vier Zylindern 21 versehen ist.
Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 1b auf, in dem eine Vielzahl von Zylindern 21 und ein Kühlwasserkanal 1c ausgebildet sind, sowie ein Zylinderkopf 1a, der an der Oberseite des Zylinderblocks 1b fixiert ist.
Eine Kurbelwelle 23 als Motorausgangswelle wird frei drehbar vom Zylinderkopf 1b gelagert. Diese Kurbelwelle 23 steht mit Kolben 22 in Verbindung, die sich innerhalb eines jeden Zylinders 21 befinden und hierin frei gleiten können.
Verbrennungskammern 24 werden über den Kolben 22 der entsprechenden Zylinder 21 von der Oberseite der Kolben 22 und den Seitenwänden des Zylinderkopfes 1a gebildet. Zündkerzen 25 sind am Zylinderkopf 1a befestigt, so daß sie den Verbrennungskammern 24 der entsprechenden Zylinder 21 gegenüberliegen. Ein Zünder 25a zum Anlegen eines Antriebsstromes für die Zündkerzen 25 steht mit den Zündkerzen in Verbindung.
Zwei offene Enden von Einlassöffnungen 26 und zwei offene Enden von Auslassöffnungen 27 sind im Zylinderkopf 1a an Stellen ausgebildet, die der Verbrennungskammer 24 eines jeden Zylinders 21 gegenüberliegen. Einlassventile 28 zum Öffnen und Schließen der entsprechenden offenen Enden der Einlaßöffnungen 26 und Auslassventile 29 zum Öffnen und Schließen der entsprechenden offenen Enden der Auslassöffnungen 27 sind im Zylinderkopf 1a vorgesehen, so daß sie sich frei vorwärts und rückwärts bewegen können.
Der Zylinderkopf 1a ist mit der gleichen Anzahl von elektromagnetischen Antriebsmechanismen 30 wie Einlassventilen 28 versehen, um die entsprechenden Einlassventile 28 durch Anwendung einer in Abhängigkeit vom Anlegen eines Erregerstromes erzeugten elektromagnetischen Kraft (hiernach als elektromagnetischer Antriebsmechanismus 30 für die Einlaßseite bezeichnet) vor- und zurückzubewegen. Eine Antriebsschaltung 30a zum Anlegen eines Erregerstromes an die elektromagnetische Antriebsmechanismen 30 der Einlassseite (hiernach als Einlassseitenantriebsschaltung 30a bezeichnet) ist elektrisch an jeden Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite angeschlossen.
Der Zylinderkopf 1a ist mit der gleichen Anzahl von elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 wie Auslassventilen 29 zum Vorbewegen und Zurückbewegen der entsprechenden Auslassventile 29 durch Anwendung einer elektromagnetischen Kraft, die in Abhängigkeit vom Anlegen eines Erregerstromes erzeugt wird (hiernach als elektromagnetische Antriebsmechanismen 31 für die Auslassseite bezeichnet), versehen. Eine Antriebsschaltung 31a zum Anlegen eines Erregerstromes an die elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 der Auslaßseite (hiernach als Auslassseitenantriebsschaltung 31a bezeichnet) ist elektrisch an jeden elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite angeschlossen.
Die vorstehend beschriebenen elektromagnetischen Antriebsmechanismen 30 der Einlassseite, Einlaßseitenantriebsschaltung 30a, elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 der Auslassseite und Auslassseitenantriebsschaltung 31a entsprechen einer Ausführungsform des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung.
Es wird nunmehr der spezielle Aufbau des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite beschrieben. Da der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlaßseite und der elektromagnetische Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite den gleichen Aufbau besitzen, wird im Beispiel nur der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite erläutert.
2 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite zeigt.
Wie in 2 gezeigt, ist der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite 30 mit einer Umfassung 30 versehen, die aus einem zylindrischen nichtmagnetischen Körper geformt ist. Ein erster Kern 301 und ein zweiter Kern 302, die jeweils aus einem ringförmigen weichmagnetischen Körper mit einem Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der Umfassung 300 entspricht, geformt sind, sind in Reihe in einer vorgegebenen Distanz in der Umfassung 300 angeordnet.
Eine erste elektromagnetische Spule 308 wird in einer Position gehalten, in der sie dem vorgegebenen Spalt im ersten Kern 301 gegenüberliegt. Eine zweite elektromagnetische Spule 309 wird in einer Position gehalten, in der sie der ersten elektromagnetischen Spule 308 im zweiten Kern 302 gegenüberliegt. Die erste und zweite elektromagnetische Spule 308, 309 sind elektrisch an die Einlassseitenantriebsschaltung 30a angeschlossen.
Ein Anker 311, der aus einem kreisförmigen weichmagnetischen Körper mit einem Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der Umfassung 300 entspricht, besteht, ist im vorgegebenen Spalt vorgesehen. Der Anker 311 wird von einer oberen Feder 314 gelagert, die in einem Hohlabschnitt des ersten Kernes 301 gehalten ist, und von einer unteren Feder 316, die in einem Hohlabschnitt des zweiten Kerns 302 gehalten ist, so daß er sich in axialer Richtung frei vor- und zurückbewegen kann.
Die Druckkraft der oberen Feder 314 und der unteren Feder 316 ist so eingestellt, daß sie ausgeglichen ist, wenn sich der Anker 311 in einer Position in der Mitte zwischen dem ersten Kern 301 und dem zweiten Kern 302 im vorgegebenen Spalt befindet.
Das Einlassventil 28 ist aus einem Ventilkörper 28a geformt, der die Einlassöffnung 26 öffnet und schließt, indem er auf einem Ventilsitz 12 sitzt oder von diesem getrennt ist, welcher am offenen Ende der Einlassöffnung 26 in der Verbrennungskammer 24 vorgesehen ist, und aus einem Ventilschaft 28b, der säulenförmig ausgebildet ist und dessen distaler Endabschnitt am Ventilkörper 28a fixiert ist.
Der Ventilschaft 28b wird von einer zylindrischen Ventilführung 13 gelagert, die im Zylinderkopf 1a vorgese hen ist, so daß er sich frei vor- und zurückbewegen kann. Der untere Endabschnitt des Ventilschaftes 28b erstreckt sich in die Umfassung 300 des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und ist über den Hohlabschnitt des zweiten Kernes 302 am Anker 311 fixiert.
Die Axiallänge des Ventilschaftes 28b ist so eingestellt, daß dann, wenn der Anker 311 in einer mittigen Position zwischen dem ersten Kern 301 und dem zweiten Kern 302 im vorgegebenen Spalt gehalten wird, d.h. wenn sich der Anker 311 in einem neutralen Zustand befindet, der Ventilkörper 28a in einer mittigen Position zwischen dem vollständig offenen Verschiebungsende und dem vollständig geschlossenen Verschiebungsende gehalten wird (hiernach als halb offene Position bezeichnet).
Wenn bei dem auf diese Weise ausgebildeten elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite kein Erregerstrom von der Einlassseitenantriebsschaltung 30a an der ersten elektromagnetischen Spule 308 und der zweiten magnetischen Spule 309 anliegt, befindet sich der Anker 311 in einem neutralen Zustand und wird somit der Ventilkörper 28a in der halb offenen Position gehalten.
Wenn bei dem elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite ein Erregerstrom von der Einlassseitenantriebsschaltung 30a an die erste elektromagnetische Spule 208 gelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem ersten Kern 301, der ersten elektromagnetischen Spule 308 und dem Anker 311 erzeugt, um den Anker 311 in Richtung auf den ersten Kern 301 zu verschieben. Wenn ein Erregerstrom von der Einlassseitenantriebsschaltung 30a an die zweite elektromagnetische Spule 309 gelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem zweiten Kern 302, der zweiten elektromagnetischen Spule 309 und dem Anker 311 erzeugt, um den Anker 311 in Richtung auf den zweiten Kern 302 zu verschieben.
Durch Anlegen eines Erregerstromes von der Einlassseitenantriebsschaltung 30a abwechselnd an die erste elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 im elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite wird daher der Anker 311 vorbewegt und zurückgezogen und somit der Ventilschaft 28b vor- und zurückbewegt sowie der Ventilkörper 28a gleichzeitig zum Öffnen und Schließen angetrieben.
Hierbei können der Ventilöffnungsbetrag und das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28 durch Änderung der Größe und des Anlegezeitpunktes des Erregerstromes an die erste elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 gesteuert werden.
Wie man ferner 1 entnehmen kann, ist ein aus vier Zweigrohren gebildetes Einlasszweigrohr 33 an den Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen, wobei jedes Zweigrohr des Einlasszeigrohres 33 mit der Einlassöffnung 26 des entsprechenden Zylinders in Verbindung steht. Kraftstoffeinspritzventile 32 sind am Zylin derkopf 1a in Positionen in der Nähe des Verbindungsabschnittes mit dem Einlasszweigrohr 33 so befestigt, daß deren Düsen zu den entsprechenden Einlassöffnungen 26 weisen.
Das Einlaßzweigrohr 33 ist an einen Druckausgleichsbehälter 34 zum Unterdrücken von Einlasspumperscheinungen angeschlossen. Ein Einlaßrohr 35 steht mit dem Druckausgleichsbehälter 34 in Verbindung. Das Einlaßrohr 35 ist an ein Luftfilter 36 zum Entfernen von Staub und Verunreinigungen von der angesaugten Luft angeschlossen.
Ein Durchsatzmesser 44 zum Abgeben von elektrischen Signalen entsprechend der Masse der durch das Einlaßrohr 35 strömenden Luft (d.h. der eingeführten Luftmasse) ist am Einlaßrohr 35 befestigt. Ein Drosselventil 39 zum Einstellen der Strömungsmenge der durch das Einlaßrohr 35 strömenden Luft ist an einer Stelle abstromseitig des Luftdurchlassmessers 44 im Einlaßrohr 35 vorgesehen.
Das Drosselventil 39 ist mit einer Drosselventilbetätigungseinheit 40 versehen, die einen Schrittmotor o.ä. umfasst, um das Drosselventil 39 in Abhängigkeit von der Größe der auf dieses aufgebrachten Kraft zum Öffnen und Schließen anzutreiben, und mit einem Drosselventilpositionssensor 41 zum Abgeben von elektrischen Signalen entsprechend dem Öffnungsgrad des Drosselventils 39.
Der Druckausgleichsbehälter 34 ist an einen ersten Negativdruckkanal 101 angeschlossen, der mit einem Bremsverstärker 100 verbunden ist, welcher als Quelle zum Ver größern der Kraft des Mechanismus zum Abbremsen des Fahrzeuges, in dem die Brennkraftmaschine 1 montiert ist, dient. Der Bremsverstärker 100 entspricht dem Negativdruckmechanismus gemäß der Erfindung.
Ein Einrichtungsventil 102, das einen Luftstrom vom Bremsverstärker 100 zum Luftausdrucksbehälter 34 zuläßt und den Luftstrom zum Bremsverstärker 100 sperrt, ist am ersten Negativdruckkanal 101 vorgesehen.
Ein zweiter Negativdruckkanal 103 ist an den ersten Negativdruckkanal 101 an einer Stelle auf der Seite des Bremsverstärkers 100 des Einrichtungsventils 102 angeschlossen. Der zweite Negativdruckkanal 103 steht mit einer Vakuumpumpe 105 in Verbindung.
Ein Rückschlagventil 104, das einen Luftstrom vom ersten Negativdruckkanal 101 zur Vakuumpumpe 105 ermöglicht und den Luftstrom von der Vakuumpumpe zum Negativdruckkanal 101 sperrt, ist am zweiten Negativdruckkanal 103 vorgesehen.
Ein Vakuumsensor 106 zum Abgeben von elektrischen Signalen, die dem Druck innerhalb des Bremsverstärkers 100 entsprechen, ist am Bremsverstärker 100 befestigt.
Ein Auslasszweigrohr 45, das aus vier Zweigrohren gebildet ist, die sich zu einem einzigen Sammelrohr an einer Stelle unmittelbar abstromseitig der Brennkraftmaschine 1 vereinigen, steht mit dem Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 in Verbindung. Jedes Zweigrohr des Aus lasszweigrohres 45 ist an die Auslassöffnung 27 des entsprechenden Zylinders 21 angeschlossen.
Das Auslaßzweigrohr 45 steht über einen Abgasreinigungskatalysator 46 mit einem Auslassrohr 47 in Verbindung. Das abstromseitige Ende des Auslaßrohres 47 ist an einen nicht gezeigten Schalldämpfer angeschlossen. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48 zum Abgeben eines elektrischen Signales, das dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das Auslasszweigrohr 45 strömenden Abgases entspricht, mit anderen Worten dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases, ist am Auslasszweigrohr 45 befestigt.
