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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem einer Brennkraftmaschine
entsprechend des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 und ein
Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Solch ein Steuerungssystem
einer Brennkraftmaschine kann dem Stand der Technik-Dokument
JP-A-2000-034940 entnommen
werden.
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Die
vorläufige
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2000-234533 zeigt ein Steuerungssystem für das kontinuierliche
Variieren eines Arbeitswinkels (einer Ventilöffnungsdauer) der Einlassventile
einer Brennkraftmaschine und für
ein kontinuierliches Variieren einer Öffnungsphase der Einlassventile
in Bezug auf einen Kurbelwinkel.
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Wenn
jedoch solch ein Steuerungssystem in einer Brennkraftmaschine verwendet
wird, die eine Mehrzahl von Zylinderzügen hat, z. B. eine Brennkraftmaschine
vom V-Typ, ist es
notwendig, die anfänglichen
betrieblichen Eigenschaften der Einlassventile zwischen den Zylinderzügen auszugleichen, um
Verschlechterungen der betrieblichen Motorstabilität und eines
Kraftstoffverbrauchs zu verhindern. Solch ein genaues anfängliches
Festlegen des Motors erfordert ein schwieriges und kompliziertes
Vorgehen.
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Es
ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Steuerungssystem
einer Brennkraftmaschine, wie oben angezeigt, und ein Verfahren zum
Steuern einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das die Motorleistung
durch ein genaues Korrigieren eines Arbeitswinkels der Einlassventile,
ohne das Steuerungssystem komplizierter zu machen, zu schaffen.
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Entsprechend
eines Vorrichtungsaspektes der vorliegenden Erfindung wird diese
Aufgabe durch ein Steuerungssystem einer Brennkraftmaschine, die die
Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 1 hat, gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Entsprechend
des Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe
durch ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 17 hat, gelöst.
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Dementsprechend
ist eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die eine betriebliche Motorstabilität und einen
Energieverbrauch durch das Beseitigen einer Veränderung zwischen den Arbeitswinkeln einer
Mehrzahl von Zylinderzügen
verbessert.
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Dementsprechend
ist außerdem
eine verbesserte Brennkraftmaschine vorgesehen, die sicher eine
Störung
zwischen einem Kolben und den Einlassventilen während eines Korrekturbetriebes
eines Arbeitswinkels der Einlassventile verhindert.
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In
Bezug auf die zuvor vorgenommenen Ausführungen ist ein Steuerungssystem
einer Brennkraftmaschine vorgesehen, das aufweist eine Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung,
die kontinuierlich einen Arbeitswinkel der Einlassventile des Motors
verändert,
eine Luft-Kraftstoff-Verhältniserfassungseinrichtung,
die in einem Abgaskanal des Motors angeordnet ist und die einen
Abgasparameter erfasst, der eine Luft-Kraftstoff-Verhältnisinformation
anzeigt, und eine Steuerungseinheit, die mit der Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung
und der Luft-Kraftstoff-Verhältniserfassungseinrichtung
gekuppelt ist. Die Steuerungseinheit ist programmiert, um rückgekoppelt
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des Motors auf der Grundlage der Abgasparameter zu steuern und den
Arbeitswinkel auf der Grundlage der Abgasparameter zu korrigieren.
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Überdies
ist auch ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit
einer Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung zum kontinuierlichen Variieren eines
Arbeitswinkels eines Einlassventiles und eine Luft-Kraftstoff-Verhältniserfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Abgasparameter, der eine Luft-Kraftstoff-Verhältnisinformation
anzeigt, vorgesehen. Das Verfahren weist auf einen Schritt zum Rückkopplungssteuern
eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des Motors auf der Grundlage der Abgasparameter; und einen Schritt
zum Korrigieren des Arbeitswinkels auf der Grundlage der Abgasparameter.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht und erläutert. In den Zeichnungen,
wobei:
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1 eine
schematische Darstellung ist, die ein Steuerungssystem einer Brennkraftmaschine
eines ersten Ausführungsbeispieles
entsprechend der vorliegenden Lehre zeigt.
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2 eine
schematische, perspektivische Darstellung ist, die eine Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung
der 1 zeigt.
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3 eine
schematische Darstellung ist, die einen Betätiger für eine Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung
zeigt.
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4 eine
Querschnittsdarstellung ist, die eine Phasen-Einstellvorrichtung
zeigt.
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5 Zeitpunktdiagramme
sind, die den Ablauf der Steuerung in dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigen.
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6 weitere
Zeitpunktdiagramme sind, die den Ablauf der Steuerung zeigen.
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7 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Korrektursteuerung zeigt, die in dem
ersten Ausführungsbeispiel
entsprechend der vorliegenden Lehre zeigt.
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8 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Festlegen eines Korrekturzeichens zeigt.
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9 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Festlegen einer Bank
zeigt, um im Arbeitswinkel korrigiert zu werden.
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10 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Korrigieren eines
Arbeitswinkels der Einlassventile der ausgewählten Bank zeigt.
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11 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Korrektursteuerung zeigt, die in einem
zweiten Ausführungsbeispiel
entsprechend der vorliegenden Lehre verwendet wird.
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12 ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und
der Einlassluftmenge zeigt, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel
verwendet wird.
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13 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Korrektursteuerung zeigt, die in einem
dritten Ausführungsbeispiel
entsprechend der vorliegenden Lehre verwendet wird.
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14 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Kraftstoff-Strömungsraten-Korrektursteuerung
entsprechend der vorliegenden Lehre zeigt.
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15 ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen der Impulsbreite einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer Kraftstoffeinspritzmenge zeigt.
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16 eine
schematische Ansicht ist, die das Steuerungssystem einer Brennkraftmaschine
eines vierten Ausführungsbeispieles
entsprechend der vorliegenden Lehre zeigt.
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17 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Hauptsteuerung zeigt, die in dem vierten
Ausführungsbeispiel
verwendet wird.
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18 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Festlegen des Korrekturzeichens zeigt,
das in dem vierten Ausführungsbeispiel
verwendet wird.
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19 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Korrigieren des Arbeitswinkels zeigt,
das in dem vierten Ausführungsbeispiel
verwendet wird.
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20 ein
Ablaufdiagramm ist, das ein Unterprogramm zum Korrigieren eines
Arbeitswinkels zeigt, das in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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21 ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und
der Einlassluftmenge zeigt, die in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
eines Steuerungssystems einer Brennkraftmaschine vom V-Typ entsprechend
der vorliegenden Lehre in Bezug auf die Zeichnungen ausführlich erläutert.
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In
Bezug auf die 1 bis 10 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel
des Steuerungssystem der Brennkraftmaschine vom V-Typ entsprechend
der vorliegenden Lehre gezeigt.
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Wie
in der 1 gezeigt, weist die Brennkraftmaschine vom V-Typ
ein Paar von Zylinderzügen
entsprechend einer rechten Bank RB und einer linken Bank LB auf,
die in einer V-Form angeordnet sind. Noch genauer, der Motor weist
einen Zylinderblock CB auf, an dem zwei Zylinderköpfe CH befestigt
sind. Diese zwei Zylinderköpfe
CH entsprechen der rechten und linken Bank RB und LB. In jeder der linken
und rechten Bank RB und LB ist eine Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 vorgesehen,
die in der Lage ist, einen Arbeitswinkel (die Ventilöffnungsdauer)
der Einlassventile kontinuierlich zu variieren und eine Phasen-Einstellvorrichtung 20,
die in der Lage ist, eine Phase (z. B. eine Mittelphase) des Arbeitswinkels
der Einlassventile 1 in Bezug auf die Drehphase einer Kurbelwelle 5 kontinuierlich
zu variieren.
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Ein
Abgassystem der Brennkraftmaschine vom V-Typ weist auf Auslassöffnungen 52,
die jeweils in den Zylinderköpfen
CH vorgesehen sind, und Abgasverteiler 53, die jeweils
mit den Zylinderköpfen CH
verbunden sind. Jede Abgasöffnung 52 ist
mit einer Brennkammer von jedem Zylinder verbunden und die Verbindung
zwischen der Abgasöffnung 52 und
der Brennkammer wird durch richtiges Öffnen oder Schließen der
Abgasventile 51, die für
jeden Zylinder vorgesehen sind, gesteuert. Der Abgasverteiler 53 weist
auf zwei Abgasverzweigungskanäle 54 und
einen Abgassammelabschnitt 55, mit dem die zwei Abgasverzweigungskanäle 54 verbunden
sind.
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Ein
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 ist an
jedem der Abgasverzweigungskanäle 54 vorgesehen
und funktioniert als eine Abgaserfassungseinrichtung zum erfassen
eines Abgasparameters von jedem Zylinderzug durch Überprüfendes Abgases, dass
von mehreren Zylindern von jedem Zylinderzug abgegeben wird. In
dem ersten Ausführungsbeispiel wird
ein O2-Sensor, der sein Ausgangssignal bei
einem Scheibenniveau verändert,
als ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 verwendet.
Ein Katalysator 57 zum Reinigen des Abgases ist in dem
Abgassammelabschnitt 55 angeordnet.
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In
einem Einlasssystem des Motors vom V-Typ ist jedes Einlassventil 1 für jede Einlassöffnung 66 mit
jeder Brennkammer 7 von jedem Zylinder verbunden. Eine
Einlassluft-Sammeleinrichtung 65 ist stromauf der Einlassöffnungen 66 vorgesehen.
Ein Einlassluftkanal 67 ist mit einem stromaufwärtigen Ende
der Einlassluft-Sammeleinrichtung 65 verbunden. Ein Luftfilter 62,
ein Luftströmungsmesser 63 zum
Erfassen einer Einlassluftmenge und ein Drosselventil 64,
um die Einlassluftmenge zu steuern, sind in dem Einlassluftkanal 67 in
der Reihenfolge der Erwähnung
vorgesehen.
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Eine
ECU (eine Motor-Steuer-Einheit) 50 weist einen Speicher
und eine CPU auf und führt
aus die Steuerungen der Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 und
der Phasen-Einstellvorrichtung 20 entsprechend einer Motordrehzahl,
einer Last und einer Wassertemperatur, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und
etc., die durch Sensoren erfasst worden sind. Außerdem führt aus die ECU 50 eine
gemeinsame Motorsteuerung aus, die eine Zündzeitpunktsteuerung und eine
Kraftstoffeinspritzsteuerung enthält. Noch genauer, die ECU 50 empfängt Signale,
die die Motorbetriebsbedingung aus dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56,
dem Luftströmungsmesser 63,
einem Kurbelwinkelsensor 71, um eine Drehzahl der Kurbelwelle 5 zu
erfassen, zwei Antriebswellen-Winkelsensoren 72, um Phasen
derjeweiligen Einlassnockenwellen zu erfassen, und dergleichen,
die mit der ECU 50 gekuppelt sind, empfängt. Außerdem steuert die ECU 50 die
Vorgänge
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73, um Kraftstoff in
jede Einlassöffnung 66 einzuspritzen,
jeder Zündkerze 74 für jede Brennkammer 7,
die Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 und die Phasen-Einstellvorrichtung 20 auf
der Grundlage der erfassten Signale, die die Motorbetriebsbedingung
anzeigen.
