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DE19908454B4 - Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung sowie Verfahren für ihre Steuerung - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung sowie Verfahren für ihre Steuerung Download PDF

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DE19908454B4
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Takuya Hitachinaka Shiraishi
Toshiharu Hitachinaka Nogi
Minoru Hitachinaka Ohsuga
Yoko Hitachi Nakayama
Noboru Hitachi Tokuyasu
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Hitachi Ltd
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Abstract

Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, mit
einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind,
einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, und
einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (66), die einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) erfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und
eine Steuereinheit (63) vorgesehen ist, die den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Ventilöffnungszeitpunkts und/oder des Ventilschließzeitpunkts des Ventilmechanismus (30, 40) steuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung sowie ein Verfahren für ihre Steuerung und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Zündzeitpunkts in einer Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung Aus JP 07 332140 A und aus JP 07-150948A ist eine Benzin-Brennkraftmaschine bekannt, in der ein im voraus gebildetes Luft-/Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer durch Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses über den üblichen Verdichtungswert und ohne Verwendung einer Zündkerze automatisch gezündet wird.
  • Aus der EP 0 276 193 A2 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftsfoff-Aktivierungskammer und einem zwischen der Kraftstoff-Aktivierungskammer und einer Hauptbrennkammer angeordneten Ventilmechanismus bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst ferner eine Ventil-Steuereinheit, die das Öffnen und Schließen des Ventilmechanismus abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine steuert.
  • Diese Kompressionszündungs- bzw. Selbstzündungs-Brennkraftmaschine hat den Vorteil, daß der Pumpverlust sehr gering ist, da sie keine Drosselklappe besitzt, die in einer üblichen Benzin-Brennkraftmaschine verwendet wird, um die Luftansaugmenge zu steuern, so daß ihr Wirkungsgrad im Niederlastbetrieb verbessert wird. Die Laststeuerung wird hier durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ähnlich wie bei einem Dieselmotor ausgeführt, wobei die Zündung des Gemisches durch eine Selbstzündung erfolgt, die durch Setzen des Verdichtungsverhältnisses auf einen Wert oberhalb des üblichen Werts bewirkt wird.
  • Bei einer Zündung mittels Zündkerze kann NOx im Abgas entstehen, weil lokal ein Hochtemperaturabschnitt gebildet wird. Die Selbstzündung findet hingegen nicht an einem einzigen Punkt, sondern an vielen Punkten statt. Daher wird das Gemisch an vielen Punkten gezündet und verbrannt, so als ob viele Zündkerzen in der Brennkammer angeordnet wären, so daß sich für den Motor der Vorteil ergibt, daß die NOx-Abgaskonzentration auf wenige ppm abgesenkt werden kann, da in der Brennkammer kein lokaler Hochtemperaturabschnitt ausgebildet werden kann.
  • In den obenerwähnten Dokumenten wird angegeben, daß der Zeitpunkt für die Einspritzung von Kraftstoff in den Ansaugkanal in einem Bereich von 10° vor dem Zeitpunkt des Schließens des Einlaßventils bis 110° vor dem Zeitpunkt des Öffnens des Einlaßventils liegt, daß die Menge des direkt in die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffs auf 15 bis 25% der Gesamtmenge des eingespritzten Kraftstoffs gesetzt ist und daß der Einspritzzeitpunkt auf 8 bis 30° vor dem oberen Totpunkt gesetzt ist.
  • Von der Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung ist zu erwarten, daß sie die Grundlage für die nächste Generation von Fahrzeugmotoren bildet, die einen niedrigen Kraftstoffverbrauch und gleichzeitig niedrige Emissionswerte haben. Jedoch ändern sich die Ansaugluftmenge und die Kraftstoffmenge in jedem Zyklus. Die Änderung der Luftmenge wird durch Stöße im Ansaugrohr und durch die unterschiedliche Ansaugluftmengenverteilung in den einzelnen Zylindern hervorgerufen. In der Brennkraftmaschine mit Einlaßkanaleinspritzung wird die Änderung der Kraftstoffmenge durch die Tatsache hervorgerufen, daß der an der Wandoberfläche im Ansaugkanal haftende Kraftstoff der Brennkammer mit einer Verzögerung von mehreren Verbrennungszyklen zugeführt wird.
  • Daher kann das Problem der Änderung der Kraftstoffmenge in gewissem Ausmaß durch Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder gelöst werden. Es ist jedoch unmöglich, beispielsweise die Änderungen der jedem Zylinder zugeführten Luftmenge aufgrund unterschiedlicher Längen des Ansaugrohrs oder unterschiedlicher Formen des Ansaugkanals zu beseitigen.