Bei dem vorstehend erwähnten Abgasreinigungskatalysator kann es sich um irgendeinen der nachfolgend beschriebenen Katalysatoren oder um eine geeignete Kombination von beliebigen dieser Katalysatoren handeln. Hierzu zählen ein Dreiwegekatalysator zum Reinigen von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) im Abgas, wenn es sich bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases um ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis handelt, das nahe am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis liegt; ein NOx-Katalysator vom Okklusionsreduktionstyp zum Okkludieren von Stickoxiden (NOx) im Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und zum Reduzieren und Reinigen, wenn er okkludierte Stickoxide (NOx) abgibt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Ab gasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist; und ein NOx-Katalysator vom Selektionsreduktionstyp zum Reduzieren und Reinigen von Stickoxiden (NOx) im Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases reich an Sauerstoff ist und ein vorgegebenes Reduktionsmittel vorhanden ist.
Die Brennkraftmaschine 1 ist ferner mit einem Kurbelwellenpositionssensor 51 versehen, der aus einem Timingrotor 51a, welcher am Endabschnitt der Kurbelwelle 23 befestigt ist, und einem elektromagnetischen Aufnehmer 51b, der am Zylinderblock 1b in der Nachbarschaft des Timingrotors 51a befestigt ist, besteht, und einem Wassertemperatursensor 52 versehen, der am Zylinderblock 1b befestigt ist, um die Temperatur des durch den Kühlwasserkanal 1c, welcher in der Brennkraftmaschine 1 ausgebildet ist, fließenden Kühlwassers zu detektieren.
Eine elektronische Steuereinheit 20 (hiernach als ECU bezeichnet) ist ebenfalls in der Brennkraftmaschine 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau vorgesehen, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 zu steuern.
Die ECU 20 ist über eine elektrische Verdrahtung an verschiedene Sensoren angeschlossen, wie den Drosselventilpositionssensor 41, den Luftdurchsatzmesser 44, den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, den Kurbelwellenpositionssensor 51, den Wassertemperatursensor 52 und den Vakuumsensor 106. Die ECU 20 ist ebenfalls über eine elektrische Verdrahtung an einen Gaspedalpositionssensor 43 angeschlossen, um ein elektrisches Signal abzugeben, das der Betätigungsgröße eines in einem Fahrzeugabteil montierten Gaspedales 42 entspricht. Ausgangssignale von jedem dieser Sensoren werden der ECU 20 zugeführt.
Der Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslassseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40, die Vakuumpumpe 105 u.ä. sind über eine elektrische Verdrahtung an die ECU 20 angeschlossen. Die ECU 20 kann den Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselklappenbetätigungseinheit 40 und die Vakuumpumpe 105 mit Ausgangssignalwerten der verschiedenen Sensoren als Parameter steuern.
Wie in 3 gezeigt, ist die ECU 20 mit einer CPU 401, einem ROM 402, einem RAM 403, einem Unterstützungs-RAM 404, einem Eingang 405 und einem Ausgang 406 versehen, die miteinander über einen bidirektionalen Bus 400 verbunden sind. Die ECU 20 ist ferner mit einem A/D-Wandler (A/D) 407 versehen, der an den Eingang 405 angeschlossen ist.
Sensoren, die Signale in einem Analogsignalformat abgeben, wie der Drosselventilpositionssensor 41, der Gaspedalpositionssensor 43, der Luftdurchsatzmesser 44, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, der Wassertemperatursensor 52 und der Vakuumsensor 106, sind über eine elektrische Verdrahtung an den A/D 407 angeschlossen.
Der A/D 407 wandelt die Ausgangssignale der vorstehend erwähnten Sensoren von einem Analogsignalformat in ein Digitalsignalformat um, um diese dem Eingang 405 zuzuführen.
Der Eingang 405 ist über den A/D 407 an die vorstehend erwähnten Sensoren angeschlossen, die Signale in einem Analogsignalformat abgeben, wie den Drosselventilpositionssensor 41, den Gaspedalpositionssensor 43, den Luftdurchsatzmesser 44, den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, den Wassertemperatursensor 52 und den Vakuumsensor 106. Der Eingang 405 ist ferner an Sensoren angeschlossen, die Ausgangssignale in einem Digitalsignalformat abgeben, wie den Kurbelwellenpositionssensor 51.
Der Eingang 405 empfängt die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren direkt oder über den A/D 407 und gibt diese Ausgangssignale an die CPU 401 und den RAM 403 über den bidirektionalen Bus 400 ab.
Der Ausgang 406 ist über eine elektrische Verdrahtung an den Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslassseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40, die Vakuumpumpe 105 u.ä. angeschlossen. Der Ausgang 406 empfängt ein Steuersignal von der CPU 401 über den bidirektionalen Bus 400 und leitet dieses Steuersignal an den Zünder 25a, die Einlaßseitenantriebsschaltung 30, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40 oder die Vakuumpumpe 105 weiter.
Der ROM 402 speichert ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm zum Aufbau eines negativen Betriebsdrucks im Bremsverstärker 106 zusätzlich zur Speicherung von Anwendungsprogrammen, wie: einem Kraftstoffeinspritzmengensteuerprogramm zum Entscheiden über die Kraftstoffeinspritzmenge; einem Kraftstoffeinspritztimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Kraftstoffeinspritztiming; einem Einlaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28; einem Einlassventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Betrag der Öffnung des Einlassventils 28; einem Auslassventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29; einem Auslassventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Auslassventils 29; einem Zündtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Zündtiming; und einem Drosselventiltimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Zündtiming; und einem Drosselventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Drosselventils 39.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Anwendungsprogrammen speichert der ROM 402 diverse Steuerkarten. Beispiele dieser Steuerkarten sind: eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und der Kraftstoffeinspritzmenge wiedergibt; eine Kraftstoffeinspritztimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Kraftstoffeinspritztiming wiedergibt; eine Einlassventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Ventilöffnungs/Schließtiming des Einlassventils 28 wiedergibt; eine Einlaßventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Ventilöffnungsbetrag des Einlassventils 28 wiedergibt; eine Auslassventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29 wiedergibt; eine Auslassventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Ventilöffnungsbetrag des Auslaßventils 29 wiedergibt; eine Zündtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Zündtiming wiedergibt; und eine Drosselventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 wiedergibt.
Der RAM 403 speichert die Ausgangssignale von jedem Sensor, die Berechnungsergebnisse der CPU 401 u.ä. Ein Beispiel eines Berechnungsergebnisses ist die Zahl der Motorumdrehungen, die auf der Basis der Ausgangssignale vom Kurbelwellenpositionssensor 51 berechnet wurde. Die im RAM 403 gespeicherten Daten (die Daten, wie die Ausgangssignale eines jeden Sensors, und die Berechnungsergebnisse der CPU 401) werden jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 51 ein Signal abgibt, als die letzten Daten umgeschrieben.
Bei dem Unterstützungs-RAM 404 handelt es sich um einen nichtflüchtigen Speicher, der Daten beibehält, selbst nachdem die Brennkraftmaschine 1 ihren Betrieb gestoppt hat. Der Unterstützungs-RAM 404 speichert Lernwerte in bezug auf diverse Steuerungen u.ä.
Die CPU 401 arbeitet in Abhängigkeit von den im ROM 402 gespeicherten Anwendungsprogrammen und führt die Bremsverstärkernegativdrucksteuerung zusätzlich zur Kraftstoffeinspritzsteuerung, Einlaßventilöffnungs- und Schließsteuerung, Auslaßventilöffnungs- und Schließsteuerung und Zündsteuerung durch.
Die Bremsverstärkernegativdrucksteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr erläutert.
Bei der Bremsverstärkernegativdrucksteuerung betätigt die CPU 401 die Vakuumpumpe 105, um den Bremsverstärker 100 mit negativem Druck zu versorgen, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind. Beispiele dieser vorgegebenen Bedingungen sind wie folgt: eine vorgegebene Zeitdauer oder mehr ist abgelaufen, seitdem der negative Druck schließlich von der Vakuumpumpe 105 zum Bremsverstärker 100 geleitet worden ist; das Fahrzeug ist eine vorgegebene Distanz oder mehr gelaufen, seitdem der negative Druck schließlich von der Vakuumpumpe 105 zum Bremsverstärker 100 geleitet worden ist; und der negative Druck im Bremsverstärker 100 ist unzureichend. Es wird hier ein Beispiel beschrieben, bei dem die Vakuumpumpe 105 betätigt wird, um den negativen Druck dem Bremsverstärker 105 zuzuführen, wenn der negative Druck im Bremsverstärker 100 unzureichend ist.
Die CPU 401 führt ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm, wie das in 1 gezeigte, aus, wann immer eine Bremsverstärkernegativdrucksteuerung durchgeführt wird. Dieses Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm wird vorher im ROM 402 gespeichert und von der CPU 401 zu vorgegebenen Zeiten (beispielsweise jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 150 ein Impulssignal abgibt) wiederholt durchgeführt.
Im Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm liest in Schritt S401 die CPU 401 zuerst aus dem RAM 403 einen Ausgangssignalwert Va des Vakuumsensors 106.
In Schritt S402 bestimmt die CPU 401, ob der in Schritt S401 ausgelesene Ausgangssignalwert Va einem Maximalwert Vs des für die Betätigung des Bremsverstärkers 100 benötigten negativen Drucks entspricht oder größer als dieser ist oder ob dies nicht der Fall ist (ob das Ausmaß des negativen Drucks Va dem Ausmaß des negativen Drucks Vs entspricht oder geringer ist oder nicht).
Wenn in Schritt S402 bestimmt wird, daß der Ausgangssignalwert Va geringer ist als der Maximalwert Vs, entscheidet die CPU 401, daß ein ausreichender negativer Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 im Brems verstärker 100 sichergestellt ist und stoppt zeitweise das momentane Programm.
Wenn andererseits in Schritt S402 bestimmt wird, daß der Ausgangssignalwert Va dem Maximalwert Vs entspricht oder größer als dieser ist, entscheidet die CPU 401, daß ein unzureichender negativer Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 innerhalb des Bremsverstärkers 100 vorhanden ist, und rückt das Programm zu Schritt S403 vor.
In Schritt S403 legt die CPU 401 einen Antriebsstrom an die Vakuumpumpe 105 und verursacht somit einen Betrieb der Vakuumpumpe 105. In diesem Fall saugt die Vakuumpumpe 105 die Luft innerhalb des Bremsverstärkers 100 heraus, was dazu führt, daß der negative Druck innerhalb des Bremsverstärkers 100 erhöht wird.
In Schritt S404 wird ein neuer Ausgangssignalwert Va des Vakuumsensors 106 in die CPU 401 eingegeben.
In Schritt S405 ermittelt die CPU 401, ob der Ausgangssignalwert Va, der gemäß Schritt S404 eingegeben wurde, auf weniger als den Maximalwert Vs des negativen Drucks, der für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 benötigt wird, reduziert wurde oder nicht.
Wenn in Schritt S405 ermittelt wird, daß der Ausgangssignalwert Va nicht auf weniger als den Maximalwert Vs reduziert wurde, führt die CPU 401 wiederum die Bearbei tung von Schritt S403 und den nachfolgenden Schritten durch.
Wenn andererseits in Schritt S405 ermittelt wird, daß der Ausgangssignalwert Va auf weniger als den Maximalwert Vs reduziert wurde, rückt die CPU 401 zu Schritt S406 vor, indem das Anlegen des Antriebsstromes an die Vakuumpumpe 105 und auf diese Weise der Betrieb der Vakuumpumpe 105 gestoppt wird. Wenn die Vorgehensweise von Schritt S406 beendet worden ist, beendet die CPU 401 zeitweise die Durchführung des momentanen Programms.
Auf diese Weise wird die Negativdruckzuführeinrichtung gemäß der Erfindung durch die CPU 401 verwirklicht, die die Vakuumpumpe 105 gemäß dem Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm steuert.
Da es daher bei der Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Ventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, dem Bremsverstärker 100 einen negativen Betriebsdruck zuzuführen, ohne sich auf den elektromagnetischen Mechanismus zu verlassen, wird es möglich, den für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 erforderlichen negativen Druck sicherzustellen, ohne daß hierdurch irgendein Effekt auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 ausgeübt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform war das beschriebene Beispiel ein solches, bei dem der negative Druck innerhalb des Bremsverstärkers 100 in vorgegebenen Intervallen detektiert wurde. Es ist jedoch auch möglich, den Negativdruck innerhalb des Bremsverstärkers 100 solange zu detektieren, wie sich ein Motorbetriebszustand, gemäß dem kein negativer Einlaßrohrdruck innerhalb des Druckausgleichsbehälters 34 erzeugt wird, andauert.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein elektromagnetischer Ventilzug, bei dem sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil unter Anwendung der elektromagnetischen Kraft zum Öffnen und Schließen angetrieben wird, als variabler Ventilzug gemäß der Erfindung beschrieben. Es kann jedoch auch nur das Einlassventil oder das Auslassventil mit dem elektromagnetischen Ventilzug versehen sein.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein elektromagnetischer Ventilzug als variabler Ventilzug gemäß der Erfindung beschrieben, bei dem das Einlassventil und Auslassventil unter Anwendung der elektromagnetischen Kraft zum Öffnen und Schließen angetrieben werden. Der variable Ventilzug gemäß der Erfindung kann jedoch auch irgendein nachfolgend beschriebener variabler Ventilzug oder eine geeignete Kombination dieser variablen Ventilzüge sein. Hierzu zählen: ein hydraulischer variabler Ventilzug unter Anwendung von hydraulischem Druck anstelle der elektromagnetischen Kraft; und ein mechanischer variabler Ventilzug, der bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Nockenwelle versehen ist, welche unter Anwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle Einlass- und Auslassventile zum Öffnen und Schließen antreibt, das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile durch Änderung der Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle einstellt.