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In
Bezug auf die 2 wird ein Aufbau der Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 diskutiert.
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Ein
Antriebswelle 3 jeder Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 ist
oberhalb des Ventilhebers 2 der jeweiligen Einlassventile 1 von
jeder bank angeordnet und erstreckt sich entlang der ausgerichteten Richtung
jedes Zylinderzugs. Jede Antriebswelle 3 ist durch jeden
Zylinderkopf SC drehbar gelagert und wird durch die Drehkraft, die
von der Kurbelwelle 5 übertragen
wird, während
sie mit der Kurbelwelle 5 verriegelt ist, gedreht. Schwingnocken 4 für die jeweiligen
Druckventilheber 2 der Einlassventile 1 sind mit einer
Antriebswelle 3 drehbar verbunden. Ein Exzenternocken 11 jedes
Zylinders ist befestigt oder mit der Antriebswelle 3 einstückig befestigt.
Eine axiale Mitte eines Außenumfangs
eines Exzenternockens 11 ist von einer axialen Mitte der
Antriebswelle 3 exzentrisch. Eine erste Verbindung 12 einer
Ringform ist mit einem Außenumfang
des Exzenternockens 11 drehbar verbunden.
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Eine
Steuerwelle 13 ist durch den Zylinderkopf CH drehbar gelagert,
um mit der Antriebswelle 3 parallel zu sein. Ein Steuerungsnocken 14 für jeden Zylinder
ist mit der Steuerwelle 13 befestigt oder einstückig gebildet.
Eine axiale Mitte eines Außenumfanges
des Steuerungsnockens 14 ist von einer axialen Mitte der
Steuerwelle 13 exzentrisch. Ein Mittelabschnitt eines Kipphebelarms 15 ist
drehbar mit dem Außenumfang
des Steuerungsnockens 14 verbunden. Ein Endabschnitt des
Kipphebelarms 15 ist mit einem Endabschnitt der ersten
Verbindung 12 drehbar verriegelt und der andere Endabschnitt des Kipphebelarms 15 ist
mit einem Endabschnitt einer stab-förmigen zweiten Verbindung 16 drehbar
verriegelt. Der andere Endabschnitt der zweiten Verbindung 16 ist
mit einem Endabschnitt des Paares der Schwingnocken 4 drehbar
verriegelt.
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Demzufolge
bewegt sich durch die Drehung der Antriebswelle 3 entsprechend
der Drehung der Kurbelwelle 5 die erste Verbindung 12,
die mit dem Exzenternocken 11 drehbar verbunden ist, in
eine ungefähre
fortschreitende Richtung, d. h., führt eine ungefähre fortschreitende
Bewegung aus. Diese fortschreitende Bewegung der ersten Verbindung 12 wird
in eine Schwingbewegung des Kipphebelarms 15 umgewandelt
und demzufolge wird ein Paar von Schwingnocken 4 durch
die zweite Verbindung 16 geschwenkt. Diese Schwenknocken 4 sind
jeweils in Kontakt mit und den Druckventilhebern 2 der
Einlassventile 1, so dass die Einlassventile 1 gegen
die Ventilfeder (nicht gezeigt) entsprechend der Schwingbewegung
der Schwingnocken 4 geöffnet
oder geschlossen werden.
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Durch
das Drehen der Steuerwelle 13 entsprechend der Betätigung eines
Betätigers 30,
unabhängig
von der Drehung infolge der Drehkraft der Kurbelwelle 5,
wird die Mittelposition des Steuernockens 14, dessen Position
als ein Schwingzentrum des Kipphebelarms 14 wirkt, variiert.
Entsprechend dieser Veränderung
der Mittelposition werden die Stati des Kipphebelarms 15,
der ersten und der zweiten Verbindung 12 und 16,
verändert
und demzufolge werden die Schwingcharakteristik der Schwingnocken 4,
z. B. die Phase und der Schwingwinkel, verändert. In Reaktion auf diese
Veränderungen
der Schwingcharakteristik werden sowohl der Arbeitswinkel, als auch
die Ventilhubmenge der Einlassventile 1 kontinuierlich
variiert. Die Betätigung
der Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 beeinträchtigt kaum
eine Phasenmitte des Arbeitswinkels des Einlassventiles 1 in
Bezug auf die Drehphase der Kurbelwelle 5.
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Da
die Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 derart angeordnet
ist, dass die Schwingnocken 4 zum Öffnen oder Schließen der
Einlassventile 1 auf der Antriebswelle 3 koaxial
vorgesehen sind, entsteht keine axiale Fehlausrichtung zwischen
den Schwingnocken 4 und der Antriebswelle 3. Demzufolge
führt diese
Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 eine hohe Steuerungsgenauigkeit
aus. Da außerdem
diese Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 derart angeordnet ist,
dass der kipphebelarm 15 und die ersten und zweiten Verbindungen 12 und 16 in
der Nähe
der Antriebswelle 3 konzentriert angeordnet sind, ist diese Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 kompakt
ausgelegt und wird in einer Brennkraftmaschine leicht installiert.
Außerdem
sind in dieser Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 eine
Menge von Verriegelungsabschnitten, z. B. ein Lagerabschnitt zwischen
dem Exzenternocken 11 und der ersten Verbindung 12 und ein
Lagerabschnitt zwischen dem Steuernocken 14 und dem Lockerarm 15 in
einem die Gleitoberfläche berührenden
Aufbau (in einem Oberflächenkontakt) konfiguriert.
Demzufolge können
diese verriegelnden Abschnitte leicht geschmiert werden und eine
hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit
vollführen.
Außerdem
wird selbst dann, wenn diese Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 in einem üblichen
Ventilsystem vom feststehenden-Typ vorgesehen ist, die Veränderung
der Anordnung des üblichen
Ventilsystems vom feststehenden-Typ
durch das Anordnen des Schwingnockens 4 und der Antriebswelle 3 an
einer Position der feststehenden Nocken und einer Nockenwelle leicht
ausgeführt
werden. D. h., es ist sehr leicht, diese Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 in
dem üblichen
Ventilsystem vom feststehenden-Typ zu installieren.
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Wie
in der 3 gezeigt, weist ein Betätiger 30 einen Zylinder 30a und
einen kolben 32 auf. Ein Druckaufnahmeabschnitt des Kolbens 32 ist
in dem Zylinder 30a angeordnet und bildet einen Innenraum des
Zylinders 30a in eine erste Hydraulikkammer 33 und
eine zweite Hydraulikkammer 34. Ein Stift 32b ist an
einem Endabschnitt des Kolbens 32 vorgesehen und mit einer
Nut 17a der Scheibe 17, die an einem Endabschnitt
der Steuerwelle 13 vorgesehen ist, gleitbar angeordnet.
Demzufolge wird durch das vorwärtige
oder rückwärtige Bewegen
des Kolbens 32 entsprechend der gesteuerten Zuführung des
hydraulischen Druckes in die erste Hydraulikdruckkammer 33 und
in die zweite Hydraulikdruckkammer 34 die Steuerwelle 13 durch
den stift 32b und die Scheibe 17 gedreht und demzufolge
wird der Arbeitswinkel der Einlassventile 1 variiert.
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Der
hydraulische Druck, der in die erste Hydraulikdruckkammer 33 und
in die zweite Hydraulikdruckkammer 34 zugeführt wird,
durch das Verändern
einer Position des Schiebers 35 eines Magnetventiles 31 gesteuert.
Das Magnetventil 31 wird durch die ECU 50 Beanspruchungs-gesteuert.
Noch genauer, die ECU 50 gibt ein Ausgangssignal aus, das
ein Beanspruchungsverhältnis
zu dem Magnetventil 31 gibt. D. h., durch das Variieren
des Ausgangssignales, dass das Beanspruchungsverhältnis entsprechend
der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine anzeigt, wird die Position
des Schiebers 35 variiert.
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Wenn
der Schieber 35 auf einer am weitesten rechten Position
positioniert ist, wie in der 3 gezeigt,
ist die erste Hydraulikkammer mit der Hydraulikpumpe 9 durch
einen ersten Hydraulikkanal 36 fluid-verbunden, und die
zweite Hydraulikkammer 34 ist mit einem Ablaufkanal 38 durch
einen zweiten Hydraulikkanal 37 fluid-verbunden. Demzufolge
wird bei diesem äußersten
rechten Zustand des Schiebers 35 der Kolben 32 des
Betätigers 30 in
die Richtung nach links in der 3 gedrückt und
bewegt. Wenn andererseits der Schieber 35 auf einer am
weitesten links befindlichen Position in der
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3 positioniert
ist, wird die erste Hydraulikkammer 33 mit dem Ablaufkanal 38 durch
den ersten Hydraulikkanal 36 verbunden und die zweite Hydraulikkammer 34 wird
mit der Hydraulikpumpe 9 durch den zweiten Hydraulikkanal 37 fluid-verbunden.
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Demzufolge
wird unter diesem am weitesten links befindlichen Zustand des Schiebers 35 der
Kolben 32 des Betätigers 30 in
die Richtung nach rechts in der 3 gedrückt und
bewegt. Wenn außerdem die
Spule 35 auf einer Zwischenposition positioniert ist, werden
die Öffnungen
der ersten und zweiten Hydraulikkanäle 36 und 37 durch
den Schieber 35 geschlossen. Demzufolge wird während dieses
Zwischenzustandes des Schiebers 35 der hydraulische Druck
in der ersten Hydraulikkammer 33 und in der zweiten Hydraulikkammer 34 beigehalten
und demzufolge verbleibt der Kolben 32 an seiner gegenwärtigen Position.
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Somit
wird durch das richtige Betätigen
und Verbleiben des Kolbens 32 des Betätigers 30 an einer
richtigen Position der Arbeitswinkel der Einlassventile 1 bei
einem gewünschten
Winkel innerhalb eines zuvor festgelegten Steuerbereiches variiert
oder beibehalten. D. h., diese Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 sichert
einen hohen Freiheitsgrad in der Steuerung, während ein einfacher Aufbau
beibehalten wird.