  • In der Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung wird das Zündphänomen durch Erhöhen der Temperatur und des Drucks der Luft oder des Gemisches, die im Motor verdichtet werden, bewirkt, wobei der Zeitpunkt, zu dem das Zündphänomen auftritt, ausschließlich auf einen Wert gesetzt werden darf, bei dem die Temperatur, der Druck und das Luft-/Kraftstoffverhältnis konstant sind. Der Zündzeitpunkt wird jedoch in jedem Zyklus aufgrund zyklischer Änderungen der Luftmenge und der Kraftstoffmenge wie oben beschrieben geändert. Die Änderung des Zündzeitpunkts steht mit einer Änderung des erzeugten Drehmoments in Beziehung, so daß in der Brennkraftmaschine Schwingungen erzeugt werden.
  • Daher ist es zweckmäßig, den Zündzeitpunkt konstant zu halten oder die Änderungsbreite des Zündzeitpunkts klein zu halten, wenn der Betriebszustand konstant ist. Weiterhin kann eine Brennkraftmaschine ohne Drosselklappe durch die Wirkung einer Druckänderung aufgrund der Änderung des atmosphärischen Drucks oder einer Höhendifferenz beeinflußt werden. Daher genügt es bei der Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung im Hinblick auf die Steuerung des Zündzeitpunkts nicht, nur den Einspritzzeitpunkt und die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung zu schaffen, bei der der Selbstzündungszeitpunkt geeignet gesteuert wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Steuern der Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung enthält eine Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils.
  • Durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts der Ventile können der dem Betriebszustand des Motors entsprechende Kompressionsdruck gesteuert und ein geeigneter Selbstzündungszeitpunkt erhalten werden, da der Selbstzündungszeitpunkt entsprechend dem Betriebszustand des Motors gesteuert werden kann.
  • Da der der Verbrennungszeitperiode entsprechende Kurbelwinkel groß wird, wenn die Drehzahl des Motors hoch ist, ist es außerdem wichtig, den Öffnungszeitpunkt und/oder den Schließzeitpunkt des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils entsprechend der Drehzahl des Motors zu steuern, so daß die Selbstzündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  • Da die Verbrennungsgeschwindigkeit niedrig wird, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis erhöht ist, ist es wichtig, den Öffnungszeitpunkt und/oder den Schließzeitpunkt des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils entsprechend dem Luft-/Kraftstoffverhältnis zu steuern, so daß die Selbstzündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  • Es ist günstig, die Steuerung des Selbstzündungszeitpunkts in der Weise auszuführen, daß die Differenz zwischen dem Ist-Zündzeitpunkt und dem Soll-Zündzeitpunkt minimal ist, indem die beiden Zeitpunkte verglichen werden.
  • Wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis größer als ein im voraus gesetzter Wert wird oder wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine höher als ein im voraus gesetzter Wert wird, kann eine geeignete Verbrennung durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils erhalten werden, so daß der Selbstzündungszeitpunkt oder der Punkt mit maximalem Zylinderdruck in einen Bereich von 20° nach dem oberen Totpunkt fällt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
  • 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Systems eines Direkteinspritzungsmotors des Typs mit mittiger Einspritzung, auf den die Erfindung angewendet wird;
  • 2 eine Ansicht zur Erläuterung des Verbrennungszustands, wenn die Verbrennung mit Kompressionszündung auf die Brennkraftmaschine angewendet wird;
  • 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Luft-/Kraftstoffverhältnis L/K und dem Druck Pcr beim Zünden;
  • 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Zündzeitpunkts, wenn die Öffnungs und Schließzeitpunkte eines Einlaß- und eines Auslaßventils fest sind;
  • 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Kompressionsdrucksteuerung unter Verwendung eines variablen Ventils;
  • 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Soll-Zündzeitpunkt und dem IVC, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird;
  • 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Soll-Zündzeitpunkt und dem IVC, wenn die Drehzahl des Motors geändert wird;
  • 8 ein dreidimensionales Kennfeld des Soll-Zündzeitpunkts, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis und die Drehzahl des Motors geändert werden;
  • 9 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer Ausführung der Steuerung der Erfindung;
  • 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Ansaugtemperatur und dem IVC-Korrekturbetrag;
  • 11 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer zweiten Ausführung der Steuerung der Erfindung;
  • 12 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Atmosphärendruck und dem IVC-Korrekturbetrag;
  • 13 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer dritten Ausführung der Steuerung der Erfindung;
  • 14 eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Variabelventilmechanismus, der auf die Erfindung angewendet werden kann;
  • 15 einen Zeitablaufplan zur Erläuterung des Ventilhubs in einem weiteren Variabelventilmechanismus, der auf die Erfindung angewendet werden kann;
  • 16 ein Diagramm zur Erläuterung eines Systems eines Direkteinspritzungsmotors des Typs mit seitlicher Einspritzung, auf das die Erfindung angewendet werden kann; und
  • 17 ein Diagramm zur Erläuterung eines Systems einer Brennkraftmaschine des Typs mit Kanaleinspritzung, auf das die Erfindung angewendet werden kann.
  • Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung wird eine Brennkraftmaschine mit einem einzigen Zylinder beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung auf Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern anwendbar.