<Zweite Ausführungsform>
Die zweite Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Ventil gemäß der Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den 5 bis 7 beschrieben. Es werden hierbei nur diejenigen Teile beschrieben, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und es wird auf eine Beschreibung der gleichen Teile verzichtet.
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der negative Betriebsdruck dem Bremsverstärker als Negativdruckmechanismus unter Verwendung einer Vakuumpumpe als Negativdruckzuführeinrichtung gemäß der Erfindung zugeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch ein Beispiel beschrieben, bei dem der negative Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers unter Verwendung eines Drosselventils und eines variablen Ventilzuges erzeugt wird.
5 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau der Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Bei der Brennkraftmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Negativdruckkanal 101, der den Druckausgleichsbehälter 34 und den Bremsverstärker 100 verbindet, nur mit dem Einrichtungsventil (Rückschlagventil) 102 versehen, um einen Luftstrom vom Bremsverstärker 100 zum Druckausgleichsbehälter 34 zuzulassen und einen Luftstrom zum Bremsverstärker 100 zu sperren.
Wie in 6 gezeigt, sind der Drosselventilpositionssensor 41, der Gaspedalpositionssensor 43, der Luftdurchsatzmesser 44, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, der Kurbelwellenpositionssensor 51, der Wassertemperatursensor 52 und der Vakuumsensor 106 über eine elektrische Verdrahtung mit der ECU 20 verbunden, die in der Brennkraftmaschine 1 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion vorgesehen ist. Ausgangssignale dieser Sensoren werden der ECU 20 zugeführt.
Der Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32 und die Drosselventilbetätigungseinheit 40 sind über eine elektrische Verdrahtung an die ECU 20 angeschlossen. Die ECU 20 kann den Zünder 25a, die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32 und die Drosselventilbetätigungseinheit 40 mit Ausgangssignalwerten der verschiedenen Sensoren als Parameter steuern.
Der ROM 402 speichert ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm zum Aufbau eines negativen Betriebsdrucks im Bremsverstärker 100 zusätzlich zur Speicherung von Anwendungsprogrammen, wie beispielsweise: einem Kraftstoffeinspritzmengensteuerprogramm zum Entscheiden über die Kraftstoffeinspritzmenge; einem Kraftstoffeinspritztimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Kraftstoffeinspritztiming; einem Einlaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Einlaßventils 28; einem Einlassventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Einlassventils 28; einem Auslaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29; einem Auslassventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Auslassventils 29; einem Zündtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Zündtiming; und einem Drosselventilöffnungsbetragssteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Drosselventils 39.
Der ROM 402 speichert diverse Steuerkarten zusätzlich zu den obigen Anwendungsprogrammen. Beispiele dieser Steuerkarten sind: eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und der Kraftstoffeinspritzmenge wiedergibt; eine Kraftstoffeinspritztimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Kraftstoffeinspritztiming wiedergibt; eine Zündtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Zündtiming wiedergibt; eine Einlaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28 wiedergibt; eine Einlaßventilöffnungsbetragsteuer karte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Ventilöffnungsbetrag des Einlassventils 28 wiedergibt; eine Auslassventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29 wiedergibt; eine Auslassventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungsbetrag des Auslassventils 29 wiedergibt; und eine Drosselventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 wiedergibt.
In diesem Fall arbeitet die CPU 401 nach dem im ROM 402 gespeicherten Anwendungsprogrammen und führt die Bremsverstärkernegativdrucksteuerung zusätzlich zur Kraftstoffeinspritzsteuerung, Einlaßventilöffnungs- und Schließsteuerung, Auslaßventilöffnungs- und Schließsteuerung, Zündsteuerung und Drosselventilsteuerung durch.
Es wird nunmehr die Bremsverstärkernegativdrucksteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei der Bremsverstärkernegativdrucksteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert die CPU 401 den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite, den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite und das Drosselventil 39, um einen negativen Einlassventildruck im Druckausgleichsbehälter 34 zu erzeugen, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt wer den. Beispiele dieser vorgegebenen Bedingungen sind wie folgt: Es ist eine vorgegebene Zeitdauer oder mehr vergangen, seitdem der negative Druck der Einlassseite schließlich im Druckausgleichsbehälter 34 erzeugt worden ist; das Fahrzeug ist eine vorgegebene Distanz oder mehr gelaufen, seitdem der negative Einlassrohrdruck schließlich im Druckausgleichsbehälter 34 erzeugt worden ist; und das Fahrzeug befindet sich in einem Verzögerungszustand. Es wird hier ein Beispiel beschrieben, bei dem der negative Einlassrohrdruck im Druckausgleichsbehälter 34 erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet.
Die CPU 401 führt ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm durch, wie das in 7 gezeigte, wann immer die Bremsverstärkernegativdrucksteuerung durchgeführt wird. Dieses Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm wird vorher im ROM 402 gespeichert und von der CPU 401 auf wiederholte Weise in vorgegebenen Intervallen durchgeführt (beispielsweise jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor ein Impulssignal abgibt).
Bei dem Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm bestimmt in Schritt S701 die CPU 401 zuerst, ob sich das Fahrzeug, das mit der Brennkraftmaschine 1 versehen ist, in einem Verzögerungszustand befindet. Das Verfahren, das zur Bestimmung eingesetzt wird, ob sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet oder nicht, kann beispielsweise ein Verfahren sein, bei dem bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, wenn der Ausgangssignalwert des Gaspedalposi tionssensors 43 (der Gaspedalöffnungsbetrag) sich in Ventilschließrichtung verändert. Alternativ dazu kann das angewendete Verfahren ein Verfahren sein, bei dem bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Verzögerungsrichtung verändert, ein Verfahren, bei dem bestimmt wird, ob sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, wenn sich die Zahl der Motorumdrehungen in einer abnehmenden Richtung verändert, oder ein Verfahren, bei dem bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, wenn sich das Bremspedal in einem betätigten Zustand befindet.
Wenn in Schritt S701 festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug nicht in einem Verzögerungszustand befindet, hält die CPU 401 das momentane Programm zeitweise an.
Wenn andererseits in Schritt S701 ermittelt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet, rückt die CPU 401 zu Schritt S702 vor, in dem der Ausgangssignalwert ACCP des Gaspedalpositionssensors 43 (der Gaspedalöffnungsbetrag) eingegeben wird.
In Schritt S703 berechnet die CPU 401 die Größe des Verzögerungsdrehmomentes, mit anderen Worten die Größe der Motorbremskraft entsprechend dem in Schritt S701 eingegebenen Gaspedalöffnungsbetrag ACCP.
Es ist auch möglich, im voraus experimentell die Beziehungen zwischen dem Gaspedalöffnungsbetrag und dem Ver zögerungsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 zu bestimmen und diese Beziehungen zwischen dem Gaspedalöffnungsbetrag und dem Verzögerungsdrehmoment aufzuzeichnen und im ROM 402 zu speichern. In diesem Fall greift die CPU 401 auf die Karte mit dem Gaspedalöffnungsbetrag ACCP als Parameter zurück und berechnet das Verzögerungsdrehmoment entsprechend diesem Gaspedalöffnungsbetrag ACCP.
In Schritt S704 berechnet die CPU 401 einen Drosselventilöffnungsbetrag Ta, der dem in Schritt S703 berechneten Verzögerungsdrehmoment entspricht. Auch in diesem Fall ist es möglich, im voraus experimentell die Beziehungen zwischen dem Drosselventilöffnungsbetrag Ta und dem Verzögerungsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 zu bestimmen und diese Beziehungen zwischen dem Drosselventilöffnungsbetrag Ta und dem Verzögerungsdrehmoment aufzuzeichnen und im ROM 402 zu speichern.
In Schritt S705 steuert die CPU 401 die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a und/oder die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a so, daß die Pumpeneffizienz, die die Lufteinführung in die Brennkraftmaschine 1 beeinflußt, maximiert wird. Dabei steuert die CPU 401 die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a und/oder Auslassseitenantriebsschaltung 31a so, daß das Öffnungs- und Schließtimung und/oder der Öffnungsbetrag von mindestens einem Ventil des Einlassventils 28 und Auslassventils 29 für die Brennkraftmaschine 1 optimiert werden, um die neue Luft in den Druckausgleichsbehälter 34 herauszupumpen.
Da sich die Pumpeneffizienz, die die Lufteinführung in die Brennkraftmaschine 1 beeinflußt, in Abhängigkeit von der Zahl der Motorumdrehungen unterscheidet, kann die CPU 441 das Öffnungs- und Schließtiming und/oder den Öffnungsbetrag des Einlassventils 28 und/oder Auslassventils 29 unter Verwendung der Zahl der Motorumdrehungen als Parameter berechnen.
In Schritt S706 steuert die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40 derart, daß das Drosselventil 39 bis zu dem in Schritt S704 berechneten Drosselklappenöffnungsbetrag Ta geöffnet wird.
In diesem Fall wird das optimale Verzögerungsdrehmoment (die Bremskraft des Motors) entsprechend dem Betrag, mit dem das Gaspedal 42 vom Fahrer betätigt wird (Gaspedalöffnungsbetrag), in der Brennkraftmaschine 1 erzeugt.
Da das Drosselventil 39 zusätzlich zur auf einen Maximalwert eingestellten Pumpeneffizienz, die die Lufteinführung in die Brennkraftmaschine 1 beeinflußt, in Ventilöffnungsrichtung angetrieben wird, wird ein negativer Einlaßrohrdruck im Druckausgleichsbehälter 34 erzeugt. Infolgedessen wird der negative Einlassrohrdruck im Druckausgleichsbehälter 34 über den Negativdruckkanal 101 an den Bremsverstärker 100 gelegt, und es wird ein ausreichender negativer Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 sichergestellt.
Im Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm kann die CPU 401 auch bei einem Gaspedalöffnungsbetrag von Null den Drosselventilöffnungsbetrag Ta auf vollständig geschlossen einstellen und die Durchführung der Kraftstoffeinspritzung stoppen, so daß das Verzögerungsdrehmoment auf das Maximum eingestellt wird.
Auf diese Weise wird die Negativdruckerzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung durch die CPU 401 verwirklicht, die den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite, den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite und das Drosselventil 39 gemäß dem Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm steuert.
Mit der Bremskraftmaschine, die den variablen Ventilzug gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist, ist es somit möglich, einen negativen Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 sicherzustellen, während ein ausreichendes Verzögerungsdrehmoment, das vom Fahrer gefordert wird, bereitgestellt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann es sich bei dem variablen Ventilzug gemäß der Erfindung um einen elektromagnetischen Ventilzug handeln, bei dem sowohl das Einlassventil als auch das Auslaßventil unter Anwendung der elektromagnetischen Kraft zum Öffnen und Schließen angetrieben wird.
Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform der variable Ventilzug gemäß der Erfindung irgendeiner der nachfolgend beschriebenen variablen Ventilzüge oder eine geeignete Kombination dieser variablen Ventilzüge sein. Hierzu zählen: ein hydraulischer variabler Ventilzug, der hydraulischen Druck anstelle der elektromagnetischen Kraft anwendet; und ein mechanischer variabler Ventilzug, der bei einer mit einer Nockenwelle versehenen Brennkraftmaschine, welche Einlaß- und Auslassventile unter Anwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle öffnet und schließt, das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile durch Ändern der Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle einstellt.
<Dritte Ausführungsform>
Die dritte Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit variablem Ventilzug gemäß der Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit 8 erläutert. Diejenigen Elemente, die sich von den Elementen der zweiten Ausführungsform unterscheiden, werden hier beschrieben, und es wird auf eine Beschreibung der gleichen Elemente verzichtet.
Bei der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wurde ein Beispiel erläutert, bei dem der negative Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers sichergestellt wird, indem das Drosselventil 39 und der elektromagnetische Ventilzug in Kombination verwendet werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch ein Beispiel beschrieben, bei dem der negative Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers unter Verwendung des Drosselventils und des elektromagnetischen Ventilzuges in Kombination sichergestellt wird, wenn ein unzureichender negativer Druck innerhalb des Bremsverstärkers vorhanden ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die CPU 401 der ECU 20 ein Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm durch, wie das in 8 gezeigte, wenn der negative Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 gesichert wird. Dieses Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm wird im voraus im ROM 402 gespeichert und auf wiederholte Weise in vorgegebenen Intervallen (beispielsweise jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 51 ein Impulssignal abgibt) von der CPU 401 durchgeführt.