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Als
nächstes
wird in Bezug auf die 4 die Konstruktion der Phasen-Einstellvorrichtung 20 und eines
Phasen-Variationsbetätigers 40,
der darin verwendet wird, diskutiert.
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Ein
Nockenkettenrad (oder ein Zahnriemen) 6 ist an einem vorderen
Endabschnitt der Antriebswelle 3 koaxial angeordnet. Das
Nockenkettenrad 6 wird mit der Drehung der Kurbelwelle 5 synchron
gedreht. Die Phasen-Einstellvorrichtung 20 weist einen äußeren Zylinderabschnitt 21,
einen inneren Zylinderabschnitt 23 und einen ringförmigen Kolben 42 auf.
Der äußere Zylinderabschnitt 21 ist
mit ist mit dem Innenumfang des Nockenkettenrades 6 einstückig gebildet.
Der innere Zylinderabschnitt 23 ist an der Antriebswelle 3 durch
eine hohle schraube 33 befestigt und dreht sich einstückig gemeinsam
mit der Antriebswelle 3. Der Kolben 42 ist zwischen
dem äußeren Zylinderabschnitt 21 und
einem inneren Zylinderabschnitt 23 angeordnet.
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Schrägpassfedern
sind auf inneren und äußeren Oberflächen des
Kolben 42 und einem Eingriffsabschnitt 25, der
mit einer äußeren Oberfläche des
inneren Zylinderabschnittes 23 und einer inneren Oberfläche des äußeren Zylinderabschnittes 21 im Eingriff
ist, gebildet. Demzufolge wird durch das Bewegen des Kolbens 41 entlang
einer axialen Richtung der inneren und äußeren Zylinderabschnitte 23 und 21 (was
der rechten und linken Richtung in der 4 entspricht)
die axiale Bewegung des Kolbens 42 in eine relative Drehbewegung
zwischen dem inneren Zylinderabschnitt 23 und dem äuße ren Zylinderabschnitt 21 ungewandelt
und demzufolge wird eine relative Drehphase zwischen dem äußeren Zylinderabschnitt 21 und
dem inneren Zylinderabschnitt 23 kontinuierlich variiert.
Dies variiert eine relative Drehphase der Antriebswelle 3 im
Verhältnis
zu dem Nockenkettenrad 6 und demzufolge wird die Phase des
Arbeitswinkels des Einlassventiles 1, ohne den Arbeitswinkel
zu variieren, kontinuierlich variiert.
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Mit
dieser Anordnung wird die Phasen-Einstellvorrichtung 20 kompakt
ausgeführt
und vorzugsweise in der Brennkraftmaschine installiert. Außerdem ist
es möglich,
die Erhöhung
der Anzahl der der Teile der Phasen-Einstellvorrichtung 20 zu
unterdrücken. Überdies
wird die Phasen-Einstellvorrichtung 20 in der Brennkraftmaschine
leicht angeordnet, ohne dass sich daraus eine Störung in Bezug auf die Einstellung
der Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 ergibt.
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Wie
in der 4 gezeigt, weist der Phasen-Variationsbetätiger 40 den äußeren Zylinderabschnitt 21,
den inneren Zylinderabschnitt 23 und den Kolben 42 auf.
Der Kolben 42 bildet einen Raum zwischen dem äußeren Zylinderabschnitt 21 und
dem inneren Zylinderabschnitt 23 in die erste und zweite Hydraulikkammern 43 und 44.
Durch das richtige Steuern des hydraulischen Drucks, der jeweils
in die erste Hydraulikkammer 43 und in die zweite Hydraulikkammer 44 zugeführt wird,
wird der Kolben 42 entlang der axialen Richtung des äußeren Zylinderabschnittes 21 und
des inneren Zylinderabschnittes 23 bewegt.
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Die
Hydraulikdrücke,
die zu der ersten Hydraulikkammer 43 und zu der zweiten
Hydraulikkammer 44 zugeführt werden, werden durch Variieren
einer Position eines Schiebers 45, der in einem Magnetventil
angeordnet ist, gesteuert. Noch genauer, die ECU 50 gibt
ein Ausgangssignal aus, das ein Arbeitsverhältnis zu dem Magnetventil 41 ausgibt.
D. h., durch das Variieren des Ausgangssignales, das das Arbeitsverhältnis entsprechend
der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine anzeigt, wird die Position
des Schiebers 45 variiert.
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Wenn
der Schieber 45 auf der äußersten linken Position in
der 4 positioniert ist, ist die erste Hydraulikkammer 43 mit
der Hydraulikpumpe 9 durch einen ersten Hydraulikkanal 46 fluid-verbunden
und eine zweite Hydraulikkammer 44 ist mit dem Ablaufkanal 48 durch
einen zweiten Hydraulikkanal 47 fluid-verbunden. Demzufolge
wird während
dieses am weitesten links befindlichen Zustandes des Schiebers 45 der
Kolben 42 des Betätigers 40 in
die Richtung nach links in der 4 gedrückt und
bewegt. Wenn andererseits der Schieber 45 auf einer am
weitesten rechts befindlichen Position in der 4 positioniert
ist, ist die erste Hydraulikkammer 43 mit dem Ablaufkanal 48 durch
den ersten Hydraulikkanal 46 fluid-verbunden und die zweite
Hydraulikkammer 44 ist mit der Hydraulikpumpe 9 durch
den zweiten Hydraulikkanal 47 fluid-verbunden. Demzufolge
wird während
dieses am weitesten rechts befindlichen Zustandes des Schiebers 45 der
Kolben 42 des Betätigers 40 in
die Richtung nach rechts in der 4 gedrückt und
bewegt. Außerdem,
wenn der Schieber 45 auf einer Zwischenposition positioniert
ist, wie in der 4 gezeigt, werden die Öffnungen
der ersten und zweiten Hydraulikkanäle 46 und 47 durch
den Schieber 45 geschlossen. Demzufolge werden während dieses
Zwischenzustandes des Schiebers 45 die hydraulischen drücke in der
ersten Hydraulikkammer 43 und in der zweiten Hydraulikkammer 44 beibehalten
und demzufolge verbleibt der Kolben 42 (ist der Kolben 42 verriegelt)
an seiner gegenwärtigen
Position.
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Somit
wird durch das richtige Bewegen und durch das Verbleiben des Kolbens 42 des
Betätigers 40 die
Phasen-Zentrumsposition des Arbeitswinkels der Einlassventile 1 an
der gewünschten
Position innerhalb eines vorbestimmten Steuerbereiches variiert
oder beibehalten. D. h., die Phasen-Einstellvorrichtung 20 sichert
einen hohen Freiheitsgrad in der Steuerung, während ein einfacher Aufbau
beibehalten wird.
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Als
nächstes
wird in Bezug auf die Zeitpunktdiagramme, die in der 5 und
in der 6 gezeigt sind, ein Überblick der Korrektursteuerung
des Arbeitswinkels der Einlassventile, die in dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechend der vorliegenden Lehre verwendet werden, diskutiert.
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Bei
der Erläuterung
der 5 und 6 wird eine von der rechten
oder linken Bank RB und LB als A-Bank bezeichnet und die andere
als B-Bank bezeichnet. Außerdem
ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56,
der in dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, ein üblicher
O2-Sensor.
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In
dem Fall, dass die Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 vom
Direkt-Einstell-Typ,
der in der 1 gezeigt ist, in der Brennkraftmaschine
verwendet wird, gibt es die Möglichkeit,
dass der Arbeitswinkel von einer der rechten oder der linken Bank
RB oder LB von dem Arbeitswinkel der andern infolge der Toleranzsumme
des Schwingnockens 4, des Ventilhebers 2 und dergleichen
verschieden wird, obwohl solch eine Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 in
der Lage ist, kontinuierlich den Arbeitswinkel der Arbeitsventile 1,
ohne deren Aufbau zu verkomplizieren, zu variieren. Solch eine Differenz
zwischen den Arbeitswinkeln der rechten und der linken Bank RB und
LB erzeugen Unterschiede in den Einlassluftmengen, den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen
und den Drehmomenten der rechten und der linken Bank RB und LB und
können
die Stabilität
des Betriebes in der Brennkraftmaschine verschlechtern.
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Zum
Beseitigen dieser Möglichkeit,
wie die Verschlechterung der Stabilität des Betriebes, ist das erste
Ausführungsbeispiel
entsprechend der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass
die Rückkopplungssteuerung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
durch jede Bank auf der Grundlage der Abgasparameter, die durch
den in jeder Bank vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 erfasst
werden, ausgeführt
wird. Mit dieser Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung durch
jede Bank wird die Möglichkeit,
wie die Verschlechterung der Stabilität des Betriebes infolge des
Unterschiedes in den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen der rechten und der
linken Bank, sicher verhindert.
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Außerdem wird
die Korrektursteuerung des Arbeitswinkels der Arbeitsventile 1 unter
einer Bedingung ausgeführt,
dass die Rückkopplungssteuerung des
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
ausgeführt
wird. Noch genauer, während
der Rückkopplungssteuerung
des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
werden jeweils die Kraftstoffkorrekturmengen (die Rückkopplungsmengen) αR und αL der rechten
und der linken Bank RB und RL berechnet und eine Bank, deren Arbeitswinkel
der Einlassventile 1 größer als
der der anderen Bank ist, wird auf der Grundlage der Kraftstoffkorrekturmengen αR und αL abgeschätzt und
der Arbeitswinkel der Seite der Bank mit dem größeren Winkel wird durch die
vorbestimmte kleine Menge ΔA schrittweise
vermindert. Wenn außerdem
die Kraftstoffkorrekturmengen αR
und αL der
rechten und der linken Bank RB und LB annähernd ausgeglichen sind, wird
es festgelegt, dass die Arbeitswinkel der rechten und der linken
Bank annähernd
ausgeglichen sind und die Korrektursteuerung der Arbeitswinkel beendet
ist.
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Als
ein Ergebnis werden, wie in den 5 und 6 gezeigt,
selbst obwohl die Ziel-Steuerwerte derjeweiligen Arbeitswinkel,
d. h.. die Ziel-Arbeitswinkel der rechten und der linken Bank RB
und LB auf einen ungefähr
gleichen Wert festgelegt. Demzufolge werden die Ziel-Einlassluftmengen
der rechten und der linken Bank RB und LB ungefähr ausgeglichen und die Kraftstoffkorrekturmengen αR und αL für die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge
werden ungefähr
ausgeglichen.