  • Die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 enthält einen Kurbelmechanismus, der eine Pleuelstange 4 und eine Kurbelwelle 5 umfaßt, sowie eine Brennkammer 3, die durch einen Kolben 2, der mit dem oberen Ende des Kurbelmechanismus verbunden ist, und durch einen Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine 1 gebildet ist. Die Brennkammer 3 ist durch ein Einlaßventil 10, ein Auslaßventil 11 und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12, die am Zylinderkopf 8 befestigt sind, verschlossen. Das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 werden durch variabele Ventilmechanismen 30 bzw. 40 betätigt. Die Brennkraftmaschine 1 saugt die für die Verbrennung notwendige Luft durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 in die Brennkammer 3 an. Die in die Brennkraftmaschine 1 angesaugte Luft wird unter Verwendung eines Luftreinigers 15, der Staub und Fremdstoffe entfernt, die in der Luft enthalten sind, gereinigt, wobei die Ansaugluftmenge, die eine Grundlage für die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge bildet, unter Verwendung eines Luftmengenmessers 16 gemessen wird.
  • Eine Steuereinheit 63 zum Steuern des Motors 1 enthält eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 66, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 anhand der Signale von verschiedenen Arten von Sensoren erfaßt, eine Ventilmechanismus-Steuereinrichtung 64 zum Steuern des Betriebs der variabelen Ventilmechanismen 30, 40, die am Motor 1 angebracht sind, sowie eine Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 65 zum Steuern der von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 einzuspritzenden Kraftstoffmenge und des Einspritzzeitpunkts.
  • Der Betätigungsgrad eines Fahrpedals 61, das von einem Fahrer des die Brennkraftmaschine 1 enthaltenden Fahrzeugs betätigt wird, wird unter Verwendung eines Potentiometers 62 in ein elektrisches Signal umgesetzt und in die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 66 in der Steuereinheit 63 eingegeben. Andere Signale, die in die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung eingegeben werden, stammen beispielsweise von Kurbelwinkelsensoren 6, 7, die an der Kurbelwelle 5 befestigt sind, vom obenbeschriebenen Luftmengenmesser 16, von einem Ansaugrohrdrucksensor 14, von einem Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 24, der am Abgasrohr 23 angebracht ist, von einem Temperatursensor 25 zum Erfassen der Temperatur eines Abgaskatalysators, von einem Drucksensor 21 zum Erfassen des Drucks in der Brennkammer 3, der an der Brennkammer 3 angebracht ist, sowie von einem Klopfsensor 22, der ein Klopfen erfaßt.
  • Die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung 64 gibt an den variabelen Ventilmechanismus 30 ein Steuersignal aus, um das Einlaßventil 10 anhand eines Signals von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 66 zu betätigen.
  • Die Kraftstoffeinspritz-Steuereinrichtung 65 gibt an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 anhand eines Signals von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 66 ein Steuersignal aus, um die Kraftstoffeinspritzmenge und den Einspritzzeitpunkt einzustellen. Der in die Brennkammer 3 eingespritzte Kraftstoffsprühstrahl wird im Zylinder ausreichend mit Luft gemischt, um ein homogenes Gemisch zu bilden. Das Einlaßventil 10 wird zu einem Zeitpunkt geschlossen, der in Übereinstimmung mit einem Steuersignal von der Ventilmechanismus-Steuereinrichtung 64 bestimmt wird.
  • Als Laststeuerverfahren für Brennkraftmaschinen stehen im wesentlichen zwei Verfahren zur Verfügung, nämlich ein Verfahren, bei dem eine Ansaugluftmenge entsprechend einer Last gesteuert wird und eine der Ansaugluftmenge entsprechende Kraftstoffmenge zugeführt wird, und ein Verfahren, bei dem die Kraftstoffmenge entsprechend einer Last zugeführt wird, die Ansaugluftmenge jedoch nicht reguliert wird.
  • Der Unterschied zwischen den beiden Verfahren ergibt sich aus einer Eigenschaft (der sogenannten Zündfähigkeit) des verwendeten Kraftstoffs, wobei das erstere Verfahren dem Fall eines Benzinmotors entspricht und das letztere Verfahren dem Fall eines Dieselmotors entspricht. Es wird gesagt, daß der Dieselmotor im allgemeinen einen guten Kraftstoffwirkungsgrad hat. Der Grund besteht darin, daß im Dieselmotor aufgrund der Tatsache, daß die Ansaugluftmenge nicht gedrosselt wird, kein Pumpverlust auftritt. Da andererseits die Laststeuerung durch die Ansaugluftmenge ausgeführt wird, besitzt der Benzinmotor im Ansaugrohr eine Drosselklappe, weil die Luftmenge bei niedriger Last gedrosselt werden muß. Daher wird der Druck im Ansaugrohr hinter der Drosselklappe zu einem Unterdruck, der niedriger als der Atmosphärendruck ist. Da der Druck in der Brennkammer nach Abschluß des Ausstoßhubs nahezu gleich dem Atmosphärendruck ist, herrscht vor dem Einlaßventil (auf seiten des Einlaßanschlusses) ein Unterdruck, während dahinter (auf seiten der Brennkammer) am Beginn des Ansaughubs der Atmosphärendruck herrscht. Damit die Luft dennoch von seiten des Einlaßanschlusses zur Seite der Brennkammer strömt, muß die Luft durch die Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt werden, weshalb die Brennkraftmaschine Arbeit ausführen muß, um die Luft anzusaugen. Diese Arbeit ist für die Brennkraftmaschine eine negative Arbeit und wird Pumpverlust genannt.