Im Bremsverstärkernegativdrucksteuerprogramm liest die CPU 401 zuerst in Schritt S801 einen Ausgangssignalwert Va des Vakuumsensors 106 aus dem RAM 403.
In Schritt S802 ermittelt die CPU 401, ob der Ausgangssignalwert Va, der in Schritt S801 eingegeben wurde, einen Maximalwert Vs des negativen Drucks, der für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 erforderlich ist, entspricht oder nicht (ob das Ausmaß des negativen Drucks Va dem Ausmaß des negativen Drucks Vs entspricht oder geringer ist).
Wenn in Schritt S802 ermittelt wird, daß der Ausgangssignalwert Va geringer ist als der Maximalwert Vs, entscheidet die CPU 401, daß ein ausreichender negativer Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 innerhalb des Bremsverstärkers 100 sichergestellt ist und hält zeitweise das momentane Programm an.
Wenn andererseits in Schritt S802 ermittelt wird, daß der Ausgangssignalwert Va dem Maximalwert Vs entspricht oder größer als dieser Wert ist, entscheidet die CPU 401, daß ein unzureichender negativer Druck für den Betrieb des Bremsverstärkers 100 innerhalb desselben vorhanden ist, und rückt das Programm zu Schritt S803 vor.
In Schritt S803 berechnet die CPU 401 den minimalen Drosselventilöffnungsbetrag Ta zur Erzeugung des gleichen Drehmoments, wie dies momentan von der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird, und die Öffnungs- und Schließtimings Vtiming sowie Öffnungsbeträge Vlift des Einlaßventiles und Auslaßventiles 28 und 29. Mit anderen Worten, die CPU 401 berechnet den minimalen Drosselventilöffnungsbetrag Ta und die Öffnungs- und Schließtimings Vtiming und Öffnungsbeträge Vlift, mit denen im wesentlichen die gleiche Ansaugluftmenge wie die momentane Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 1 sichergestellt werden kann.
In Schritt S804 berechnet die CPU 401 den negativen Einlassrohrdruck Pn, der vom Drosselventilöffnungswinkel Ta, welcher in Schritt S803 berechnet wurde, erzeugt werden kann, und die momentane Anzahl der Motorumdrehungen.
In Schritt S805 ermittelt die CPU 401, ob der in Schritt S804 berechnete negative Einlassrohrdruck Pn geringer ist als der Ausgangssignalwert Va, der in Schritt S801 eingegeben wurde.
Wenn in Schritt S805 ermittelt wird, daß der negative Einlassrohrdruck Pn, der in Schritt S804 berechnet wurde, geringer ist als der Ausgangssignalwert Va, rückt die CPU 401 zu Schritt S806 vor, in dem die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so gesteuert wird, daß das Drosselventil 39 bis zum Drosselventilöffnungswinkel Ta geöffnet wird. Die CPU 401 steuert ferner die Einlassseitenantriebsschaltung 30a und die Auslassseitenantriebsschaltung 31a so, daß die tatsächlichen Öffnungs- und Schließtimings und Öffnungsbeträge der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 auf die Öffnungs- und Schließtimings Vtiming und Öffnungsbeträge Vlift eingestellt werden.
Als nächstes rückt die CPU 401 zu Schritt S807 vor, in dem der Ausgangssignalwert Va des Vakuumsensors 106 wiederum eingegeben wird.
In Schritt S808 ermittelt die CPU 401, ob der Ausgangssignalwert Va, der in Schritt S807 eingegeben wurde, auf oder unter den negativen Einlassrohrdruck Pn abgefallen ist.
Wenn in Schritt S808 ermittelt wird, daß der Ausgangssignalwert Va, der in Schritt S807 eingegeben wurde, nicht auf oder unter den negativen Einlassrohrdruck Pn gefallen ist, wiederholt die CPU 401 die vorstehend beschriebene Vorgehensweise von Schritt S806 und den nachfolgenden Schritten.
Wenn andererseits in Schritt S808 festgestellt wird, daß der in Schritt S807 eingegebene Ausgangssignalwert Va auf den negativen Einlassrohrdruck Pn oder einen geringeren Wert als diesen abgefallen ist, rückt die CPU 401 zu Schritt S809 vor, in dem die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so gesteuert wird, daß das Drosselventil 39 bis zum normalen Öffnungsbetrag geöffnet wird, und der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite sowie der elektromagnetische Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite so gesteuert werden, daß die tatsächlichen Öffnungs- und Schließtimingwerte und Öffnungsbeträge der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 wieder auf die normalen Öffnungs- und Schließtimingwerte und Öffnungsbeträge eingestellt werden.
Wenn die CPU 401 die Verarbeitung von Schritt S809 beendet hat, wird die Verarbeitung des momentanen Programms zeitweise beendet.
Wenn in Schritt S802 festgestellt wird, daß der Ausgangssignalwert Va dem Maximalwert Vs des negativen Drucks, der für die Betätigung des Bremsverstärkers 100 erforderlich ist, entspricht oder größer als dieser ist, beendet die CPU 401 zeitweise die Verarbeitung des laufenden Programms. Die CPU 401 kann dann zu Schritt S701 vorrücken, der bei der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, um eine solche Negativdrucksteuerung des Bremskraftverstärkers, wie vorstehend bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, zu der Zeit durchzuführen, zu der das Fahrzeug in einen Verzögerungszustand gerät.
Wie vorstehend beschrieben, ist es mit der CPU 401, die das Bremskraftverstärkernegativdrucksteuerprogramm durchführt, möglich, einen negativen Druck für die Funktionsweise des Bremskraftverstärkers 100 sicherzustellen, ohne Drehmomentveränderungen in der Brennkraftmaschine 1 zu verursachen.
<Vierte Ausführungsform>
Hiernach wird die vierte Ausführungsform der mit einem variablen Ventilzug gemäß der Erfindung versehenen Brennkraftmaschine 1 in Verbindung mit den 9 bis 12 beschrieben. Es wird ein elektromagnetischer Ventilzug zum Betreiben der Einlaß- und Auslassventile zum Öffnen und Schließen derselben unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft als Beispiel des variablen Ventilzuges gemäß der Erfindung erläutert. Ferner wird eine Kraftstoffverdampfungsbearbeitungsvorrichtung als Beispiel des Negativdruckmechanismus gemäß der Erfindung beschrieben.
9 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine und eines Einlaß- und Auslasssystems derselben gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die in 9 gezeigte Brennkraftmaschine 1 ist ein wassergekühlter Viertaktbenzinmotor, der mit vier Zylindern 21 versehen ist.
Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock 1b auf, in dem die vier Zylinder 21 und ein Kühlwasserkanal 1c ausgebildet sind, sowie einen Zylinderkopf 1a, der an der Oberseite des Zylinderblocks 1b fixiert ist.
Eine Kurbelwelle 23 als Motorausgangswelle wird vom Zylinderblock 1b drehbar gelagert. Diese Kurbelwelle 23 ist über Verbindungsstangen mit Kolben 22 verbunden, die gleitend in den entsprechenden Zylindern 21 beaufschlagt sind.
Über den Kolben 22 der entsprechenden Zylinder 21 sind Verbrennungskammern 24 durch die Deckfläche des Kolbens 22 und die Seitenwände des Zylinderkopfes 1a gebildet. Zündkerzen 25 sind am Zylinderkopf 1a befestigt, so daß sie auf die Verbrennungskammern 24 der entsprechenden Zylinder 21 weisen. Ein Zünder 25a zum Anlegen eines Antriebsstromes an die Zündkerzen 25 ist an die Zündkerzen angeschlossen.
Zwei offene Enden von Einlassöffnungen 26 und zwei offene Enden von Auslaßöffnungen 27 sind im Zylinderkopf 1a an Stellen ausgebildet, die auf die Verbrennungskammer 24 eines jeden Zylinders 21 weisen. Einlassventile 28 zum Öffnen und Schließen der entsprechenden offenen Enden der Einlaßöffnungen 26 und Auslassventile 29 zum Öffnen und Schließen der entsprechenden offenen Enden der Auslassöffnungen 27 sind im Zylinderkopf 1a vorgesehen, so daß sie sich frei vor- und zurückbewegen können.
Der Zylinderkopf 1a ist mit der gleichen Zahl von elektromagnetischen Antriebsmechanismen 30 versehen wie Einlassventile 28 zum Vorbewegen und Zurückbewegen der ent sprechenden Einlassventile 28 vorhanden sind, wobei die in Abhängigkeit vom Anlegen eines Erregerstromes erzeugte elektromagnetische Kraft genutzt wird (hiernach als elektromagnetische Antriebsmechanismen 30 der Einlassseite bezeichnet). Eine Antriebsschaltung 30a zum Anlegen eines Erregerstromes an die elektromagnetischen Antriebsmechanismen 30 der Einlassseite (hiernach als Einlassseitenantriebsschaltung 30a bezeichnet) ist elektrisch an jeden elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite angeschlossen.
Der Zylinderkopf 1a ist mit der gleichen Zahl von elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 wie Auslassventile 29 versehen, um die entsprechenden Auslassventilen 29 vor- und zurückzubewegen, wobei die elektromagnetische Kraft genutzt wird, die in Abhängigkeit vom Anlegen eines Erregerstromes erzeugt wird (hiernach als elektromagnetische Antriebsmechanismen 31 der Auslaßseite bezeichnet). Eine Antriebsschaltung 31a zum Anlegen eines Erregerstromes an die elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 der Auslassseite (hiernach als Auslassseitenantriebsschaltung 31a bezeichnet) ist an jeden elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslaßseite elektrisch angeschlossen.
Die vorstehend erwähnten elektromagnetischen Antriebsmechanismen 30 der Einlassseite, Einlassseitenantriebsschaltung 30a, elektromagnetischen Antriebsmechanismen 31 der Auslassseite und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a entsprechen dem variablen Ventilzug gemäß der Erfindung.
Es wird nunmehr der spezielle Aufbau des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite beschrieben. Da der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und der elektromagnetische Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite die gleiche Konstruktion besitzen, wird nur der elektromagnetische Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite als Beispiel beschrieben.
10 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite zeigt. Gemäß 10 ist der Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 mit einem unteren Kopf 10, der an der Oberseite des Zylinderblocks 1b fixiert ist, und einem oberen Kopf 11, der auf dem unteren Kopf 10 vorgesehen ist, versehen.
Zwei Einlaßöffnungen 26 pro Zylinder 21 sind im unteren Kopf 10 ausgebildet, und ein Ventilsitz 12, in dem ein Ventilkörper 28 des Einlaßventils 28 sitzt, ist am offenen Ende einer jeden Einlassöffnung 26, die auf die Verbrennungskammer 24 weist, vorgesehen.
Ein Durchgangsloch mit einem kreisförmigen Querschnitt ist im unteren Kopf 10 ausgebildet, so daß es sich von der Innenwandfläche einer jeden Einlassöffnung 26 bis zur Oberseite des unteren Kopfes 10 erstreckt. Eine zylindrische Ventilführung 13 ist in jedes Durchgangsloch eingesetzt. Ein Ventilschaft 28b des Einlassventils 28 erstreckt sich durch das Innenloch der Ventilführung 13, so daß er sich in Axialrichtung vor- und zurückbewegen kann.
Ein Kernbefestigungsloch 14 mit kreisförmigem Querschnitt ist im oberen Kopf so ausgebildet, daß es die gleiche Mittelachse besitzt wie die Ventilführung 13. Ein unterer Abschnitt 14b des Kernbefestigungslochs 14 hat einen Durchmesser, der größer ist als der eines oberen Abschnittes 14a desselben. Hiernach wird der untere Abschnitt 14b des Kernbefestigungslochs 14 als Abschnitt 14b mit großem Durchmesser bezeichnet, während der obere Abschnitt 14a des Kernbefestigungslochs 14 als Abschnitt 14a mit kleinem Durchmesser bezeichnet wird.
Ein ringförmiger erster und zweiter Kern 301 und 302, die jeweils aus einem weichmagnetischen Körper geformt sind, sind in Reihe in den Abschnitt 14a mit kleinem Durchmesser mit einem vorgegebenen Spalt 303 dazwischen axial eingepasst. Flansche 301a und 302a sind am oberen Ende des ersten Kernes 301 und am unteren Ende des zweiten Kernes 302 ausgebildet. Der erste Kern 301 ist in das Kernbefestigungsloch 14 von oben eingepaßt, während der zweite Kern 302 in dieses von unten eingepaßt ist. Der erste und zweite Kern 301 und 302 werden durch die Flansche 301a und 302a positioniert, die an die entsprechenden Randabschnitte des Kernbefestigungslochs 14 stoßen, wodurch der vorgegebene Spalt 103 dazwischen aufrecherhalten wird.