-
Nachstehend
wird die Steuerung, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird,
in Bezug auf die Ablaufdiagramme, die durch die ECU 50 ausgeführt werden,
ausführlich
erläutert.
-
Ein
Hauptprogramm für
die Steuerung wird in Bezug auf die 7 diskutiert.
-
In
dem Schritt S101 führt
die ECU 50 ein Korrekturzeichen-Festlegungs-Unterprogramm
aus, wobei die ECU 50 ein Korrekturzeichen festlegt, das
anzeigt, ob eine Korrektur des Arbeitswinkels (eine Ventilöffnungsdauer)
für die
Einlassventile 1 ausgeführt wird,
oder nicht.
-
In
den Schritten S102 bestimmt die ECU 50 auf der Grundlage
des Inhaltes des festgelegten Korrekturzeichens, ob das Korrekturzeichen
auf den Ein-Zustand festgelegt ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S102 zustimmend ist, geht das Programm zu dem Schritt
S103 weiter. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S102 negativ ist,
geht das Programm zu einem Endblock.
-
In
dem Schritt S103 bestimmt die ECU 50 eine Bank (einen Zylinderzug),
die im Arbeitswinkel durch das Ausführen eines Korrektur-Bankbestimmungs-Unterprogramms,
das in der 9 gezeigt ist, korrigiert werden
soll.
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In
dem Schritt S104 führt
die ECU 50 ein Arbeitswinkel-Korrektur-Unterprogramm zum
Korrigieren des Arbeitswinkels der ausgewählten Bank (des Zylinderzuges)
aus. Dann geht das Programm zu dem Endblock weiter.
-
8 zeigt
das in dem Schritt S101 ausgeführte
Korrekturzeichen-Festlegungs-Unterprogramm.
-
In
dem Schritt S111 liest die ECU 50 die für Motorbetriebsbedingung anzeigenden
Parameter, z. B. eine Motordrehzahl, die durch einen Kurbelwinkelsensor 71 erfasst
worden ist, eine Temperatur, die die Temperatur von Öl und Wasser,
erfasst durch einen Temperatursensor, eine Einlassluftmenge, die
durch einen Luftströmungsmesser 63 gemessen
worden ist. Außerdem
liest die ECU 50 einen Parameter für die Steuerung, z. B. eine
Basis-Kraftstoffeinspritzmenge, die auf der Grundlage der Motordrehzahl
und der Einlassluftmenge festgelegt worden ist, und die Kraftstoffkorrekturmengen
(die Rückkopplungsmengen) αR und αL für die rechte
und die linke Bank RB und RL und einen Anforderungsarbeitswinkel.
-
Auf
der Grundlage der gelesenen Parameter bestimmt die ECU 50 durch
das Ausführen
der Schritte S112 bis 116, ob die Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt wird,
oder nicht.
-
In
dem Schritt S112 bestimmt die ECU 50, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
einem Rücksteuerungsbereich
(in einem λ-Steuerungsbereich)
ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S112 zustimmend
ist, geht das Programm zu dem Schritt S113 weiter. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S112 negativ ist, springt das Programm zu dem Schritt
S118, wobei das Korrekturzeichen in einem Aus-Zustand festgelegt
wird, der anzeigt, dass die Korrektionssteuerung des Arbeitswinkels
für die Einlassventile 1 nicht
ausgeführt
wird.
-
In
dem Schritt S113 bestimmt die ECU 50, ob die Phasen-Einstellvorrichtung
(VTC: Ventil-Zeitpunktsteuerung) 20 in einen Rückkopplungssteuerungsbereich
festgelegt wird, oder nicht. Noch genauer, die ECU 50 führt die
Rückkopplungssteuerung einer
Phase der Antriebswelle 3 relativ zu der Phase der Kurbelwelle 5 auf
der Grundlage der Ausgangssignale des Kurbelwellensensors 71 und
des Antriebswellen-Winkelsensors 72 aus. Demzufolge wird, wenn
die Phasen-Einstellvorrichtung (VTC) 20 in den VTC-Rückkopplungssteuerungsbereich
gebracht wird, d. h., wenn die Phase genau ausgeführt wird, die
Korrektur des Arbeitswinkels von jeder Bank genau ausgeführt. Andererseits
tendiert, wenn die VTC-Rückkopplungssteuerung
nicht ausgeführt
wird, z. B. wenn die Antriebswelle 3 an einer am weitesten verzögerten Position
mittels eines Befestigungsstiftes befestigt ist, eine Differenz
zwischen den A/F-Verhältnissen
der rechten und der linken Bank RB und LB infolge von den Variationen
der Phasen-Einstellvorrichtung 20 durch die anfängliche
Variation zwischen den einzelnen Phasen-Einstellvorrichtungen 20 und
durch die Ansammlung von Toleranzen erzeugt zu werden. Wenn demzufolge
die VTC-Rückkopplungssteuerung
nicht ausgeführt
wird, wird die Korrektur des Arbeitswinkels nicht bevorzugt. Demzufolge
geht das Programm zu dem Schritt S118 im Vertrauen auf die negative
Bestimmung in dem Schritt S113 weiter.
-
In
dem Schritt S114 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht die
Wassertemperatur Twa größer oder gleich
zu 80° C
ist, um den Korrekturvorgang, während
der Motor in einem stabilen Zustand arbeitet, auszuführen. Wenn
die Bestimmung in dem Schritt S114 zustimmend ist, geht das Programm
zu dem Schritt S115. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S114 negativ
ist, geht das Programm zu dem Schritt S118 weiter.
-
In
dem Schritt S115 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht die
Ventilöffnungsdauer
AV0 kleiner als 180° ist, oder nicht. D. h., in
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Korrekturvorgang ausgeführt,
wenn die Ventilöffnungsdauer
AV0 auf einen kleinen Arbeitswinkel entsprechend
zu 180° (dem
Kurbelwinkel) festgelegt ist. Diese Begrenzung der Ventilöffnungsdauer wird
aus dem Grund begründet,
dass eine richtige und genaue Korrektur ermöglicht wird, wenn die Korrektur
des Arbeitswinkels während
eines Zustandes ausgeführt
wird, dass der Motor in einem Bereich arbeitet, wo eine Veränderung
der Luftmenge dazu tendiert, durch die Differenz zwischen den Arbeitswinkeln
der rechten und der linken Bank RB und RL erzeugt zu werden. Wenn
außerdem
die Ventilöffnungsdauer
der Einlassventile ungefähr
einem Einlasshub-oberer Totpunkt (TDC) entspricht, wenn sich der
Ventilschließzeitpunkt
der Einlassventile nach vorn eines Einlasshub-unterer Totpunktes
(BDC) verschiebt, und wenn die Einlassluftmasse (das Gewicht) relativ
unterdrückt
wird, tendiert die Einlassluftmenge entsprechend der Veränderung
des Arbeitswinkels für
die Einlassventile 1 variiert zu werden. Demzufolge wird
unter dieser Bedingung, die den drei Zuständen genügt, die Korrektur des Arbeitswinkels
ausgeführt.
Demzufolge geht, wenn die Bestimmung in dem Schritt S115 zustimmend
ist, das Programm zu dem Schritt S116 weiter. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S115 negativ ist, geht das Programm zu dem schritt
S118 weiter.
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In
dem Schritt S116 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht eine
Kraftstoffkorrekturmenge αR
der rechten Bank von einer Kraftstoffkorrekturmenge αL der linken
Bank verschieden ist. D. h., es kann angenommen werden, dass der
Arbeitswinkel der rechten Bank RB ungefähr gleich zu dem Arbeitswinkel
der linken Bank LB ist, wenn die Kraftstoffkorrekturmenge αR der rechten
Bank ungefähr
gleich zu der Kraftstoffkorrekturmenge αL der linken Bank ist. Wenn
die Bestimmung in dem Schritt S116 zustimmend ist, geht das Programm
zu dem Schritt S117 weiter. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S116
negativ ist, geht das Programm zu dem Schritt S118 weiter.
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In
dem Schritt S117 legt die ECU 50 das Korrekturzeichen in
einen ein-Zustand fest, der anzeigt, dass die Steuerung des Arbeitswinkels
für die
Einlassventile 1 ausgeführt
wird.
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D.
h., nur wenn allen von den Bedingungen der Schritte S112 bis S116
genügt
wird, wird die Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt. Außerdem, wenn
zumindest einer von den Bedingungen der Schritte S112 bis S116 nicht
genügt
wird, geht das Programm zu dem Schritt S118 weiter, wobei das Korrekturzeichen
in den Aus-Zustand festgelegt wird, um die Korrektur des Arbeitswinkels
nicht auszuführen.
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Nach
der Ausführung
von jedem Schritt S117, S118 wird dieses Unterprogramm beendet und das
Programm kehrt zu dem Hauptprogramm der 4 zurück.
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Die 9 zeigt
das Korrektur-Bankbestimmungs-Unterprogramm, das in dem Schritt
S103 in der 7 ausgeführt wird. Dieses Unterprogramm wird
ausgeführt,
um die Verschlechterung der Stabilität des Motorbetriebs und eine
Störung
zwischen den Einlassventilen und jedem Kolben zu vermeiden, die durch
die Erhöhung
einer Überlappungsdauer
infolge der übermäßigen Erhöhung des
Arbeitswinkels der Einlassventile 1 verursacht wird.
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In
dem Schritt S123 in dem Ablaufdiagramm der 9 bestimmt
die ECU 50, ob sich der Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) im Vergleich mit dem BDC vorverschiebt, oder nicht. D. h.,
es wird bestimmt, ob der Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) vorverschoben
oder verzögert
wird. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S123 zustimmend ist, geht das
Programm zu dem Schritt S124. Wenn die Bestimmung in dem Schritt
S123 negativ ist, geht das Programm zu dem Schritt S127.
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In
dem Schritt S124 bestimmt die ECU 50, ob die Kraftstoffkorrekturmenge αR der rechten
Bank größer als
die Kraftstoffkorrekturmenge αL
der linken Bank LB ist. D. h., wenn sich der Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) im Vergleich mit dem BDC vorverschiebt, erhöht sich
die Einlassluftmenge entsprechend der Erhöhung des Arbeitswinkels der
Einlassventile. Demzufolge wird es in einem Schritt S124 bestimmt,
dass der Arbeitswinkel an einer von der rechten Bank RB oder von
der linken Bank LB größer als
der von dem anderen von der rechten Bank RB oder von der linken
Bank LB ist, wenn die Kraftstoffkorrekturmenge an der einen von
der rechten oder von der linken Bank RB und LB größer als der
von der anderen von der rechten oder von der linken Bank RB und
LB ist. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S124 zustimmend ist,
geht das Programm zu dem Schritt S125 weiter, wobei es bestimmt
wird, dass der Arbeitswinkel der rechten Bank RB korrigiert wird.