  • Da im Benzinmotor der Öffnungsgrad der Drosselklappe bei niedriger und mittlerer Last gering ist und der Pumpverlust stets erzeugt wird, wird der Kraftstoffwirkungsgrad niedrig. Eine Technik zur Reduzierung des Pumpverlusts ist ein Magerverbrennungsverfahren, bei dem die gleiche Kraftstoffmenge durch Erhöhen der Luftmenge verbrannt wird, wobei dieses Verfahren in der Praxis auch angewendet wird. Diese Technik ist zuerst auf eine Brennkraftmaschine mit Einspritzung im Einlaßkanal angewendet worden (und wird im folgenden mit MPI bezeichnet).
  • Im Fall des MPI liegt die Grenze für eine stabile Verbrennung bei einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von ungefähr 25, da in der Brennkammer leicht ein homogenes Gemisch gebildet wird. Danach ist diese Technik auf einen Direkteinspritzungsmotor (im folgenden mit DI bezeichnet) angewendet worden, in dem in der Brennkammer einfach ein Schichtladungsgemisch gebildet wird, wobei die Grenze für eine stabile Verbrennung bei einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von ungefähr 40 bis 50 liegt.
  • In dem Magerverbrennungsverfahren, bei dem die Verbrennung wie oben beschrieben unter Verwendung einer Zündkerze eingeleitet und verbreitet wird, ist der Kraftstoffwirkungsgrad unzureichend, da der Pumpverlust in einem Betriebsbereich erzeugt wird, der unter Verwendung der Drosselklappe gesteuert wird, da das Luft-/Kraftstoffverhältnis wie oben erwähnt begrenzt ist.
  • Die Kompressionszündung hat die Bedeutung, daß die Temperatur des Gemisches aus Luft und Kraftstoff durch Kompression dieses Gemisches erhöht und dann automatisch gezündet wird. Die Temperatur bei der Zündung ist durch die Konzentration des Gemisches bestimmt. Die Kompressionszündungs-Verbrennung ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Zündung an vielen Punkten und nicht nur an einem einzigen Punkt erfolgt. Daher ist es ausreichend, daß die Flamme sich über eine sehr kurze Strecke in der Nähe des Zündpunkts ausbreitet, weshalb die Verbrennungsgeschwindigkeit hoch wird, wenn die Verbrennung in der Brennkammer insgesamt betrachtet wird. Ferner kann der NOx-Ausstoß auf einen äußerst kleinen Wert reduziert werden, da kein lokaler Bereich mit hoher Temperatur gebildet wird, was vom Fall der Schichtladungsverbrennung verschieden ist, in dem die Verbrennung durch Zünden an einem einzigen Punkt erfolgt.
  • 2 zeigt ein Beispiel, in dem diese Verbrennungsart auf eine Benzin-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge angewendet wird. Das Gemisch in der Brennkammer 3 wird durch den Kolben 2 verdichtet, um die Temperatur und den Druck zu erhöhen, woraufhin es gezündet wird und verbrennt, wenn der Druck einen bestimmten Wert übersteigt. Da dieses Zündphänomen überall in der Brennkammer 3 auftritt, ist die für jeden der Zündpunkte 27 erforderliche Verbrennungsausbreitungsstrecke kurz, weshalb die Verbrennungsgeschwindigkeit höher als bei einer üblichen Verbrennung mit Flammenausbreitung ist.
  • Ferner verbrennt der Kraftstoff unter Einschluß verbrannten Gases in der Nähe jedes Verbrennungspunkts (interne AGR), wird die Verbrennungstemperatur niedriger und wird folglich die NOx-Ausstoßkonzentration äußerst niedrig (was im folgenden mit Verbrennung mit niedrigem NOx bezeichnet wird). Hinzu kommt, da die Ausführung der Erfindung nach 1 keine Drosselklappe besitzt, daß im Ansaughub kein Pumpverlust erzeugt wird, woraus sich ein hoher Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine und ein hoher Kraftstoffwirkungsgrad ergeben.
  • Zwischen der Temperatur und dem Druck besteht eine Beziehung, die durch die folgende Gleichung (Gaszustandsgleichung) gegeben ist: PV = nRT (1) wobei P der Druck, V das Volumen, n die Molzahl des Gases, R die Gaskonstante und T die Temperatur ist. Daher kann die Temperatur aus Gleichung (1) berechnet werden, wenn der Druck gegeben ist. Im Gebiet der Steuerung von Brennkraftmaschinen ist es üblich, statt einer Temperaturmessung eine Druckmessung auszuführen. Daher wird zur folgenden Erläuterung der Druck verwendet.