Eine ringförmige obere Kappe 305 ist auf dem ersten Kern 301 vorgesehen. Diese obere Kappe 305 ist an der Oberseite des oberen Kopfes 11 mit Hilfe von Bolzen 304 fixiert, die sich durch einen Flanschabschnitt 305 erstrecken, der am unteren Ende der oberen Kappe 305 ausgebildet ist. In diesem Fall ist das untere Ende der oberen Kappe 305 einschließlich des Flanschabschnittes 305a am Umfangsrandabschnitt der Oberseite des ersten Kernes 301 in anschlagender Weise fixiert, so daß der erste Kern 301 am oberen Kopf 11 fixiert ist.
Andererseits ist eine untere Kappe 307, die aus einem ringförmigen Körper mit einem Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser des Abschnittes 14b mit großem Durchmesser des Kernbefestigungslochs 14 entspricht, geformt ist, unter dem zweiten Kern 302 vorgesehen. Mit Hilfe von Bolzen 307, die sich durch die untere Kappe 307 erstrecken, ist die untere Kappe 307 an der nach unten weisenden Stufenfläche des abgestuften Abschnittes zwischen dem Abschnitt 14a mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt 14b mit großem Durchmesser fixiert. In diesem Fall ist die untere Kappe 307 in anschlagender Weise am Umfangsrandabschnitt der unteren Fläche des zweiten Kernes 302 so befestigt, daß der zweite Kern 302 am oberen Kopf 11 fixiert ist.
Eine elektromagnetische Spule 308 wird in einer an der Fläche des ersten Kernes 301, die zum Spalt 303 weist, ausgebildeten Nut gehalten, und eine elektromagnetische Spule 309 wird in einer an der Fläche des zweiten Kernes 302, die zum Spalt 303 weist, ausgebildeten Nut gehal ten. Die erste und zweite elektromagnetische Spule 308 und 309 sind so angeordnet, daß sie aufeinander zu weisen, wobei sich der Spalt 303 dazwischen befindet. Die erste und zweite elektromagnetische Spule 308 und 309 sind an die Einlassseitenantriebsschaltung 30a elektrisch angeschlossen.
Ein aus einem ringförmigen weichmagnetischen Körper gebildeter Anker 311 mit einem Außendurchmesser, der geringer ist als der Innendurchmesser des Spaltes 303, ist im Spalt 303 vorgesehen. Eine säulenförmige Ankerwelle 310, die sich vertikal entlang der Mittelachse des Ankers 311 erstreckt, ist in einem hohlen Abschnitt des Ankers 311 ausgebildet. Diese Ankerwelle 310 erstreckt sich durch einen hohlen Abschnitt des ersten Kernes 301 nach oben in die obere Kappe 305 an ihrem oberen Ende. Die Ankerwelle 310 erstreckt sich des weiteren durch einen hohlen Abschnitt des zweiten Kernes 302 nach unten in den Abschnitt 14b mit großem Durchmesser an ihrem unteren Ende. Somit wird die Ankerwelle 310 vom ersten und zweiten Kern 301 und 302 so gehalten, daß sie sich in Axialrichtung vor- und zurückbewegen kann.
Ein scheibenförmiger oberer Halter 312 ist mit dem oberen Endabschnitt der Ankerwelle 310 verbunden, der sich in die obere Kappe 305 erstreckt, und ein Stellbolzen 313 ist in eine obere Öffnung der oberen Kappe 305 geschraubt. Eine obere Feder 314 ist zwischen dem oberen Halter 312 und dem Stellbolzen 313 vorgesehen. Ein Federblech 315 mit einem Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der oberen Kappe 305 ent spricht, ist zwischen den Stoßflächen des Stellbolzens 313 und der oberen Feder 314 angeordnet.
Das obere Ende des Ventilschaftes 28b des Einlaßventils 28 stößt gegen das untere Ende der Ankerwelle 310, die sich in den Abschnitt 14b mit großem Durchmesser erstreckt. Ein scheibenförmiger unterer Halter 28c ist mit dem Außenumfang des oberen Endabschnittes des Ventilschaftes 28b verbunden, und eine untere Feder 316 ist zwischen der Unterseite des unteren Halters 28c und der Oberseite des unteren Kopfes 10 vorgesehen.
Wenn bei dem auf diese Weise ausgebildeten elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 für die Einlassseite kein Erregerstrom von der Einlaßseitenantriebsschaltung 30a für die erste und zweite elektromagnetische Spule 308 und 309 anliegt, wird eine abwärts gerichtete Vorspannkraft (d.h. in einer Richtung, in der das Einlassventil 28 geöffnet wird) von der oberen Feder 314 auf die Ankerwelle 310 sowie eine aufwärts gerichtete Vorspannkraft (d.h. in einer Richtung, in der das Einlassventil 28 geschlossen wird) von der unteren Feder 316 auf das Einlaßventil 28 aufgebracht. Infolgedessen stoßen die Ankerwelle 310 und das Einlassventil 28 gegeneinander und werden somit in vorgegebenen Positionen in einem elastisch gelagerten Zustand, d.h. in einem neutralen Zustand, gehalten.
Die entsprechenden Vorspannkräfte der oberen Feder 314 und unteren Feder 316 sind so eingestellt, daß die neutrale Position des Ankers 311 der Zwischenposition zwischen dem ersten Kern 301 und dem zweiten Kern 302 dem Spalt 303 entspricht. Wenn die neutrale Position des Ankers 311 aus der vorstehend erwähnten Zwischenposition infolge einer Anfangstoleranz, einer Halterung o.ä. der Komponenten verschoben wird, kann sie mit dem Stellbolzen 313 eingestellt werden, so daß sie der Zwischenposition entspricht.
Darüber hinaus sind die entsprechenden Axiallängen der Ankerwelle 310 und des Ventilschaftes 28b so eingestellt, daß der Ventilkörper 28a in der Zwischenposition zwischen dem vollständig offenen Verschiebungsende und dem vollständig geschlossenen Verschiebungsende (hiernach als halb geöffnete Position bezeichnet) gehalten wird, wenn sich der Anker 311 in der Zwischenposition im Spalt 303 befindet.
Wenn bei dem elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite ein Erregerstrom von der Einlassseitenantriebsschaltung 30a an die erste elektromagnetische Spule 308 gelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem ersten Kern 301, der ersten elektromagnetischen Spule 308 und dem Anker 311 erzeugt, so daß der Anker 311 in Richtung auf den ersten Kern 301 verschoben wird. Wenn ein Erregerstrom von der Einlaßseitenantriebsschaltung 30a an die zweite elektromagnetische Spule 309 gelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem zweiten Kern 302, der zweiten elektromagnetischen Spule 309 und dem Anker 311 erzeugt, so daß der Anker 311 in Richtung auf den zweiten Kern 302 verschoben wird.
Durch abwechselndes Anlegen eines Erregerstromes von der Einlaßseitenantriebsschaltung 30a an die erste elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 im elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite wird der Anker 311 somit vor- und zurückbewegt und somit der Ventilschaft 28b zur Durchführung einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung angetrieben und der Ventilkörper 28a gleichzeitig zum Öffnen und Schließen gebracht.
Hierbei kann das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28 durch Ändern der Größe und des Anlegetimings des Erregerstromes an die erste elektromagnetische Spule 308 und die zweite elektromagnetische Spule 309 gesteuert werden.
Ein Ventilhubsensor 317 zum Detektieren der Verschiebung des Einlassventils 28 ist ebenfalls am elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite montiert. Dieser Ventilhubsensor 317 umfaßt ein scheibenförmiges Target 317a, das an der Oberseite des oberen Halters 312 befestigt ist, und einen Spaltsensor 317b, der im Stellbolzen 313 montiert ist, so daß er zum oberen Halter 312 weist.
In dem auf diese Weise ausgebildeten Ventilhubsensor 317 wird das Target 317a zusammen mit dem Anker 311 des elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite verschoben, so daß der Spaltsensor 317b ein elektrisches Signal abgibt, das der Distanz zwischen dem Spaltsensor 317b und dem Target 317a entspricht.
Ein Ausgangssignalwert des Spaltsensors 317b, der der Anordnung des Ankers 311 im neutralen Zustand entspricht, wird vorgespeichert. Somit kann die Verschiebung des Ankers 311 und Einlassventils 28 spezifiziert werden, indem die Abweichung eines momentanen Ausgangssignalwertes des Spaltsensors 317b gegenüber dem vorgespeicherten Ausgangssignalwert berechnet wird.
Wie in 9 gezeigt, ist ein Einlasszweigrohr 33, das aus vier Zweigrohren gebildet ist, mit dem Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 verbunden, wobei jedes Zweigrohr des Einlasszweigrohres 33 mit der Einlaßöffnung 26 des entsprechenden Zylinders 21 in Verbindung steht. Kraftstoffeinspritzventile 32 sind am Zylinderkopf 1a an Stellen in der Nähe des Verbindungsabschnittes mit dem Einlasszweigrohr 33 so befestigt, daß ihre Düsen auf die entsprechenden Einlassöffnungen 26 weisen.
Das Einlasszweigrohr 33 ist mit einem Druckausgleichsbehälter 34 verbunden, um Einlassdruckschwankungen zu unterdrücken. Ein Einlassrohr 35 ist mit dem Druckausgleichsbehälter 34 verbunden. Das Einlassrohr 35 steht mit einem Luftfilter 36 in Verbindung, um Staub und Verunreinigungen aus der Einlassluft zu entfernen.
Ein Luftdurchflussmesser 44 zum Abgeben eines elektrischen Signales entsprechend der Masse der durch das Einlaßrohr 35 strömenden Luft (d.h. der Masse der Einlassluft) ist am Einlassrohr 35 befestigt. Ein Drosselventil 39 zum Einstellen des Durchsatzes der durch das Einlassrohr 35 strömenden Einlassluft ist an einer Stelle abstromseitig des Luftdurchflussmessers 44 im Einlassrohr 35 vorgesehen.
Das Drosselventil 39 ist mit einer Drosselventilbetätigungseinheit 40 versehen, die von einem Schrittmotor o.ä. gebildet wird, um das Drosselventil 39 in Abhängigkeit von der Größe der aufgebrachten Energie zu öffnen und zu schließen. Ferner besitzt das Drosselventil einen Drosselventilpositionssensor 41 zum Abgeben eines elektrischen Signales entsprechend dem Öffnungsbetrag des Drosselventils 39.
Ein Auslasszweigrohr 45, das aus vier Zweigrohren gebildet ist, die in ein einziges Sammelrohr an einer Stelle unmittelbar abstromseitig der Brennkraftmaschine 1 übergehen, ist mit dem Zylinderkopf 1a der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Jedes Zweigrohr des Auslasszweigrohres 45 steht mit der Auslassöffnung 27 des entsprechenden Zylinders 21 in Verbindung.
Das Auslasszweigrohr 45 steht über einen Abgasreinigungskatalysator 46 mit einem Auslassrohr 47 in Verbindung. Das abstromseitige Ende des Auslassrohres 47 ist mit einem nicht gezeigten Schalldämpfer verbunden. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48 zum Abgeben eines elektrischen Signales, das dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch das Auslaßzweigrohr 45 strömenden Abgases entspricht, mit anderen Worten dem Luft-Kraftstoff-Ver hältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases, ist am Auslasszweigrohr 45 befestigt.
Bei dem Abgasreinigungskatalysator 46 kann es sich um irgendeinen der nachfolgend beschriebenen Katalysatoren oder um eine geeignete Kombination von irgendwelchen dieser Katalysatoren handeln. Hierzu zählen: ein Dreiwegekatalysator zum Reinigen von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) im Abgas, wenn das in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömende Abgas ein vorgegebenes Luft-Kraftstoff-Verhältnis nahe am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis besitzt; ein NOx-Katalysator vom Okklusions-Reduktions-Typ zum Okkludieren von Stickoxiden (NOx) im Abgas, wenn das in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömende Abgas ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis besitzt, und zum Reduzieren und Reinigen, während die okkludierten Stickoxide (NOx) abgegeben werden, wenn das in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömende Abgas ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis besitzt; und ein NOx-Katalysator vom Selektionsreduktionstyp zum Reduzieren und Reinigen der Stickoxide (NOx) im Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Abgasreinigungskatalysator 46 strömenden Abgases reichlich mit Sauerstoff versehen und ein vorgegebenes Reduktionsmittel vorhanden ist.
Die Brennkraftmaschine 1 ist ferner mit einem Behandlungsmechanismus für verdampften Kraftstoff als Negativdruckmechanismus gemäß der Erfindung versehen. Dieser Behandlungsmechanismus für verdampften Kraftstoff weist einen Kraftstofftank 60, einen Aktivkohlebehälter 60 zum zeitweisen Speichern des im Kraftstofftank 60 erzeugten verdampften Kraftstoffs und einen Negativdruckeinführkanal 65 zum Einführen des im Aktivkohlebehälter 61 gespeicherten verdampften Kraftstoffs in einen Abschnitt abstromseitig des Drosselventils 39 im Einlaßkanal 35 auf.