Wenn die Bestimmung in dem Schritt S124 negativ ist, geht das Programm
zu dem Schritt S126 weiter, wobei es bestimmt wird, dass der Arbeitswinkel
der linken Bank LB korrigiert wird.
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Andererseits
bestimmt in einem Schritt S127 die ECU 50 auch, ob die
Kraftstoffkorrekturmenge αR der
rechten Bank größer als
die Kraftstoffkorrekturmenge αL
der linken Bank LB ist. D. h., wenn der Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC) sich im Vergleich mit dem BDC verzögert, erhöht sich die Verzögerungswinkelgröße relativ
zu dem BDC entsprechend der Erhöhung
des Arbeitswinkels. Demzufolge vermindert sich die Einlassluftmenge
entsprechend der Erhöhung
des Arbeitswinkels der Einlassventile. Demzufolge wird es in einem
Schritt S127 bestimmt, dass der Arbeitswinkels an einer von der
rechten oder von der linken Bank RB oder LB größer als der der anderen von
der rechten Bank oder von der linken Bank RB oder LB ist, wenn die
Kraftstoffkorrekturmenge an der einen von der rechten Bank oder von
der linken Bank RB oder LB kleiner als die der anderen von der rechten
Bank oder von der linken Bank RB oder LB ist. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S127 zustimmend ist, geht das Programm zu dem Schritt
S128, wobei es bestimmt wird, dass der Arbeitswinkel der linken
Bank LB korrigiert wird. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S127
negativ ist, geht das Programm zu dem Schritt S127 weiter, wobei
es bestimmt wird, dass der Arbeitswinkel der rechten Bank RB korrigiert
wird.
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Nach
der Ausführung
von jedem Schritt S125, S126, S128, S129 wird dieses Unterprogramm beendet
und das Programm kehrt zu dem Hauptprogramm der 4 zurück.
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Die 10 zeigt
das Arbeitswinkelkorrektur-Unterprogramm, das in dem Schritt S104
von 4 ausgeführt
wird.
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In
dem Schritt S132 liest die ECU 50 die Kraftstoffkorrekturmengen αR und αL der linken
und der rechten Bank RB und LB und berechnet eine Differenz Δα zwischen
den Kraftstoffkorrekturmengen αR
und αL (Δα = |αR – αL|).
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In
dem Schritt S133 bestimmt die ECU 50 ob oder nicht der
Unterschied Δα kleiner
als oder gleich zu einem Grenzwert ΔαTH ist.
Wenn die Bestimmung in dem Schritt S133 zustimmend ist, bestimmt
die ECU 50, dass die Kraftstoffkorrekturmenge αR der rechten
Bank RB ungefähr
gleich zu der Kraftstoffkorrekturmenge αL der linken Bank LB ist. Demzufolge wird
dieses Unterprogramm beendet und das Programm kehrt wieder zu dem
Hauptprogramm der 4 zurück. Wenn die Bestimmung in
dem Schritt S133 negativ ist, bestimmt die ECU 50, dass
die Kraftstoffkorrekturmenge αR
der rechten Bank RB von der Kraftstoffkorrekturmenge αL der linken
Bank LB verschieden ist. Demzufolge geht das Programm zu dem Schritt
S134, wobei die ECU 50 den Arbeitswinkel A der Bank, dessen
Kraftstoffkorrekturmenge größer als
die der anderen Bank ist, um einen vorbestimmten Winkel ΔA (A ← A – ΔA) vermindert.
Noch genauer, der Winkel der Steuerwelle 13 der ausgewählten rechten
oder linken Bank RB oder RL wird um den Winkel ΔA in die Richtung zu der Seite
des kleineren Arbeitswinkels verschoben. Dann kehrt das Programm
zu dem Schritt S132 zurück.
D. h., bis die zustimmende Bestimmung in dem Schritt S133 vorgenommen
wird, werden die Schritte 132, S133 und S134 wiederholt. Zum Verbessern
der Korrekturgenauigkeit wird eine vorbestimmte Zeitdauer, die notwendig
ist, um die Kraftstoffkorrekturmenge durch die Ausführung der
Luft-Kraftstoff-Rückkopplungssteuerung
zusammenzuführen,
während
eines Übergangs
von dem Schritt S134 zu dem Schritt S132 gezählt.
-
Durch
das Aktualisierung der Winkelposition der Steuerwelle 13 in
der zuvor beschriebenen Weise wird die Winkelposition der anderen
Steuerwelle 13 in Bezug auf den korrigierten Arbeitswinkel
der anderen Bank gesteuert. Außerdem
wird es durch das Speichern eines aufsummierten Wertes des Winkels ΔA und durch
das Korrigieren einer Anfangsphase der Steuerwelle 13 auf
der Grundlage des aufsummierten wertes möglich, diesen gespeicherten
Inhalt in der Steuerung zu verwendet, um ausgeführt zu werden.
-
Bei
dieser Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es
möglich,
den Arbeitswinkel, der durch die Arbeitswinkel-Einstellvorrichtung 10 eingestellt
worden ist, mittels eines einfachen Aufbaus, der die Abgasparameter
des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 56 verwendet,
zu korrigieren. Außerdem
ist es möglich,
die Arbeitswinkel A von der rechten Bank RB und von der linken Bank
LB zu korrigieren, um ungefähr
miteinander gleich zu sein. Als ein Ergebnis wird die Variation
zwischen den Drehmomenten der rechten Bank RB und der linken Bank
LB unterdrückt
und die Stabilität
des Betriebs des Motors wird verbessert. Da überdies die Korrektur des Arbeitswinkels
während
der Kraftstoffrückkopplungssteuerung
ausgeführt
wird, wird die Abgasleistung während
des Korrekturvorganges beibehalten. D. h., es wird möglich den
Korrekturvorgang auszuführen,
ohne dass die Antriebsfähigkeit verschlechtert
wird.
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In
Bezug auf die 11 und 12 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel
des Steuerungssystems entsprechend der vorliegenden Lehre gezeigt. Ein
Ablaufdiagramm der 11 zeigt einen Arbeitswinkel-Korrekturvorgang,
der in dem zweiten Ausführungsbeispiel
bezeichnenterweise verwendet wird. D. h., der Arbeitswinkel der
Einlassventile 1 wird in jedem Zylinderzug (in jeder Bank)
positiv variiert, um den Arbeitswinkel zu korrigieren. Diese Steuerung wird
vorzugsweise in einem Fall vorgesehen, dass die Korrektur des Arbeitswinkels
in einem Motorbetriebsbereich ausgeführt wird, wo die Veränderung der
Einlassluftmenge langsam in Bezug auf die Veränderung des IVO (des Einlassventil-Öffnungszeitpunktes) und des
IVC (Einlassventil-Schließzeitpunkt)
erfolgt. Die Grundkonstruktion des Steuerungssystems des zweiten
Ausführungsbeispieles
ist dieselbe wie die des in den 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsbeispieles.
Demzufolge wird hierin die Erläuterung
genau wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel
weggelassen. Außerdem
wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel
ein O2-Sensor als der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 verwendet.
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In
dem Schritt S141 der 11 liest die ECU 50 die
Motordrehzahl, die Wassertemperatur, die Luftmasse, den Ziel-Arbeitswinkel,
die Kraftstoffkorrekturmengen der rechten Bank RB und der linken Bank
LB als Parameter.
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In
dem Schritt S142 bestimmt die ECU 50, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
dem Rücksteuerungsbereich
(in dem λ-Steuerungsbereich)
ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S142 zustimmend
ist, geht das Programm zu dem Schritt S143. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S142 negativ ist, springt das Programm zu einem Endblock und
das gegenwärtige
Programm zu beenden.
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In
dem Schritt S143 bestimmt die ECU 59, ob die Phasen-Einstellvorrichtung
(VTC: die Ventilzeitpunktsteuerung) 20 in einen Rücksteuerungsbereich festgelegt
ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S143 zustimmend
ist, geht das Programm zu dem Schritt S144. Wenn die Bestimmung in
dem Schritt S143 negativ ist, springt das Programm zu dem Endblock.
D. h., nur wenn beide Schritte 142 und 143 die zustimmende Bestimmung ausführen, wird
die Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt.
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In
dem Schritt S144, anschließend
zu der zustimmenden Bestimmung in dem Schritt S143, bestimmt die
ECU 50, ob der IVC (der Einlassventilschließzeitpunkt)
ungefähr
dem BDC entspricht, oder nicht, und ob der Arbeitswinkel ungefähr 180° CA (dem
Kurbelwinkel) entspricht, oder nicht. Der Grund zum Ausführen dieser
Bestimmung wird nachstehend in Bezug auf die 12 diskutiert.
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Wie
aus der 12 klar gesehen wird, wird die
Veränderung
der Einlassluftmenge relativ zu der Veränderung des Arbeitswinkels
langsam, wie sich der Arbeitswinkel erhöht. Außerdem ist unter der Bedingung
einer niedrigen Motordrehzahl die Trägheitswirkung auf den Ventilzeitpunkt
sehr klein und demzufolge wird der IVC auf einen konstanten Zeitpunkt nahe
des BDC (des unteren Totpunktes) festgelegt und die Veränderung
der Einlassluftmenge ist die Veränderung
der Einlassluftmenge selbst dann sehr klein, wenn der IVC von dem
BDC leicht versetzt ist. Demzufolge wird in diesem zweiten Ausführungsbeispiel
die Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt, wenn der IVC zu dem BDC
ungefähr
gleich ist. Außerdem, um die verbleibende Gasmenge soweit wie möglich, um
die volumetrische Wirksamkeit nicht zu beeinträchtigen, zu vermindern, wird
die Korrektur des Arbeitswinkels vorzugsweise bei einem Zeitpunkt
ausgeführt,
wenn der Einlassventilzeitpunkt IVO auf einen Zeitpunkt in der Nähe des TDC
(des oberen Zeitpunktes) festgelegt ist. Der Arbeitswinkel-Korrekturbereich,
wobei diesen zwei Bedingungen genügt wird, ist einem Bereich
entsprechend, wo der IVC zu dem BDC ungefähr gleich ist und der Arbeitswinkel
ungefähr
180° CA
beträgt.