  • Es sei der Druck beim Auftreten der Zündung durch Pcr gegeben, der durch die Kraftstoffkonzentration in einem Gemisch, d. h. durch das Luft-/Kraftstoffverhältnis L/K, bestimmt ist. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Luft-/Kraftstoffverhältnis L/K und dem Druck Pcr bei der Zündung. Wie durch die Linie 28 gezeigt ist, tritt die Zündung bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck auf, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis klein ist, der Zündungsdruck wird jedoch bei großem Luft-/Kraftstoffverhältnis hoch.
  • Um die Kompressionszündung auf eine Brennkraftmaschine anzuwenden, muß der Zündzeitpunkt selbst dann gesteuert werden, wenn sich das Gemisch von einem fetten Luft-/Kraftstoffverhältnis zu einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis ändert. In einer Brennkraftmaschine mit einem Ventilantriebsmechanismus, bei dem die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlaß- und Auslaßventile durch einen im voraus festgelegten Nocken bestimmt werden, ist der Kompressionsdruck in jedem Zyklus stets konstant, weshalb der Zündzeitpunkt ungeeignet wird, wenn sich das Luft-/Kraftstoffverhältnis ändert. 4 zeigt den Zündzeitpunkt, wenn ein Ventilantriebsmechanismus mit einer Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung kombiniert ist. Die durchgezogene Linie 32 zeigt den idealen Zündzeitpunkt. Wie jedoch durch die Strichlinie 29 gezeigt ist, tritt die Zündung bei kleinem Luft-/Kraftstoffverhältnis früher auf, während sie bei großem Luft-/Kraftstoffverhältnis später oder überhaupt nicht auftritt. Daher besteht ein wesentlicher Punkt der Erfindung darin, die Zündung durch Steuern des Kompressionsdrucks zu einem geeigneten Zeitpunkt auszuführen.
  • Die Brennkraftmaschine 1 verdichtet das Gemisch, wenn der Kolben 2 vom unteren Totpunkt (BDC) zum oberen Totpunkt (TDC) bewegt wird. Der Verdichtungsdruck kann durch Einstellen des Schließzeitpunkts des Einlaßventils 10 eingestellt werden. Mit Bezug auf 5 wird die Verdichtungsdrucksteuerung unter Verwendung eines variablen Ventils beschrieben. Auf der Abszisse ist der Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine aufgetragen, wobei ein Zyklus (Ansaugen – Verdichten – Expandieren – Ausstoßen) nach zwei Umdrehungen (720°) abgeschlossen ist. Auf der Ordinate ist der Druck im Zylinder aufgetragen. Da die Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung gemäß der Erfindung keine Drosselklappe besitzt, ist der Druck während des Ansaughubs angenähert gleich dem Atmosphärendruck, da keine Drosselklappe vorhanden ist.
  • Wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis konstant ist, kann der Druck Pcr bei Auftreten der Zündung anhand 3 bestimmt werden. Das Gemisch wird verdichtet, wenn das Einlaßventil 10 geschlossen wird (dieser Zeitpunkt wird im folgenden mit IVC bezeichnet), um den Druck im Zylinder zu erhöhen. Wenn der IVC auf θ1 gesetzt ist, wird das Gemisch wie durch die Linie 33 gezeigt verdichtet und bei θ4 gezündet und verbrannt, um den Druck im Zylinder zu erhöhen. Da jedoch der Kurbelwinkel, bei dem der Druck im Zylinder maximal wird, vor TDC (360°) liegt, unterbricht der durch die Verbrennung bewirkte Druckanstieg die Aufwärtsbewegung des Kolbens. Dies ist eine Vorzündung.
  • Wenn der IVC auf θ2 gesetzt ist, wird das Gemisch wie durch die Linie 34 gezeigt verdichtet und bei θ5 gezündet. Falls der Druck im Zylinder nach der Verbrennung innerhalb von 20° nach TDC (360°) maximal wird, kann eine ideale Verbrennung erhalten werden. Wenn jedoch der IVC bis θ3 verzögert wird, wird das Gemisch verdichtet und wird das Ist-Verdichtungsverhältnis reduziert, wie durch die Linie 35 gezeigt ist. Der Zündzeitpunkt liegt bei θ6 und die Verbrennung tritt während des Expansionshubes auf. Da in diesem Fall der Druck durch die Verbrennung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben 2 sich nach unten zu bewegen beginnt, erhöht wird, kann es sein, daß das Gemisch unvollständig verbrennt. Ferner wird die Abgastemperatur hoch. Wie oben beschrieben, kann der optimale Zündzeitpunkt durch Steuern des IVC erhalten werden.