Der Kraftstofftank 60 und Aktivkohlebehälter 61 sind miteinander über einen Kanal 62 für verdampften Kraftstoff verbunden. Ein Tankdrucksteuerventil 63 zum Öffnen und Schließen eines Strömungsweges im Kanal 62 für verdampften Kraftstoff in Abhängigkeit vom Druck im Kraftstofftank 60 ist im Kanal 62 für verdampften Kraftstoff vorgesehen. Das Tankdrucksteuerventil 63 ist aus einer Kombination eines Positivdruck- und Negativdruckventils gebildet. Das Positivdruckventil öffnet, wenn der Druck im Kraftstofftank 60 infolge des Anwachsens der Menge des verdampften Kraftstoffs einen ersten vorgegebenen Wert oder mehr erreicht. Das Negativdruckventil öffnet, wenn der Druck im Kraftstofftank 60 infolge der Verringerung der Kraftstoffmenge einen zweiten vorgegebenen Wert (der geringer ist als der erste vorgegebene Wert) oder weniger erreicht.
Zusätzlich zum Kanal 62 für verdampften Kraftstoff und zum Negativdruckeinführkanal 65 ist ein Einführkanal 64 für atmosphärische Luft mit dem Aktivkohlebehälter 61 verbunden. Dieser Einführkanal 64 für atmosphärische Luft ist an seinem Ende zur Atmosphäre hin geöffnet.
Ein von einem Schrittmotor o.ä. gebildetes elektromagnetisches Ventil 67 zum Einstellen des Durchsatzes im Negativdruckeinführkanal 65 ist im Negativdruckeinführkanal 65 vorgesehen.
Der Kanal 64 zur Einführung von atmosphärischer Luft und der Negativdruckeinführkanal 65 stehen miteinander über den Aktivkohlebehälter 61 in Verbindung und bilden einen Reinigungskanal (hiernach werden der Aktivkohlebehälter 61, der Einführkanal 64 für atmosphärische Luft und der Negativdruckeinführkanal 65 zusammen als Reinigungskanal 66 bezeichnet). Der Reinigungskanal 66 und das elektromagnetische Ventil 67 entsprechen der Rückführeinrichtung für verdampften Kraftstoff gemäß der Erfindung.
Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einem Kurbelwellenpositionssensor 51 versehen, der aus einem Timingrotor 51a, der am Endabschnitt der Kurbelwelle 23 befestigt ist, und einem elektromagnetischen Aufnehmer 51b, der am Zylinderblock 1b in der Nachbarschaft des Timingrotors 51a befestigt ist, sowie einem Wassertemperatursensor 52, der am Zylinderblock 1b zum Detektieren der Temperatur des durch den Kühlwasserkanal 1c, der innerhalb der Brennkraftmaschine 1 ausgebildet ist, gezogenen Kühlwassers befestigt ist, versehen.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20 zum Steuern des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 1 ist ebenfalls in der Brennkraftmaschine 1 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion vorgesehen.
Der Drosselventilpositionssensor 41, Lufdurchflußmesser 44, Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, Kurbelwellenpositionssensor 51, Wassertemperatursensor 52 und die Ventilhubsensoren 317 sind über eine elektrische Verdrahtung mit der ECU 20 verbunden. Ein Gaspedalpositionssensor 43 zur Abgabe eines elektrischen Signales entsprechend der Betätigungsgröße eines Gaspedales 42, das in einem Fahrzeugabteil montiert ist, ist ebenfalls über eine elektrische Verdrahtung an die ECU 20 angeschlossen. Ausgangssignale dieser Sensoren werden der ECU 20 zugeführt.
Der Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslassseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigugseinheit 40, das elektromagnetische Ventil 67 u.ä. sind über eine elektrische Verdrahtung an die ECU 20 angeschlossen. Die ECU 20 kann den Zünder 25a, die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40 und das elektromagnetische Ventil 67 durch Verwendung von Ausgangssignalwerten der diversen Sensoren als Parameter steuern.
Wie in 11 gezeigt, ist die ECU 20 mit einer CPU 401, einem ROM 402, einem RAM 403, einem Unterstützungs-RAM 404, einem Eingang 405 und einem Ausgang 406 versehen, die miteinander über einen bidirektionalen Bus 400 in Verbindung stehen. Die ECU 20 weist ferner einen A/D-Wandler (A/D) 407 auf, der an den Eingang 405 angeschlossen ist.
Sensoren, die Signale im Analogsignalformat abgeben, wie der Drosselventilpositionssensor 41, der Gaspedalpositionssensor 43, der Luftdurchflussmesser 44, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, der Wassertemperatursensor 52 und die Ventilhubsensoren 317, sind über eine elektrische Verdrahtung an den A/D 407 angeschlossen. Der A/D 407 wandelt die Ausgangssignale der vorstehend erwähnten Sensoren vom Analogsignalformat in ein Digitalsignalformat zur Übertragung an den Eingang 405 um.
Der Eingang 405 ist über den A/D 407 an die vorstehend erwähnten Sensoren angeschlossen, die Signale im Analogsignalformat abgeben, wie den Drosselventilpositionssensor 41, Gaspedalpositionssensor 43, Luftdurchflussmesser 44, Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 48, Wassertemperatursensor 52 und die Ventilhubsensoren 317. Der Eingang 405 ist ferner an Sensoren angeschlossen, die Signale im Digitalsignalformat abgeben, wie den Kurbelwellenpositionssensor 51. Der Eingang 405 empfängt die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren direkt oder über den A/D 407 und gibt diese Ausgangssignale über den bidirektionalen Bus 400 direkt an die CPU 401 und den RAM 403 ab.
Der Ausgang 406 ist über eine elektrische Verdrahtung an den Zünder 25a, die Einlassseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40, das elektromagnetische Ventil 467 u.ä. angeschlossen. Der Ausgang 406 empfängt ein Steuersignal von der CPU 401 über den bidirektionalen Bus 400 und überträgt das Steuersignal an den Zünder 25a, die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40 oder das elektromagnetische Ventil 67.
Der ROM 402 speichert ein Anwendungsprogramm, wie ein Reinigungssteuerprogramm zur Durchführung einer Reinigung des verdampften Kraftstoffs, zusätzlich zu Anwendungsprogrammen wie: einem Kraftstoffeinspritzmengensteuerprogramm zum Entscheiden über die Kraftstoffeinspritzmenge; einem Kraftstoffeinspritztimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Kraftstoffenspritztiming; einem Zündtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Zündtiming; einem Einlaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28; einem Auslaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerprogramm zum Entscheiden über das Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29; einem Einlaßseitenerregerstrommengensteuerprogramm zum Entscheiden über die Menge des Erregerstromes, der an den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite anzulegen ist; einem Auslaßseitenerregerstrommengensteuerprogramm zum Entscheiden über die Menge des Erregerstromes, der an den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite anzulegen ist; und einem Drosselventilöffnungsbetragsteuerprogramm zum Entscheiden über den Öffnungsbetrag des Drosselventils 39.
Der ROM 402 speichert ferner diverse Steuerkarten zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Anwendungsprogrammen. Beispiele dieser Steuerkarten sind: eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und der Kraftstoffeinspritzmenge zeigt; eine Kraftstoffeinspritztimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Kraftstoffeinspritztiming zeigt; eine Zündtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Zündtiming zeigt; eine Einlaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28 zeigt; eine Auslaßventilöffnungs/Schließtimingsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29 zeigt; eine Erregerstrommengensteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und der Menge des an den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite zu legenden Erregerstromes zeigt; eine Drosselventilöffnungsbetragsteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dem Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 zeigt; eine Verdampfungskraftstoffmengensteuerkarte, die die Beziehung zwischen dem Zustand der Brennkraftmaschine 1, dem Kraftstofftank 60 oder dem Aktivkohlebehälter 61 und der Menge des zu reinigenden verdampften Kraftstoffs (der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge) zeigt; und eine Steuerkarte für das erforderliche Leistungsverhältnis, die die Beziehung zwischen der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge und dem Öffnungsbetrag des elektromagnetischen Ventils 67, der zum Reinigen der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge benötigt wird, zeigt (erforderliches Leistungsverhältnis).
Der RAM 403 speichert Ausgangssignale von jedem Sensor, Berechnungsergebnisse der CPU 401 u.ä. Ein Beispiel dieser Berechnungsergebnisse ist die Zahl der Motorumdrehungen, die auf der Basis eines Ausgangssignales des Kurbelwellenpositionssensors 51 berechnet wurde. Die im RAM 403 gespeicherten Daten (die Ausgangssignale eines jeden Sensors und Berechnungsergebnisse der CPU 401) werden jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 51 ein Impulssignal abgibt, auf die letzten Daten aktualisiert.
Bei dem Unterstützungs-RAM 404 handelt es sich um einen nicht flüchtigen Speicher, der Daten selbst noch nach dem Betriebsstop der Brennkraftmaschine 1 speichert. Dieser Speicher 404 speichert Lernwerte in bezug auf die verschiedenen Steuerungen u.ä.
Die CPU 401 arbeitet in Abhängigkeit von den im ROM 402 gespeicherten Anwendungsprogrammen. Sie bestimmt den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und den Betriebzustand des Aktivkohlebehälters 61 aus den Ausgangssignalen eines jeden Sensors. Auf der Basis des bestimmten Betriebszustandes und Zustandes des Aktivkohlebehälters 61 sowie der Steuerkarten berechnet die CPU 401 die Kraftstoffeinspritzmenge, das Kraftstoffeinspritztiming, den Drosselklappenöffnungsbetrag, das Zündtiming, das Öffnungs- und Schließtiming des Einlassventils 28, das Öffnungs- und Schließtiming des Auslassventils 29, das Leistungsverhältnis zum Steuern des elektromagnetischen Ventils 67, die Korrekturgröße der Kraftstoffeinspritzmenge bei der Durchführung der Reinigung u.ä. Die CPU 401 gibt dann ein Steuersignal an den Zünder 25a, das Kraftstoffeinspritzventil 32, die Drosselventilbetätigungseinheit 40, die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a, die Auslaßseitenantriebsschaltung 31a oder das elektromagnetische Ventil 67 auf der Basis des Berechnungsergebnisses ab.
Beispielsweise ermittelt die CPU 401 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 aus dem Ausgangssignalwert des Gaspedalsensors 43, Kurbelwellenpositionssensors 51 oder Luftdurchflußmessers 44.
Wenn ermittelt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einem Bereich geringer/mittlerer Last befindet, führt die CPU 401 eine sogenannte drosselfreie Steuerung durch. Genauer gesagt, die CPU 401 steuert die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so, daß das Drosselventil 39 in einer im wesentlich vollständig geöffneten Position gehalten wird, und steuert die Einlassseitenantriebsschaltung 30a und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a so, daß die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine 1 einen gewünschten Wert erreicht. Somit wird die Einlaßluftmengensteuereinrichtung von der CPU 401 verwirklicht, die die drosselfreie Steuerung durchführt.
Wenn festgestellt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einem Betriebszustand hoher Last befindet, steuert die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so, daß der Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 dem Ausgangssignalwert des Gaspedalpositionssensors 43 (dem Gaspedalöffnungsbetrag) entspricht, und steuert die Einlaßseitenantriebsschaltung 30a und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a so, daß das Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 einen gewünschten Sollwert erreicht.
Wenn ermittelt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einem Leerlauf-Betriebszustand befindet, führt die CPU 401 eine sogenannte Leerlaufdrehzahlsteuerungs(ISC)-Feedbackregelung durch. Genauer gesagt, die CPU 401 steuert den Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 so, daß die Einlassluftmenge gesichert wird, die zur Einstellung der tatsächlichen Umdrehungszahl der Brennkraftmaschine 1 auf einen gewünschten Sollwert erforderlich ist.
Dann bringt die CPU 401 normalerweise das elektromagnetische Ventil 67 in einen vollständig geschlossenen Zustand bei der Durchführung der Reinigung des Verdampfungskraftstoffes. Wenn in diesem Zustand die Menge des verdampften Kraftstoffs im Kraftstofftank 60 ansteigt und der Druck im Kraftstofftank 60 einen ersten vorgegebenen Wert übersteigt, wird das Positivdruckven til des Tankdrucksteuerventils 63 geöffnet, so daß der Kanal 62 für den verdampften Kraftstoff in den Verbindungszustand gebracht wird.
Wenn sich der Kanal 62 für den verdampften Kraftstoff im Verbindungszustand befindet, strömt der verdampfte Kraftstoff im Kraftstofftank 60 durch den Kanal 62 in den Aktivkohlebehälter 61 und wird zeitweise von einem Adsorptionsmittel, wie der im Aktivkohlebehälter 61 vorgesehenen Aktivkohle, adsorbiert.