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In
dem Schritt S145 liest die ECU 50 die Kraftstoffkorrekturmengen αR und αL.
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In
dem Schritt S146 vermindert die ECU 50 den Arbeitswinkel
von einer der rechten Bank RB oder von der linken Bank LB, so dass
die Veränderung
der Einlassluftmenge vorzugsweise ausgeführt wird. Z. B. wird, wie in
der 12 gezeigt, der Arbeitswinkel von einer der Bank
RB und der linken Bank RL auf einen vorbestimmten kleinen Arbeitbereichwinkel θ1 vermindert,
oder durch einen vorbestimmten Winkel θ2 vermindert. Dann wird der
verminderte Arbeitswinkel beibehalten, bis die Kraftstoffkorrekturmenge
von der Seite der Bank mit dem verminderten Winkel durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung
konvergiert wird.
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In
dem Schritt S147 misst und liest die ECU 50 die Kraftstoffkorrekturmenge αR2 oder Kraftstoffkorrekturmenge αL2 an der
Arbeitswinkel-verminderten Bank.
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In
dem Schritt S148 berechnet die ECU 50, anschließend zu
dem Schritt S147 die Einlassluftmenge auf der Grundlage der Luftströmungsrate.
In dem Schritt S149 leitet die ECU 50 eine Tabelle her, die
eine Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und der Einlassluftmenge
anzeigt, wobei die Tabelle zuvor in einem Speicherabschnitt der
ECU 50 gespeichert worden ist. Diese Tabelle kann z. B.
eine Tabelle sein, die die Beziehung anzeigt, die in der 12 gezeigt
ist. Überdies
können
die in den Plan aufgenommenen Daten, die die Beziehung zwischen
dem Arbeitswinkel und der Einlassluftmenge anzeigen, wenn die Korrektur
des Arbeitswinkels ausgeführt wird,
in einem expandierten Motorbetriebsbereich ausgeführt werden.
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In
dem Schritt S150 bestimmt die ECU 50 eine Korrekturmenge Δγ des Arbeitswinkels
in Bezug auf die Daten der Tabelle, die in dem Schritt S149 abgeleitet
worden sind. Auf der Grundlage der erhaltenen Korrekturmenge Δγ wird die
Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt. Dieses durch die 11 gezeigte
Programm wird durch jede Bank LB und RB ausgeführt, so dass die Arbeitswinkel
von beiden Bänken ähnlich ausgeführt werden.
D. h., in dem Fall, dass die Brennkraftmaschine zwei Zylinderzüge hat, wird
das Ablaufdiagramm der 11 zweimal ausgeführt.
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In
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
wird durch das Vermindern des Arbeitswinkels auf den vorbestimmten
kleinen Arbeitswinkel θ1
oder durch das Vermindern des Arbeitswinkels um den vorbestimmten
Winkel θ2,
die Korrekturmenge des Arbeitswinkels berechnet. Demzufolge wird
es möglich, die
Berechnung der Korrekturmenge während
eines kleinen Betriebswinkelzustandes dadurch auszuführen, dass
die Luftmenge entsprechend der Veränderung des Arbeitswinkels
beträchtlich
verändert
wird, um dadurch die Korrekturgenauigkeit zu verbessern. Außerdem wird
durch das Ausführen
dieses Korrekturbetriebs durch jede Bank die Variation zwischen den
Arbeitswinkeln der Bänke
LB und RB, wie es auch zu dem ähnlich
ist, wie das erste Ausführungsbeispiel
gesichert wird, unterdrückt.
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In
Bezug auf die 13 bis 15 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel
des Steuerungssystems entsprechend der vorliegenden Lehre gezeigt.
Ein Ablaufdiagramm der 13 zeigt ein Arbeitswinkel-Korrekturvorgang,
der charakteristischerweise in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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In
diesem dritten Ausführungsbeispiel
wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
vom Linear-Typ als der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 an
Stelle des O2-Sensors für jede Bank verwendet. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
vom Linear-Typ ist in der Lage, ein tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend
eines tatsächlichen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
in dem Abgas zu erfassen. Außerdem
wird die Korrektur des Arbeitswinkels in einem nicht-λ-Bereich
ausgeführt
und das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
Abgases, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 vom
Linear-Typ gemessen wird, wird direkt als ein Parameter für die Korrektur
an Stelle der Kraftstoffkorrekturmenge α verwendet. Die Basis-Konstruktion
des Steuersystems des dritten Ausführungsbeispieles ist dieselbe
wie die des ersten Ausführungsbeispieles,
das in den 1 bis 4 gezeigt
ist. Demzufolge wird hierin die Erläuterung genau wie die in dem
ersten Ausführungsbeispiel
weggelassen.
-
Die
Erläuterung
genau wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel
wird hierin weggelassen.
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D.
h., in dem Schritt S151 in der 13 liest die
ECU 50 die Parameter, die für die Motorbetriebsbedingung
und den Steuerparameter repräsentativ ist,
wie dies zu jedem Schritt S111, S141 ähnlich ist.
-
In
dem Schritt S152 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
in einem nicht-λ-Bereich
ist (einem nicht-Rückkopplungs-Steuerbereich
ist). Wenn die Bestimmung in dem Schritt S152 zustimmend ist, geht
das Programm zu dem Schritt S153. Wenn die Bestimmung in dem Schritt
S152 negativ ist, springt das Programm zu einem Endblock, um das
gegenwärtige Programm
zu beenden.
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In
dem Schritt S153 bestimmt die ECU 50, ob die Phasen-Einstellvorrichtung
(VTC) 20 in den Rückkopplungs-Steuerbereich
festgelegt ist, oder nicht, wie dies bei der Ausführung in
dem Schritt S143 ähnlich
ist. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S153 zustimmend ist, geht
das Programm zu dem Schritt S154 weiter. Wenn die Bestimmung in dem
Schritt S153 negativ ist, springt das Programm zu dem Endblock.
-
In
dem Schritt S154 bestimmt die ECU 50, ob der IVC dem BDC
annähernd
entspricht, oder nicht, und ob der Arbeitswinkel annähernd 180° CA entspricht,
oder nicht, wie dies zu der Ausführung
in dem Schritt S144 ähnlich
ist. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S154 zustimmend ist, geht
das Programm zu dem Schritt S155 weiter. Wenn die Bestimmung in
dem Schritt S154 negativ ist, springt das Programm zu dem Endblock.
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In
dem Schritt S155 liest die ECU 50 die tatsächlichen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisse
A/F-R und A/F-L der rechten und linken Bänke RB und LB.
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In
dem Schritt S156 vermindert die ECU 50 die tatsächlichen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisse
A/F-R und A/F-L der rechten und linken Bänke RB und LB.
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In
dem Schritt S157 liest die ECU 50 die tatsächlichen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisse
A/F-R2 und A/F-L2 der Winkel-verminderten Bank.
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In
dem Schritt S158 berechnet die ECU 50 die Einlassluftmenge
auf der Grundlage des tatsächlichen
Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
A/F-R2 und A/F-L2, die in dem Schritt S157 erhalten worden sind, und
die Kraftstoffströmungsrate.
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In
dem Schritt S159 leitet die ECU 50 eine Tabelle her, die
die Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und die Einlassluftmenge
anzeigt, wobei diese Tabelle zuvor in einem Speicherabschnitt der
ECU 50 gespeichert worden ist. Diese Tabelle die Daten
in den Speicher aufnehmen, die die Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel
und der Einlassluftmenge anzeigen.
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In
dem Schritt S160 bestimmt die ECU 50 eine Korrekturmenge Δγ des Arbeitswinkels
auf der Grundlage der Einlassluftmenge, die in dem Schritt S158
berechnet wor den ist, und die Daten der Tabelle, die in dem Schritt
S159 hergeleitet worden sind. Auf der Grundlage der erhaltenen Korrekturmenge Δγ wird die
Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt.
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In
diesem dritten Ausführungsbeispiel
wird der Korrektur-ermöglichende
Bereich vermindert, da der Korrekturvorgang während der nicht-λ-Steuerung ausgeführt wird.
Es ist jedoch nicht notwendig die Zeitdauer zu erwarten, die für das Umrechnen
der Kraftstoffkorrekturmenge notwendig ist. Demzufolge ist es möglich, eine
Zeitdauer zum Ausführen
des Korrekturvorgangs zu verkürzen.
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Außerdem wird
in diesem dritten Ausführungsbeispiel
die Korrektur des Arbeitswinkels ausgeführt, wenn der Motor in dem
nicht-λ-Steuerungsbereich
arbeitet, wobei die Antriebsfähigkeit
des Fahrzeuges durch den Korrekturvorgang nicht beeinträchtigt wird.
Demzufolge wird die Verminderung der Antriebsfähigkeit während des Korrekturvorgangs durch
das positive Vermindern des Arbeitswinkels wirksam unterdrückt. D.
h., die tatsächliche nicht-λ-Steuerung
wird während
eines Motorstartzeitraumes, des Aufwärmzeitraumes, einer Hochlast-Betriebsbedingung
nach dem Aufwärmzeitraum
und einem Abbremszeitraumes, mit der Ausnahme eines stabilen Zustandes
des Fahren nach dem Aufräumvorganges
und einem langsames Beschleunigungszustandes, ausgeführt. Demzufolge
erzeugt der Korrekturvorgang in dem nicht-λ-Bereich kein wirkliches Problem.
Insbesondere durch das Ausführen
der Korrektur des Arbeitswinkels, unmittelbar nachdem der Motor
gestartet worden ist, und durch Reflektieren des Korrekturgehaltes
in dem Betrieb des Motors danach, werden der Energieverbrauch und
die Verbrennungsstabilität
unmittelbar nach dem Motorstart verbessert.
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Zum
Verbessern der Genauigkeit der zuvor diskutierten Korrektursteuerung
des Arbeitswinkels wird es bevorzugt, dass die Kraftstoffkorrekturmenge zuvor
korrigiert wird. Die 14 zeigt ein Ablaufdiagramm
der Korrektursteuerung bezüglich
der Kraftstoffströmungsrate.
Das Ablaufdiagramm der 14 ist grundsätzlich mit
der Ausnahme, dass das gesteuerte Objekt nicht der Arbeitswinkel,
sondern die Strömungsrate
(die Impulsbreite für
die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73) ist, dasselbe wie
das der 13. Demzufolge wird hierin die
Erläuterung
der Schritte S181 bis S185 und der Schritt S187 weggelassen, da
sie dieselben wie die Schritte S151 bis S155 und der schritt S157
in der 13 sind.