  • 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Soll-Zündzeitpunkt und dem IVC, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird. Auf der Ordinate ist der Verdichtungshub vom unteren Totpunkt (BDC) zum oberen Totpunkt (TDC) aufgetragen. Im folgenden wird der Fall beschrieben, in dem die Motordrehzahl konstant gehalten wird. Da die Verbrennungsgeschwindigkeit verhältnismäßig hoch ist, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis gering ist, wird der Soll-Zündzeitpunkt auf eine Position in der Nähe des TDC gesetzt, wie durch die durchgezogene Linie 36 gezeigt ist, so daß der Druck im Zylinder innerhalb von 20° nach TDC (360°) einen Maximalwert annimmt. Da die Verbrennungsgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig ist, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis groß ist, wird der Soll-Zündzeitpunkt auf eine Position gesetzt, die erheblich vor dem TDC liegt, so daß der Druck im Zylinder innerhalb von 20° nach TDC (360°) einen Maximalwert annimmt.
  • Wenn der Soll-Zündzeitpunkt wie oben beschrieben gesetzt ist, wird ein IVC wie gezeigt durch die durchgezogene Linie 37 bestimmt, wobei ein Verdichtungsdruckanstieg berücksichtigt wird, so daß der Druck im Zylinder gleich dem Druck Pcr beim Zünden ist, der dem Luft-/Kraftstoffverhältnis entspricht, wie in 3 gezeigt ist.
  • Der Verdichtungsdruck kann unter der Annahme, daß der Verdichtungshub eine polytropische Änderung bewirkt, berechnet werden. Mit anderen Worten, ein vorgegebener Soll-Zündzeitpunkt und ein Druck Pcr beim Zünden werden anhand eines Luft-/Kraftstoffverhältnisses bestimmt, daß dem jeweiligen Betriebszustand entspricht, wobei ein IVC in der Weise bestimmt wird, daß der Druck des Gemisches, das in die Brennkammer angesaugt wird, bis zum Druck Pcr beim Zünden durch den Soll-Zündzeitpunkt erhöht wird.
  • 7 zeigt den Soll-Zündzeitpunkt und den IVC, wenn die Motordrehzahl geändert wird. Auf der Ordinate ist der Verdichtungshub zwischen dem unteren Totpunkt (BDC) und dem oberen Totpunkt (TDC) aufgetragen. Im folgenden wird der Fall beschrieben, in dem das Luft-/Kraftstoffverhältnis konstant gehalten wird. Wegen des konstant gehaltenen Luft-/Kraftstoffverhältnisses werden der Druck Pcr beim Zünden und die Verbrennungsgeschwindigkeit nicht geändert. Wenn jedoch die Drehzahl erhöht wird, wird der dem Verbrennungszeitpunkt entsprechende Kurbelwinkel groß. Daher wird der Soll-Zündzeitpunkt vor den TDC gesetzt, wie durch die durchgezogene Linie 38 gezeigt ist.
  • Wenn der Soll-Zündzeitpunkt wie oben beschrieben gesetzt ist, wird ein IVC wie durch die durchgezogene Linie 39 gezeigt bestimmt, indem der Verdichtungsdruckanstieg berücksichtigt wird, so daß der Druck im Zylinder gleich dem Druck Pcr beim Zünden wird, der dem Luft-/Kraftstoffverhältnis wie in 3 gezeigt entspricht.
  • Der Verdichtungsdruck kann unter der Annahme, daß der Verdichtungshub eine polytropische Änderung bewirkt, berechnet werden. Mit anderen Worten, der vorgegebene Soll-Zündzeitpunkt und der Druck Pcr beim Zünden werden anhand des Luft-/Kraftstoffverhältnisses bestimmt, das dem jeweiligen Betriebszustand entspricht, wobei ein IVC in der Weise bestimmt wird, daß der Druck des in die Brennkammer angesaugten Gemisches bis zum Druck Pcr beim Zünden durch den Soll-Zündzeitpunkt erhöht wird.
  • Diese Beziehung kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
    Figure 00170001
    wobei V (θIVC) das Zylindervolumen bei IVC, V(θm) das Zylindervolumen beim Soll-Zündzeitpunkt, Pcr der Druck beim Zünden, Pa der Atmosphärendruck und n ein polytropischer Koeffizient ist. Da das Zylindervolumen unter Verwendung eines Kurbelwinkels, der Bohrung, des Hubs und der Länge des Pleuels in der Brennkraftmaschine berechnet werden kann, besteht zwischen dem Zylindervolumen und dem Kurbelwinkel eine 1:1-Beziehung.
  • 8 zeigt das Soll-Zündzeitpunkt-Kennfeld, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis und die Drehzahl geändert werden. Weiterhin zeigt 9 einen Ablaufplan der Zündzeitpunktsteuerung unter Verwendung eines variablen Ventils. Die Betriebszustand-Erfassungseinrichtung 66 in der Steuereinheit 63 der Brennkraftmaschine 1 erfaßt im Block 42 einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 anhand von Signalen von den verschiedenen Arten von Sensoren und bestimmt im Block 43 einen Soll-Zündzeitpunkt θm, der für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 geeignet ist.