Die CPU 401 ermittelt ferner, ob vorgegebene Bedingungen erfüllt sind oder nicht. Die Bedingungen zur Durchführung einer Reinigung des verdampften Kraftstoffs können beispielsweise die folgenden vorgegebenen Bedingungen sein: Der Druck im Kraftstofftank 60 entspricht einem vorgegebenen Wert oder ist höher als dieser; die Kraftstoffkonzentration im Aktivkohlebehälter 61 und im Kanal 62 für den verdampften Kraftstoff entspricht einem vorgegebenen Wert oder ist höher als dieser; das Gewicht des Aktivkohlebehälters 61 entspricht einem vorgegebenen Wert oder ist höher als dieser; eine vorgegebene Zeitdauer oder mehr ist abgelaufen, seitdem die vorhergehende Reinigung durchgeführt wurde; das Fahrzeug ist über eine vorgegebene Strecke oder mehr gelaufen, seitdem die vorhergehende Reinigung durchgeführt wurde; oder die Brennkraftmaschine 1 ist über eine vorgegebene Zeitdauer oder mehr bei einer vorgegebenen Außenlufttemperatur oder mehr gelaufen.
Wenn festgestellt wird, daß die Bedingungen zur Durchführung der Reinigung erfüllt sind, bestimmt die CPU 401, daß die Menge des verdampften Kraftstoffs gereinigt wird (die erforderliche Verdampfungskraftstoffmenge), indem der Druck im Kraftstofftank 60, die Kraftstoffkonzentration im Aktivkohlebehälter 61 und der Betriebszustand (die Zahl der Motorumdrehungen, die Kraftstoffeinspritzmenge und die Einlassluftmenge) der Brennkraftmaschine 1 als Parameter verwendet werden. Dann spezifiziert die CPU 401 das Leistungsverhältnis zum Steuern des elektromagnetischen Ventils 67 (das erforderliche Leitungsverhältnis) auf der Basis der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge.
Die CPU 401 legt ein Impulssignal, das dem erforderlichen Leistungsverhältnis (Taktverhältnis) entspricht, an das elektromagnetische Ventil 67 und führt eine Korrektur zur Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge durch. In Abhängigkeit vom Anlegen des Impulssignales von der CPU 401 an das elektromagnetische Ventil 67 wird der Negativdruckeinführkanal 65 in den Verbindungszustand und somit auch der Reinigungskanal 66 in den Verbindungszustand gebracht.
In diesem Fall erreicht das zur Atmosphäre offene Ende des Einführkanales 64 für atmosphärische Luft, das der aufstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 entspricht, atmosphärischen Druck. Ferner erreicht das Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39, was der abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 ent spricht, den negativen Druck infolge der Erzeugung des negativen Einlassrohrdrucks. Infolgedessen wird eine Druckdifferenz zwischen der aufstromseitigen und abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 erzeugt.
Aufgrund dieser Druckdifferenz strömt die atmosphärische Luft vom zur Atmosphäre offenen Ende des Reinigungskanales 66 in denselben. Dann wird die atmosphärische Luft im Reinigungskanal 66 in das Einlaßrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 eingeführt. Mit anderen Worten, es wird ein Strom atmosphärischer Luft, der sich durch den Aktivkohlebehälter 61 bewegt, im Reinigungskanal 66 erzeugt.
Infolgedessen wird der vom Absorptionsmittel im Reinigungsbehälter 61 adsorbierte verdampfte Kraftstoff durch den Strom atmosphärischer Luft hiervon getrennt und zusammen mit der atmosphärischen Luft in das Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 eingeführt. Der auf diese Weise in das Einlaßrohr 35 eingeführte verdampfte Kraftstoff (Reinigungsgas) wird in die Verbrennungskammer 24 zur Verbrennung und Behandlung als Gemisch mit der vom aufstromseitigen Ende des Einlaßkanales 35 einströmenden Frischluft und dem vom Kraftstoffeinspritzventil 32 eingespritzten Kraftstoff eingeführt.
Wenn sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 im Betriebszustand geringer/mittlerer Last befindet und die drosselfreie Steuerung durchgeführt wird, wird das Drosselventil 39 im wesentlichen vollständig geöffnet, so daß nahezu kein negativer Einlassrohrdruck im Ein lassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 erzeugt wird. Daher ist die Druckdifferenz zwischen der aufstromseitigen und abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 vernachlässigbar, so daß es schwierig wird, eine gewünschte Menge an verdampftem Kraftstoff zu reinigen.
Wenn daher bei der vorliegenden Ausführungsform die Bedingungen zur Durchführung der Reinigung des verdampften Kraftstoffs erfüllt sind, während sich die Brennkraftmaschine 1 im drosselfreien Steuerzustand befindet, steuert die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so, daß das Drosselventil 39 um einen vorgegebenen Betrag geschlossen wird. Somit bewirkt die CPU 401, daß der negative Einlassrohrdruck im Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 erzeugt und auf diese Weise die Druckdifferenz zwischen der aufstromseitigen und abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 hervorgerufen wird. Die Drosselventilsteuereinrichtung gemäß der Erfindung wird durch die CPU 401 verwirklicht, die das Drosselventil 39 als solches steuert.
Der vorstehend erwähnte vorgegebene Betrag wird vorzugsweise so eingestellt, daß der erforderliche minimale negative Druck sichergestellt wird, indem die erforderliche Verdampfungskraftstoffmenge und die Zahl der Motorumdrehungen als Parameter verwendet werden. Dies deswegen, weil ein übermäßig geschlossenes Drosselventil 39 möglicherweise den Kraftstoffverbrauch infolge eines stark erhöhten Pumpverlustes der Einlassluft erhöhen kann.
Darüber hinaus kann das lediglich um einen vorgegebenen Betrag geschlossene Drosselventil 39 möglicherweise eine Drehmomentveränderung infolge einer Verringerung der Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine bewirken. Daher steuert bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, in dem die Reinigungssteuerung durchgeführt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 im drosselfreien Steuerzustand befindet, die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so, daß das Drosselventil 39 um den vorgegebenen Betrag geschlossen wird, und steuert die Einlassseitenantriebsschaltung 30a und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a so, daß das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslaßventile 28 und 29 auf ein solches Timing verändert wird, daß die Ansaugeffizienz eines jeden Zylinders 21 erhöht wird.
Selbst wenn das Drosselventil 39 um den vorgegebenen Betrag geschlossen wird, um die Druckdifferenz zwischen der aufstromseitigen und abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 zu erzeugen, wird in diesem Fall die Einlaßluftmenge eines jeden Zylinders 21 nicht verringert. Daher treten keine Nachteile, wie eine Drehmomentveränderung, auf. Die Ventilzugsteuereinrichtung gemäß der Erfindung wird durch die CPU 401 verwirklicht, die den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 30 der Einlassseite und den elektromagnetischen Antriebsmechanismus 31 der Auslassseite als solchen steuert.
Hiernach wird die Reinigungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform speziell beschrieben.
Wenn die Reinigungssteuerung durchgeführt wird, führt die CPU 401 ein Reinigungssteuerprogramm durch, wie in 12 gezeigt. Dieses Reinigungssteuerprogramm wird im ROM 402 vorgespeichert und wiederholt von der CPU 401 in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt (d.h. jedes Mal dann, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 51 ein Impulssignal abgibt).
Im Reinigungssteuerprogramm bestimmt die CPU 401 als erstes in Schritt S1201, ob die Bedingungen zur Durchführung der Reinigung des verdampften Kraftstoffes erfüllt worden sind oder nicht.
Wenn in Schritt S1201 festgestellt wird, daß die Bedingungen zur Durchführung der Reinigung des verdampften Kraftstoffes erfüllt worden sind, rückt die CPU 401 zu Schritt S1202 vor, um festzustellen, ob sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einem drosselfreien Steuerbereich befindet oder nicht.
Wenn in Schritt S1202 festgestellt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 nicht im drosselfreien Steuerzustand befindet, rückt die CPU 401 zu Schritt S1211 vor, um die normale Reinigungssteuerung durchzuführen.
Wenn andererseits in Schritt S1202 festgestellt wird, daß sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 im drosselfreien Steuerzustand befindet, rückt die CPU 401 zu Schritt S1203 vor, um die zu reinigende Verdampfungs kraftstoffmenge zu berechnen (die erforderliche Verdampfungskraftstoffmenge), indem sie den Druck im Kraftstofftank 60, die Kraftstoffkonzentration im Aktivkohlebehälter 61 u.ä. als Parameter verwendet.
In Schritt S1204 berechnet die CPU 401 den minimal negativen Einlassrohrdruck, der erforderlich ist, um die in Schritt S1203 berechnete erforderliche Verdampfungskraftstoffmenge zu reinigen (den negativen Solleinlassrohrdruck).
In Schritt S1205 entscheidet die CPU 401 über den Solldrosselventilöffnungsbetrag des Drosselventils 39 auf der Basis des in Schritt S104 berechneten negativen Solleinlassrohrdrucks.
In Schritt S1206 empfängt die CPU 401 ein Ausgangssignal des Luftdurchflussmessers 44 und detektiert die momentane Einlassluftmenge. Die CPU 401 ersetzt dann die detektierte Einlassluftmenge als Solleinlassluftmenge.
In Schritt S1207 entscheidet die CPU 401 über das Sollöffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 unter Verwendung des Solldrosselventilöffnungsbetrages und der Solllufteinlaßmenge als Parameter.
In Schritt S1208 steuert die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40, um allmählich den tatsächlichen Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 auf den in Schritt S1205 festgelegten Solldrosselventilöffnungsbetrag zu ändern. Die CPU 401 steuert ferner die Einlassseitenantriebsschaltung 30a und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a derart, um das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 allmählich auf das in Schritt S1207 festgelegte Sollöffnungs- und Schließtiming zu verändern.
In Schritt S1209 stellt die CPU 401 fest, ob der tatsächliche negative Einlassrohrdruck auf den erforderlichen negativen Einlassrohrdruck verringert worden ist oder nicht. Hierbei kann der tatsächliche negative Einlaßrohrdruck geschätzt werden, indem der Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 (der Solldrosselöffnungsbetrag), der Ausgangssignalwert des Luftdurchflussmessers 44 (die Einlassluftmenge) und andere als Parameter verwendet werden, oder es kann eine direkte Detektion über einen Drucksensor stattfinden, der zur Detektion des Drucks im Druckausgleichsbehälter 34 vorgesehen ist.
Wenn in Schritt S1209 festgestellt wird, daß der tatsächliche negative Einlassrohrdruck nicht auf den erforderlichen negativen Einlassrohrdruck verringert worden ist, beendet die CPU 401 zeitweise das Programm. Die CPU 401 führt das Programm eine vorgegebene Zeit danach wieder durch. Wenn dann in Schritt S1209 festgestellt wird, daß der tatsächliche negative Einlassrohrdruck auf den erforderlichen negativen Einlassrohrdruck verringert worden ist, rückt die CPU 401 zu Schritt S210 vor.
In Schritt S1210 führt die CPU 410 eine Reinigung des verdampften Kraftstoffs durch. Genauer gesagt, die CPU 401 spezifiziert das Leistungsverhältnis zum Steuern des elektromagnetischen Ventils 67 (das erforderliche Leistungsverhältnis) auf der Basis der in Schritt S1203 berechneten erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge. Die CPU 401 legt dann ein Impulssignal entsprechend dem erforderlichen Leistungsverhältnis an das elektromagnetische Ventil 67 und verringert ferner die Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der erforderlichen Verdampfungskraftstoffmenge.
In diesem Fall wird durch Schließen des Drosselventils 39 um den vorgegebenen Betrag die Menge der durch das Drosselventil 39 strömenden Einlassluft verringert, wodurch der negative Einlassrohrdruck im Einlassrohr 35 abstromseitig das Drosselventil 39 erzeugt wird.
Infolgedessen wird aufstromseitig des Reinigungskanales 66 der atmosphärische Druck erreicht, während das Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39, was der abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 entspricht, den negativen Druck erreicht, wodurch die Druckdifferenz zwischen der aufstromseitigen und abstromseitigen Seite des Reinigungskanales 66 erzeugt wird.
Infolge dieser Druckdifferenz strömt die atmosphärische Luft in den Reinigungskanal 66 vom zur Atmosphäre offenen Ende desselben. Dann wird die atmosphärische Luft im Reinigungskanal 66 in das Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 geführt. Mit anderen Worten, im Reinigungskanal 66 wird ein atmosphärischer Luftstrom, der durch den Aktivkohlebehälter 61 dringt, erzeugt.
Wenn der den Aktivkohlebehälter 61 passierende atmosphärische Luftstrom erzeugt wird, wird der vom Absorptionsmittel im Aktivkohlekanister 61 adsorbierte verdampfte Kraftstoff von diesem durch den atmosphärischen Luftstrom getrennt und zusammen mit der Luft in das Einlaßrohr 35 abstromseitig des Drosselventils 39 eingeführt. Der auf diese Weise in das Einlaßrohr 35 eingeführte verdampfte Kraftstoff (Reinigungsgas) wird in die Verbrennungskammer 24 zur Verbrennung und zur Verarbeitung als Gemisch mit der von der Aufstromseite des Einlassrohres 35 zugeführten Frischluft und dem vom Kraftstoffeinspritzventil 32 eingespritzten Kraftstoff eingeführt.