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In
dem Schritt S186 in der 14, der
anschließend
zu der Ausführung
von dem Schritt S185 erfolgt, vermindert die ECU 50 die
Kraftstoffströmungsrate
an einer von der rechten Bank RB oder der linken Bank LB (vermindert
die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73 von
einer der rechten Bank RB oder von der linken Bank LB), so dass die
Veränderung
der Impulsbreite effektiv die Veränderung der Kraftstoffströmungsrate
beeinträchtigt.
Z. B. wird die Impulsbreite für
die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73 um eine vorbestimmte
Menge D2 vermindert, oder wird, wie in der 15 gezeigt,
auf einen vorbestimmten Wert D1 festgelegt.
-
In
dem Schritt S188, der zu der Ausführung des Schrittes S187 anschließend ist,
berechnet die ECU 50 den Kraftstoffströmungsraten-Korrekturwert für die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 73 von
jeder Bank.
-
In
dem Schritt S189 bestimmt die ECU 50 eine Korrekturmenge
der impulsbreite auf der Grundlage des berechneten Kraftstoffströmungsraten-Korrekturwertes.
Außerdem
korrigiert die ECU 50 die tatsächlich Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73 von
der ausgewählten
rechten Bank RB oder von der linken Bank LB. Die Impulsbreite für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 73 der
anderen Bank wird in derselben Weise, wie zuvor beschrieben, korrigiert.
-
Durch
das Ausführen
der Korrektursteuerung der Kraftstoffimpulsbreite gleichzeitig mit
oder vor der Korrektursteuerung des Arbeitswinkel wird es möglich, den
Arbeitswinkel während
eines Zustandes zu korrigieren, dass die Kraftstoffströmungsraten
von beiden Bänken
ausgeglichen sind. Dies verbessert die Steuerungsgenauigkeit weiter.
-
Als
ein Grund des Differenzierens der Vorgangsleistung zwischen der
rechten Bank RB und der linken Bank LB gibt es eine Differenz zwischen den
Kraftstoffströmungsraten
der rechten Bank RB und der linken Bank LB oder einen Differenz
zwischen den Arbeitswinkeln der rechten Bank RB und der linken Bank
LB. Demzufolge wird es durch das unabhängige Ausführen der Korrektur der Impulsbreite
für jede
Bank und der Korrektur des Arbeitswinkels für jede Bank möglich, die
Variation zwischen den Kraftstoffströmungsraten der jeweiligen Bänke und
die Variation zwischen den Arbeitswinkeln der jeweiligen Bänke genauer
zu korrigieren.
-
In
Bezug auf die 16 bis 19 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel
des Steuerungssystems für
die Brennkraftmaschine in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Lehre gezeigt. Der Aufbau des vierten Ausführungsbeispieles,
der in der 16 gezeigt ist, ist grundsätzlich zu
dem des ersten Ausführungsbeispieles,
der in den 1 bis 4 gezeigt
ist, mit der Ausnahme ähnlich,
dass eine Ansammlungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 58 an
einem Abgas-Sammelabschnitt 55, an dem die verzweigten Abgaskanäle 54 für die rechte
Bank RB und die linke Bank LB zusammengeführt werden, zusätzlich zu dem
Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 für die rechte
Bank RB und die linke Bank LB, angeordnet ist. Diese Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 56 und 58 sind
von einem Linear-Typ, der in der Lage ist, das tatsächliche
Luft-Kraftstoff-Verhält nis
zu erfassen. Jeder Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 an
jedem Verzweigungs-Abgaskanal 54 erfasst
ein tatsächliches
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(A/F-R, A/F-L) jeder Bank (jedes Zylinderzuges). Der Ansammlungs-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 58 erfasst
ein tatsächliches
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(ein Ansammlungs-A/F) an dem Abgas-Sammelabschnitt 55.
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Die
weiteren Konstruktionen des in der 16 gezeigten
vierten Ausführungsbeispieles
sind grundsätzlich
dieselben wie die des in den 1 bis 4 gezeigten
ersten Ausführungsbeispieles. Demzufolge
werden dieselben Teile und Elemente durch dieselben Bezugszahlen
bezeichnet und deren Erläuterung
wird hierin weggelassen.
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Ein
Hauptprogramm für
die Korrektursteuerung des Arbeitswinkels, das in dem vierten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, wird in Bezug auf die 17 diskutiert.
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In
dem Schritt S261 führt
die ECU 50 ein Korrekturzeichen-Festlegungsunterprogramm
aus, wobei die ECU 50 das Korrekturzeichen bestimmt, das anzeigt,
ob eine Korrektur des Arbeitswinkels (eine Ventil-Öffnungsvorrichtung)
für die
Einlassventile 1 ausgeführt
wird, oder nicht. D. h., die Programme springen zu dem Korrekturzeichen-Festlegungsunterprogramm,
das in der 18 gezeigt ist.
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In
dem Schritt S262 bestimmt die ECU 50, ob das Korrekturzeichen
in einen ein-Zustand
festgelegt ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S262
zustimmend ist, geht das Programm zu dem Schritt S263 weiter. Wenn
die Bestimmung in dem Schritt S262 negativ ist, geht das Programm
zu einem Endblock weiter.
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In
dem Schritt S263 bestimmt die ECU 50 eine Bank (einen Zylinderzug),
die in dem Arbeitswinkel durch das Ausführen eines Korrekturbank-Bestimmungsunterprogramm,
das in der 19 gezeigt ist, korrigiert werden
soll. Dann geht das Programm zu dem Endblock weiter.
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Die 18 zeigt
das Korrekturzeichen-Festlegungsunterprogramm, das in dem Schritt
S261 ausgeführt
wird.
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In
dem Schritt S271 liest die ECU 50 die Parameter, z. B.
die Motordrehzahl, die Temperatur, die die Öl- und die Wassertemperatur
anzeigt, den Befehls-Arbeitswinkel und die Befehls-Mittelphase.
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In
dem Schritt S272 berechnet die ECU 50 den IVO und den IVC.
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In
dem Schritt S273 bestimmt die ECU 50, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
dem Rückkopplungssteuerbereich
(dem λ-Steuerungsbereich)
ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S273 zustimmend
ist, geht das Programm zu dem Schritt S274. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S273 negativ ist, springt das Programm zu dem Schritt
S278, wobei das Korrekturzeichen auf einen aus-Zustand festgelegt
wird.
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In
dem Schritt S274 bestimmt die ECU 50, ob sich der IVC im
Vergleich mit dem BDC vorverschiebt, oder nicht. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S274 zustimmend ist, geht das Programm zu dem Schritt
S275. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S274 negativ ist, springt
das Programm zu dem Schritt S278.
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In
dem Schritt S275 bestimmt die ECU 50, ob der IVO ungefähr gleich
zu dem oberen Totpunkt (TDC) oder nicht ist (TVO = TDC ?). Wenn
die Bestimmung in dem Schritt S275 zustimmend ist, geht das Programm
zu dem Schritt S276 weiter. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S275
negativ ist, springt das Programm zu dem Schritt S278. D. h., die
ECU 50 bestimmt die Einlassventil-Öffnungs- und Schließventilzeitpunkte
(den IVO und den IVC) für
die Einlassventile 1, um in dem Arbeitswinkel korrigiert
zu werden. Durch die Bestimmungen in den Schritten S274 und S275
wird ein Korrekturausführungsbereich
innerhalb eines Motorbetriebsbereichs, wo eine Differenz zwischen
den Arbeitswinkeln der rechten Bank RB und der linken Bank LB die
Differenz zwischen den Einlassluftmengen der rechten Bank RB und
der linken Bank LB beträchtlich
beeinflusst, bestimmt.
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In
dem Schritt S276 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht das
Korrekturzeichen von einer Zeit, wenn die elektrische Kraftquelle
eingeschaltet worden ist, eingeschaltet wurde. Diese Bestimmung
wird vorgenommen, um nicht mehrfach die Korrektur von dem Einschalten
der elektrischen Kraftquelle zu wiederholen, da die Arbeitswinkel-Korrektursteuerung
ausgeführt
wird, um eine Differenz zwischen den Zylinderzügen (den Bänken) auszuführen. Wenn
die Bestimmung in dem Schritt S276 zustimmend ist, geht das Programm
zu dem Schritt S277. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S276 negativ
ist, springt das Programm zu dem Schritt S278.
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Wenn
jedoch der Korrekturvorgang dieses vierten Ausführungsbeispieles in dem Bereich,
wo die Arbeitswinkel oder die Mittelphase der Einlassventile 1 der
jeweiligen rechten Bank RB oder der linken Bank LB, z. B. während eines Übergangszustandes,
positiv ausgeführt
wird, kann die Korrektursteuerung des Arbeitswinkels mehrfach ausgeführt werden,
und die Bestimmung bezüglich
des Zustandes des Korrekturzeichens kann während eines Zusammenführungszustandes
vorgenommen werden.
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D.
h., nur wenn alle Bedingungen der Schritte S273 bis S276 erfüllt sind,
geht das Programm zu dem Schritt S277, wobei die ECU 50 das
Korrekturzeichen in den ein-Zustand festlegt. Wenn zumindest eine
von insgesamt allen Bedingungen in den Schritten S273 bis S276 nicht
erfüllt
ist, geht das Programm zu dem Schritt S278, wobei die ECU 50 das Korrekturzeichen
in den aus-Zustand festlegt.
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Die 19 zeigt
ein Arbeitswinkel-Korrekturunterprogramm, das in dem Schritt S263
in der 17 ausgeführt wird.
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In
dem Schritt S291 liest die ECU 50 die tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse (A/F-R
und A/F-L), die durch die Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 56 erfasst worden
sind und das tatsächliche
Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis
(Sammel-A/F-alt), das durch den Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 58 erfasst worden
ist.
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In
dem Schritt S292 liest die ECU die Kraftstoffmenge.
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In
dem Schritt S239 berechnet die ECU die Einlassluftmengen von der
rechten Bank und von der linken Bank auf der Grundlage des tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
und der tatsächlichen
Kraftstoffmenge von jedem Zylinderzug (von jeder Bank), die in den
Schritten S291 und S292 erhalten worden ist.
-
In
dem Schritt S294 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht ein
absoluter Wert einer Differenz (|A/F-R – A/F-L|) zwischen den tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen
kleiner als 0,5 ist. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S294 zustimmend
ist, (|A/F-R – A/F-L| < 0,5) geht das vorliegende Programm
zu einem Rückkehrschritt
zum Zurückkehren
zu dem Hauptprogramm der 17. Wenn die
Bestimmung in dem Schritt S294 negativ ist, geht das Programm zu
dem Schritt S295.