  • Das Bezugszeichen 41 in 8 gibt den Soll-Zündzeitpunkt θm an. Ferner wird im Block 44 gleichzeitig der Druck Pcr beim Zünden bestimmt. Hierbei wird der Druck Pcr beim Zünden anhand des Luft-/Kraftstoffverhältnisses L/K des Gemisches bestimmt, während der Soll-Zündzeitpunkt θm anhand des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und der Motordrehzahl bestimmt wird. Der Druck Pcr beim Zünden und der Soll-Zündzeitpunkt θm sind in einem ROM der Steuereinheit 63 im voraus gespeichert, wobei angenommen werden kann, daß sie durch Liefern eines Luft-/Kraftstoffverhältnisses im Abgas oder des zurückgeführten Luft-/Kraftstoffverhältnisses an die Steuereinheit bestimmt werden. Im Block 45 wird ein Wert (Pcr/Pa)1/n berechnet, ferner wird ein Druckanstieg bis zum Soll-Zündzeitpunkt berechnet und wird der IVC-Zeitpunkt vorübergehend anhand des Wertes des Druckanstiegs bestimmt.
  • Da die Daten des dreidimensionalen Kennfeldes von 8 auf dem Standard-Atmosphärenzustand basieren, wird der temporäre IVC-Zeitpunkt im Block 46 durch eine Einlaßtemperatur korrigiert.
  • 10 zeigt die Beziehung zwischen der Einlaßtemperatur und dem IVC-Korrekturbetrag. Da die Temperatur im Zylinder nach der Verdichtung nicht ausreichend erhöht wird, wenn die Einlaßtemperatur niedrig ist, wird der Verdichtungshub durch Korrigieren in Richtung zur BDC-Seite verlängert, wie durch die durchgezogene Linie 53 gezeigt ist. Da die Temperatur im Zylinder nach der Verdichtung übermäßig stark erhöht ist, wenn die Einlaßtemperatur hoch ist, wird der Verdichtungshub durch Korrigieren zur TDC-Seite verkürzt. Im Block 47 wird der IVC-Zeitpunkt endgültig bestimmt, während im Block 48 der Befehlswert an die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung 64 übertragen wird, um dan variablen Ventilmechanismus 30 über die Variabelventil-Treiberschaltung zu betätigen.
  • Bei der Berechnung des Wertes (Pcr/Pa)1/n im Block 45 von 9 ist es möglich, lediglich den Wert Pcr1/n im Block 45 zu berechnen und den Atmosphärendruck im Block 50 zu korrigieren, wie in 12 gezeigt ist. Wie durch die durchgezogene Linie 54 gezeigt ist, wird der Verdichtungshub durch Korrigieren zur BDC-Seite verlängert, wenn die Einlaßtemperatur niedrig ist, während der Verdichtungshub durch Korrigieren zur TDC-Seite verkürzt wird, wenn die Einlaßtemperatur hoch ist.
  • 13 zeigt einen Ablaufplan der Zündzeitpunktsteuerung unter Verwendung des variablen Ventils, wenn die Brennkraftmaschine einen Zylinderdrucksensor besitzt. Der Steuerprozeß vor der Bestimmung des IVC und der Betrieb des variablen Ventils ist gleich demjenigen von 9 oder 11. Wenn die Brennkraftmaschine den Verbrennungsdrucksensor 21 als Zylinderdrucksensor besitzt, wird im Block 53 ein Zündzeitpunkt anhand eines Druckanstiegs durch die Zündung und die Verbrennung erfaßt, während im Block 55 der erfaßte Zündzeitpunkt mit dem Soll-Zündzeitpunkt θm verglichen wird. Falls zwischen beiden ein Unterschied besteht, wird die Verarbeitung ab dem Beginn wiederholt, um den Zündzeitpunkt zu korrigieren.
  • Andererseits wird im Block 54 ein Kurbelwinkel für den maximalen Verbrennungsdruck (Pmax) erfaßt, während im Block 56 beurteilt wird, ob der erfaßte Kurbelwinkel in einem normalen Verbrennungsbereich von TDC + 20° liegt. Falls der Kurbelwinkel außerhalb dieses Bereichs liegt, wird die Verarbeitung ab dem Beginn wiederholt, um den Zündzeitpunkt zu korrigieren. Eine solche Differenz im Zündzeitpunkt kann in einer Übergangsperiode wie etwa einer Beschleunigungsperiode auftreten. Das System mit dem Verbrennungsdrucksensor 21 als Zylinderdrucksensor und dem variablen Ventilmechanismus 30 hat ein gutes Ansprechverhalten und eine gute Steuerbarkeit, da die Korrektur in dem Zyklus zum Ausdruck kommt, der dem Zyklus, in dem die Differenz im Zündzeitpunkt erfaßt wird, direkt folgt.