In dem Fall, in dem der Öffnungsgrad des Drosselventils 39 auf den Sollöffnungsgrad des Drosselventils verändert wird, wird das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 auf ein solches Timing verändert, daß die Einlasseffizienz eines jeden Zylinders 21 entsprechend der Änderung des Öffnungsgrades des Drosselventiles 39 erhöht wird. Daher wird die Einlassluftmenge eines jeden Zylinders 21 nicht verringert, so daß keine Drehmomentveränderung der Brennkraftmaschine 1 auftritt.
Wie in 12 gezeigt, beendet die CPU 401 zeitweise das Programm nach Beendigung der Vorgehensweise von Schritt S1210. Die CPU 41 führt das Programm eine vorge gebene Zeit nach Beendigung des momentanen Programms erneut durch. Wenn die erforderliche Verdampfungskraftstoffmenge zu dieser Zeit gereinigt worden ist, wird in Schritt S1201 festgestellt, daß die Bedingungen zur Durchführung einer Reinigung nicht erfüllt sind, so daß das Programm zu Schritt S1212 vorrückt.
In Schritt S1212 schließt die CPU 401 das elektromagnetische Ventil 67, um das Reinigen des verdampften Kraftstoffs zu beenden.
In Schritt S1213 steuert die CPU 401 die Drosselventilbetätigungseinheit 40 so, daß der Öffnungsbetrag des Drosselventils 39 auf den normalen Öffnungsbetrag zurückgestellt wird, und steuert die Einlassseitenantriebsschaltung 30a und Auslaßseitenantriebsschaltung 31a so, daß das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslassventile 28 und 29 wieder auf das normale Öffnungs- und Schließtiming eingestellt wird.
Die Drosselventilsteuereinrichtung und die Ventilzugsteuereinrichtung gemäß der Erfindung werden somit von der CPU 401 verwirklicht, die das Reinigungssteuerprogramm als solches durchführt.
Wenn somit bei der Brennkraftmaschine mit dem variablen Ventilzug der Erfindung die Bedingungen zur Durchführung einer Reinigung des verdampften Kraftstoffs erfüllt sind, während sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 im drosselfreien Steuerbereich befindet, kann der negative Einlassrohrdruck erzeugt werden, ohne die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine 1 zu verändern. Daher kann eine Reinigung des Verdampfungskraftstoffes durchgeführt werden, ohne eine Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine 1 u.ä. zu bewirken.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein elektromagnetischer Ventilzug, bei dem sowohl das Einlaßventil als auch das Auslassventil zum Öffnen und Schließen unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft angetrieben werden, als variabler Ventilzug gemäß der Erfindung beschrieben. Es kann jedoch auch nur das Einlassventil oder das Auslassventil zusammen mit dem elektromagnetischen Ventilzug ausgebildet sein.
Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein elektromagnetischer Ventilzug, bei dem das Einlassventil und Auslassventil zum Öffnen und Schließen unter Anwendung einer elektromagnetischen Kraft angetrieben werden, als variabler Ventilzug gemäß der Erfindung erläutert. Der variable Ventilzug gemäß der Erfindung kann jedoch auch irgendeiner der nachfolgend beschriebenen variablen Ventilzüge oder irgendeine geeignete Kombination der variablen Ventilzüge sein. Hierzu zählen ein hydraulischer variabler Ventilzug, bei dem hydraulischer Druck anstelle der elektromagnetischen Kraft Verwendung findet, und ein mechanischer variabler Ventilzug, der bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Nockenwelle versehen ist, die Einlaß- und Auslaßventile zum Öffnen und Schließen unter Verwendung der Drehkraft einer Kurbelwelle antreibt, das Öffnungs- und Schließtiming der Einlaß- und Auslaßventile durch Ände rung der Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle einstellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Konstruktion beschrieben, bei der das abstromseitige Ende des Reinigungskanales 66 mit dem Einlassrohr 35 abstromseitig des Drosselventiles 39 verbunden ist. Wie in den 13 und 14 gezeigt, kann jedoch der Reinigungskanal 66 auch in der Hälfte seiner Länge in vier Zweigrohre 66A, 66B, 66C und 66D verzweigt sein, so daß die Zweigrohre 66A, 66B, 66C und 66D mit den Einlassöffnungen 26 der entsprechenden Zylinder 21 verbunden sein können.
Die Brennkraftmaschine der vorliegenden Ausführungsform besitzt zwei Einlassöffnungen 26 pro Zylinder. Daher kann jedes Zweigrohr 66A, 66B, 66C, 66D des Reinigungskanales 66 mit mindestens einer der beiden Einlassöffnungen 26 des entsprechenden Zylinders 21 verbunden sein. Alternativ dazu kann jedes Zweigrohr 66A, 66B, 66C, 66D weiter in zwei Zweigrohre verzweigt sein, um eine Verbindung mit beiden Einlassöffnungen 26 des entsprechenden Zylinders 21 herzustellen. Des weiteren kann auch der Reinigungskanal 66 in acht Zweigrohre aufgeteilt sein, so daß diese Zweigrohre mit den Einlassöffnungen 26 der Brennkraftmaschine 1 im Verhältnis 1:1 verbunden sind.
Wie in 14 gezeigt, kann nur ein elektromagnetisches Ventil 67 zum Öffnen und Schließen der Strömungsbahn im Reinigungskanal 66 im Reinigungskanal aufstromseitig der Stelle vorgesehen sein, an der die Auf teilung in vier Zweigrohre 66A, 66B, 66C und 66D stattfindet. Wie in 15 gezeigt, können alternativ dazu elektromagnetische Ventile 67A, 67B, 67C und 67D unabhängig voneinander in den entsprechenden Zweigrohren 66A, 66B, 66C und 66D vorgesehen sein.
In diesem Fall sind die elektromagnetischen Ventile 67A, 67B, 67C und 67D vorzugsweise in den entsprechenden Zweigrohren 66A, 66B, 66C und 66D an Stellen in der Nachbarschaft der entsprechenden Einlassöffnungen 26 vorhanden. Der Grund hierfür ist wie folgt: Wenn der Abstand vom elektromagnetischen Ventil 67A, 67B, 67C, 67D zur Einlassöffnung 26 erhöht wird, wird eine Ansprechverzögerungszeit von dem Zeitpunkt, bei dem das elektromagnetische Ventil 67 geöffnet wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der verdampfte Kraftstoff tatsächlich die Einlassöffnung 26 erreicht, erzeugt. Daher muß die Reinigungssteuerung (die Korrektur zur Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge) unter Berücksichtigung dieser Ansprechverzögerungszeit durchgeführt werden, wodurch die Reinigungssteuerung kompliziert wird.
Wie in 13 gezeigt, sind die Zweigrohre 66A, 66B, 66C und 66D vorzugsweise so vorgesehen, daß sie auf die entsprechenden Einlassöffnungen 26 von oben weisen. Hierdurch wird ein Verstopfen der Zweigrohre 66a, 66B, 66C und 66D infolge einer Haftung des verflüssigten Kraftstoffs oder Wasser an den Zweigrohren 66A, 66B, 66C und 66D vermieden.
In dem Fall, in dem das abstromseitige Ende des Reinigungskanales 66 mit der Einlassöffnung 26 der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist, wie vorstehend beschrieben, kann der verdampfte Kraftstoff im Reinigungskanal 66 unter Ausnutzung der Strömungsgeschwindigkeit der Einlassluft über die Einlaßöffnung 26 eingeführt werden. Dies ist deswegen der Fall, weil der Querschnittsbereich der Einlassöffnung 26 kleiner ist als der des Einlassrohres 35 und die Strömungsgeschwindigkeit der durch die Einlaßöffnung 26 strömenden Einlassluft höher ist als die der durch das Einlassrohr 35 strömenden Einlassluft.
In dem Fall, in dem sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 im drosselfreien Steuerbereich befindet, kann daher der verdampfte Kraftstoff mit einer geringen Änderung des Drosselöffnungsbetrages gereinigt werden.

Claims

Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug (30, 31), mit dem das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag des Einlassventils (28) und/oder Auslassventils (29) der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann, wobei die Brennkraftmaschine umfasst: einen Negativdruckmechanismus (100), der unter Verwendung eines in einem Einlasskanal (33, 34, 35) der Brennkraftmaschine erzeugten negativen Einlassrohrdrucks operiert; und ein Drosselventil (39) zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal (33, 34, 35) strömenden Einlassluft, gekennzeichnet durch eine Brennkraftmaschinensteuereinrichtung (20) zum Steuern des variablen Ventilzuges (30, 31) derart, dass die Pumpeffizienz der Brennkraftmaschine erhöht und das Drosselventil (39) um einen vorgegebenen Betrag geschlossen wird, wenn der negative Druck zur Betätigung des Negativdruckmechanismus (100) unzureichend ist, wobei die Brennkraftmaschinensteuereinrichtung (20) den variablen Ventilzug (30, 31) und das Drosselventil (39) so steuert, dass keine Drehmomentveränderung der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wenn der negative Einlassrohrdruck erzeugt werden soll.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den negativen Druck erzeugende Einrichtung (20) den variablen Ventilzug (30, 31) so steuert, dass die Pumpeffizienz der Brennkraftmaschine erhöht und auch das Drosselventil (39) um einen vorgegebenen Betrag geschlossen wird, wenn ein mit der Brennkraftmaschine versehenes Fahrzeug in einem Verzögerungszustand läuft.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den negativen Druck erzeugende Einrichtung (20) den variablen Ventilzug (30, 31) und das Drosselventil (39) derart steuert, dass das erforderliche Drehmoment für die Brennkraftmaschine an das tatsächliche Drehmoment derselben angepasst wird, wenn der negative Einlassrohrdruck erzeugt werden soll.
Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzug (30, 31), mit dem das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag eines Einlassventils (28) und/oder Auslassventils (29) der Brennkraftmaschine eingestellt werden kann, wobei die Brennkraftmaschine umfasst: einen Negativdruckmechanismus (66, 67), der unter Verwendung eines negativen Einlassrohrdrucks operiert, der in einem Einlasskanal (33, 34, 35) der Brennkraftmaschine erzeugt wird; ein Drosselventil (39) zum Einstellen des Durchsatzes der durch den Einlasskanal (33, 34, 35) strömenden Einlassluft; und eine Drosselventilsteuereinrichtung (20, 40) zum Schließen des Drosselventils (39) um einen vorgegebenen Betrag, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, gekennzeichnet durch eine Ventilzugsteuereinrichtung (20) zum Steuern des variablen Ventilzuges (30, 31) derart, wenn die Drosselventilsteuereinrichtung (20, 40) das Drosselventil (39) um einen vorgegebenen Betrag schließt, dass das Öffnungs- und Schließtiming und/oder der Öffnungsbetrag des Einlassventils (28) und/oder Auslassventils (29) relativ zu einem Fall, in dem die Drosselventilsteuereinrichtung (20, 40) das Drosselventil (39) nicht um den vorgegebenen Betrag schließt, verändert wird, wobei die Ventilzugsteuereinrichtung (20) den variablen Ventilzug (30, 31) so steuert, dass eine Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine unterdrückt wird, wenn die Drosselventilsteuereinrichtung (20) das Drosselventil (39) um den vorgegebenen Betrag schließt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzugsteuereinrichtung (20) den variablen Ventilzug (30, 31) so steuert, dass das erforderliche Drehmoment für die Brennkraftmaschine an das tatsächliche Drehmoment derselben angepasst wird, wenn die Drosselventilsteuereinrichtung (20) das Drosselventil (39) um den vorgegebenen Betrag schließt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie des weiteren eine Einlassluftmengensteuereinrichtung (20) zum Steuern des variablen Ventilzuges (30, 31) aufweist, um die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine einzustellen, während das Drosselventil (39) auf einem vorgegebenen Öffnungsbetrag gehalten wird, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet, wobei die Drosselventilsteuereinrichtung (20) das Drosselventil (39) um den vorgegebenen Betrag schließt, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist, während die Einlassluftmengen steuereinrichtung (20) die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine steuert.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie des weiteren eine Ventilzugsteuereinrichtung (20) zum Steuern des variablen Ventilzuges (30, 31) derart aufweist, dass sich die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine nicht verändert, wenn die Drosselventilsteuereinrichtung (20, 40) das Drosselventil (39) um einen vorgegebenen Betrag schließt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Negativdruckmechanismus (66, 67) ein Verdampfungskraftstoffrückführmechanismus zum Rückführen des in einem Kraftstofftank (60) erzeugten Verdampfungskraftstoffes in den Einlasskanal (33, 34, 35) ist und dass die Drosselventilsteuereinrichtung (20, 40) das Drosselventil (39) um den vorgegebenen Betrag schließt, wenn der Verdampfungskraftstoffrückführmechanismus betätigt werden muss.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Drehmoment durch Verwendung einer Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine und einer Beschleunigungsöffnungsgröße als Parameter bestimmt wird.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der variable Ven tilzug (30, 31) das Einlassventil (28) und/oder Auslassventil (29) zum Öffnen und Schließen unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft antreibt.