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In
dem Schritt S295, der sich an die negative Bestimmung in dem Schritt
S294 anschließt,
fixiert die ECU 50 die Kraftstoffströmungsrate. D. h., die ECU 50 stoppt
vorübergehend
die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung
und führt
eine offene Steuerung unter Verwendung des Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
(A/F-alt) aus.
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In
dem Schritt S296 bestimmt die ECI 50 einen Zylinderzug
der mageren Seite, dessen Arbeitswinkel im Verhältnis größer als der Arbeitswinkel des anderen
Zylinderzuges auf der Grundlage der tatsächlichen Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen ist,
und vermindert den Arbeitswinkel des Zylinderzuges der mageren Seite
um eine vorbestimmte kleine Größe. Noch
genauer, die Steuerwelle 13 wird in die Richtung zu einem
kleinen Winkel um einen vorbestimmten kleinen Winkel (A ← A – AA) gedreht.
Da der Arbeitsbereich für
den Korrekturvorgang, die in dem Schritt S274 in der 18 ausgeführt wird,
innerhalb des Zustandes begrenzt ist, dass sich der IVC im Vergleich
mit der BDC vorverschiebt, ist der Arbeitswinkel des Zylinderzuges
der mageren Seite größer als der
des Zylinderzuges der fetten Seite.
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In
dem Schritt S297 liest die ECU 50 einen gegenwärtigen Wert
des Sammel-A/F,
der durch den Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 58 erfasst worden
ist.
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In
dem Schritt S298 bestimmt die ECU 50, ob oder nicht der
gegenwärtige
Wert des Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-A/F, der in dem Schritt S297
erhalten worden ist, gleich zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-A/F-alt
ist, der in dem Schritt S291 gelesen worden ist. Wenn die Bestimmung
in dem Schritt S298 zustimmend ist (A/F = A/F-alt), geht das Programm
zu dem Schritt S300 weiter. Wenn die Bestimmung in dem Schritt S298
negativ ist, geht das Programm zu dem Schritt S299 weiter.
-
In
dem Schritt S299 erhöht
die ECU 50 den Arbeitswinkel des Zylinderzuges der fetten
Seite (der Seite des kleinen Winkels) um eine vorbestimmte kleine
Größe. Noch
genauer, die Steuerwelle 13 des Zylinderzuges der fetten
Seite wird in die Richtung zu der Seite des großen Winkels um einen vorbestimmten
kleinen Winkel (B ← B
+ ΔB) gedreht.
Nach der Ausführung
des Schrittes S299 kehrt das Programm zu dem Schritt S297 zurück.
-
D.
h., bis die zustimmende Bestimmung in dem Schritt S298 vorgenommen
worden ist (A/F = A/F-alt), d. h., bis das Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor
dem Korrekturvorgang in dem Schritt S299 (S296) zu dem Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach
dem Korrekturvorgang in dem Schritt S299 (S296) gleich wird, wird
der Schritt S299 wiederholt, um den Arbeitswinkel auf der Seite
des Zylinderzuges mit dem kleinen Winkel schrittweise zu erhöhen. Wenn
die Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse
vor und nach der Winkelkorrektur ausgeglichen ist, d. h., wenn die
zustimmende Bestimmung in dem Schritt S298 vorgenommen worden ist,
geht das Programm zu dem Schritt S300 weiter.
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In
dem Schritt S300 hebt die ECU 50 das Fixieren der Kraftstoffströmungsrate
auf. Dann kehrt das Programm zu dem Schritt S291 zurück.
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D.
h., das Verarbeiten zwischen den Schritten S291 bis S300 wird wiederholt
ausgeführt,
bis die zustimmende Bestimmung in dem schritt S294 vorgenommen worden
ist, wo die ECU 50 bestimmt, ob das tatsächliche
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der rechten Bank RB zu dem tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnis
der linken Bank LB gleich ist.
-
Wenn
in dem Schritt S294 die zustimmende Bestimmung vorgenommen worden
ist, kehrt das Programm zu dem Hauptprogramm der 17 zurück und das
Hauptprogramm wird dann beendet.
-
Der
Grund für
das Festlegen der Toleranz von dem Schritt S294 bei 0,5 ist der,
dass die Differenz ungefähr
4% der Luftmenge unter einer Motorbetriebsbedingung nahe des stöchiometrischen
Verhältnisses
entspricht, und der, dass wenn der Motor, der vier oder mehr Zylinder
hat, innerhalb des üblichen
Betriebsbereiches arbeitet, wobei die Verschlechterung der Stabilität des Betriebes
erlaubt ist.
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In
dem vierten Ausführungsbeispiel
wird der Arbeitswinkel auf der mageren Seite des Zylinderzugs (der
Seite des größeren Arbeitswinkels)
in dem Schritt S296 vermindert und der Arbeitswinkel auf der fetteren
Seite des Zylinderzuges (der Seite des kleineren Arbeitswinkels)
wird dann in dem Schritt S299 erhöht. Diese Anordnung des vierten
Ausführungsbeispieles
hindert den Arbeitswinkel daran, sich während des Korrekturvorganges übermäßig zu erhöhen. Außerdem verhindert
dies zuverlässig
die Störung zwischen
dem Kolben und dem Ventil und die unnötige Erhöhung der Ventilüberlappung.
-
Außerdem ist
die Steuerung in diesem vierten Ausführungsbeispiel derart angeordnet,
dass die Luftmenge in dem Schritt S298 und S299 erhöht wird, nachdem
die Luftmenge in dem Schritt S296 vermindert worden ist. Demzufolge
wird die Variation der gesamten Luftmenge des Motors unterdrückt und
die Drehmomentvariation währen
des Korrekturvorganges wird ebenso unterdrückt. Außerdem wird es möglich, den
Korrekturvorgang, ohne ein Pendeln zu erzeugen, richtig auszuführen, wenn
der Arbeitswinkel klein ist, wo sich die Luftmenge im Verhältnis zu der
Veränderung
im Arbeitswinkel beträchtlich
verändert.
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Zusätzlich ist
die Steuerung in diesem Ausführungsbeispiel
angeordnet, um die Korrektur des Arbeitswinkels während des
temporären
Stoppens der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung auszuführen. Diese
Anordnung ermöglicht
die Korrekturmenge in Bezug auf die λ-Steuerung und die Korrekturmenge
in Bezug auf den Arbeitswinkel, um leicht unterschieden zu werden,
und demzufolge wird es möglich,
sowohl die Verbesserung des Energieverbrauchs, als auch die Stabilität des Motorbetriebs
zu sichern.
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In
Bezug auf die 20 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel des Steuersystems
entsprechend der gegenwärtigen
Lehre gezeigt. Der Aufbau der Gerätetechnik (der hardware) des
fünften
Ausführungsbeispieles
ist derselbe wie der des in der 16 gezeigten
vierten Ausführungsbeispieles.
Außerdem
ist auch das Hauptprogramm des fünften Ausführungsbeispieles
derselbe wie der des vierten Ausführungsbeispieles, das in der 17 gezeigt
ist. Das fünfte
Ausführungsbeispiel
ist kennzeichnenderweise in einem Unterprogramm zum Korrigieren
des Arbeitswinkels, das in dem Schritt S263 in der 17 gezeigt
ist, wie in der 20 gezeigt, angeordnet.
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In
dem Schritt S311 liest die ECU 50 die tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnisse (A/F-R
und A/F-L), die durch den Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 56 erfasst
worden sind und das Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das Sammel-A/F-alt),
das durch den Sammel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 58 erfasst
worden ist.
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In
dem Schritt S312 liest die ECU die Kraftstoffmenge.
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In
dem Schritt S313 berechnet die ECU 50 die Einlassluftmenge
der rechten und der linken Bank auf der Grundlage des tatsächlichen
Zylinderzug-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
und der tatsächlichen
Kraftstoffmenge von jedem Zylinderzug (für jede Bank), die in den Schritten
S311 und S312 erhalten worden sind.
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In
dem Schritt S314 sucht die ECU 50 eine Tabelle, z. B. eine
in der 21 gezeigte Tabelle, auf, die
eine Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und der Luftmenge zeigt.
Die in der 21 gezeigte Tabelle ist zuvor
in dem Speicherabschnitt der ECU 50 gespeichert worden
und kann eine Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (dem
A/F-Verhältnis)
sein.
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In
dem Schritt S315 erhält
die ECU 50 direkt die Korrekturmengen ΔβR und ΔβL der rechten und linken Bänke RB und
LB aus der Tabelle der 21, den Luftmengen der rechten
und linken Bänke
RB und LB, erhalten in dem Schritt S313. Außerdem korrigiert die ECU 50 die
Arbeitswinkel für
die rechten und linken Bänke
RB und LB auf der Grundlage der Korrekturmengen ΔβR und ΔβL. Noch genauer, die Winkel
der beiden Steuerwellen 13 werden verändert.
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Mit
dieser Anordnung des fünften
Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Lehre wird es möglich,
außerdem
die Korrektur der Arbeitswinkel durch das Herleiten der Daten der
Tabelle, wenn mit dem Korrekturvorgang des vierten Ausführungsbeispieles verglichen
wird, schnell auszuführen.
Demzufolge wird es möglich,
die Zeitdauer, die für
den Korrekturvorgang notwendig ist, zu verkürzen und die Verschlechterung
des Energieverbrauchs und der Stabilität des Betriebs während des
Korrekturvorgangs ausreichend zu unterdrücken.
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Obwohl
das fünfte
Ausführungsbeispiel
angeordnet ist, um sich auf die Tabelle der 21 zu beziehen,
die die Beziehung zwischen dem Arbeitswinkel und der Einlassluftmenge
unter der Bedingung zeigt, dass die Motordrehzahl konstant ist,
die Wassertemperatur konstant ist, der Wasserdampf-Teildruck konstant
ist, können
weitere komplizierte aufgezeichnete Daten an Stelle der Tabellendaten
der 21, um den Korrekturbereich zu erweitern, verwendet
werden. Außerdem
sind, falls es gewünscht
wird, den atmosphärischen
Druck und den Wasserdampf-Teildruck in die Überlegung einzubeziehen, Erfassungseinrichtungen
zum Erfassen solcher Drücke
an einem Einlassluft-Einlassabschnitt vorgesehen und die daraus
erhaltenen Daten werden in dem Korrekturvorgang verwendet. Solch
ein Korrekturvorgang ist allgemein bekannt und demzufolge wird dessen
Erklärung
hierin weggelassen.