  • Statt des Variabelventilmechanismus gemäß der beschriebenen Ausführung ist es möglich, einen Variabelventilmechanismus zu verwenden, in dem eine Nockenwelle durch Ändern eines Phasenwinkels ϕ einer Nockenriemenscheibe 57 wie in 14 gezeigt gedreht wird. Es ist nicht notwendig, den Phasenwinkel der Nockenriemenscheibe 58 auf der Abgasseite zu verändern. In dem Variabelventilmechanismus des Phasentyps wird der Einlaßventil-Schließzeitpunkt durch Ändern der Ventilhubphase des Einlaßventils 10 wie bei 70, 71 und 72 in 15 gezeigt eingestellt. Der Auslaßventil-Zeitpunkt wird, wie bei 59 in 15 gezeigt ist, nicht geändert.
  • Obwohl die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 in den obigen Ausführungen in der Mitte der Brennkammer angeordnet ist, kann sie auch an der Seite der Brennkammer 3 angeordnet sein, wie in 16 gezeigt ist. Außerdem kann die Erfindung auf eine Brennkraftmaschine des MPI-Typs wie in 17 gezeigt angewendet werden, d. h. auf eine Brennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff nicht direkt in den Zylinder, sondern in den Einlaßanschluß eingespritzt wird.
  • Durch Erfassen eines verschlechterten Zustandes des Katalysators 26 durch den Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor 24 und den Abgastemperatursensor 25 können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlaßventils und/oder des Auslaßventils, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt oder die Kraftstoffeinspritzmenge anhand der Informationen korrigiert und gesteuert werden, so daß eine geeignete Reinigungsoperation des Katalysators erhalten werden kann.
  • Die Ausführung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Einlaßleitung 19 keine Drosselklappe zum Steuern der Ansaugluftmenge besitzt. In dieser Ausführung wird die in jeden der Zylinder eingeleitete Luftmenge direkt durch Steuern der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlaßventils 10 entsprechend einem Niederdrückungsgrad des Fahrpedals 61 gesteuert. Daher ist im Unterschied zu einer herkömmlichen Brennkraftmaschine kein Pumpverlust der Luftströmung von der Drosselklappe zum Messen der Durchflußmenge durch die Leitung in den Zylinder vorhanden. Dadurch kann die Zündsteuerung genauer als bei einer herkömmlichen Kompressionszündung ausgeführt werden, ferner kann der Kraftstoffwirkungsgrad durch den beseitigten Pumpverlust verbessert werden und kann die Ausgangscharakteristik verbessert werden.
  • Die erste Ausführung ist ferner gekennzeichnet durch die Tatsache, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 in der Mitte des Zylinderkopfs des Zylinders angeordnet ist. Dieses Merkmal ist durch die Tatsache bedingt, daß die herkömmliche Zündkerze bei der Kompressionszündung nicht erforderlich ist und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung direkt in dem Abschnitt angeordnet werden kann, in dem ansonsten die Zündkerze befestigt wäre. Bei dieser Konstruktion kann der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert werden, weil der Kraftstoff gleichmäßig in den Zylinder gesprüht werden kann und folglich die Zündung im gesamten Zylinder gleichmäßig erfolgt.
  • In einer zweiten Ausführung der Erfindung wird der Kraftstoffsprühstrahl in den Zylinder in einem Zustand diffundiert und verteilt, der für eine Verbrennung durch Verwirbelung geeignet ist, die im Zylinder durch diejenige Luftströmung erzeugt wird, die durch den Einlaßkanal eingeleitet wird.
  • In der zweiten Ausführung nach 16 und in einer dritten Ausführung nach 17 kann durch Anordnen des Drucksensors 21 in der Mitte des Zylinderkopfs ein optimierter Wert der Druckverteilung im Zylinder gemessen werden.
  • Da in der Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung gemäß der Erfindung der Verdichtungsdruck unter Verwendung des Betätigungsmechanismus (Variabelventilmechanismus) entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert werden kann, kann der Zündzeitpunkt entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine geeignet gesteuert werden.
  • Bei Verwendung der Erfindung kann der Zündzeitpunkt selbst dann geeignet angepaßt werden, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis und die Motordrehzahl geändert werden, ferner kann die Drehmomentänderung, die durch eine Änderung des Atmosphärenzustands hervorgerufen wird, korrigiert werden, so daß die zusätzliche Wirkung einer stabilen Kompressionszündungsverbrennung erzielt werden kann.

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, und einer Betriebszustand-Erfassungseinrichtung (66), die einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und eine Steuereinheit (63) vorgesehen ist, die den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Ventilöffnungszeitpunkts und/oder des Ventilschließzeitpunkts des Ventilmechanismus (30, 40) steuert.
  2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) an einer Position in der Nähe der oberen Mitte der Brennkammer (3) angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) an einer Position in einem seitlichen Abschnitt der Brennkammer (3) angeordnet ist.
  4. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) in einer Einlaßleitung vor dem Einlaßventil (10) angeordnet ist.
  5. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (10) und/oder des Auslaßventils (11) auf der Grundlage wenigstens des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in der Weise steuert, daß die Zündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  6. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die Einspritzbohrungen enthält, die in eine von einem Kolben (2) und einer Zylinderwand der Brennkraftmaschine (1) umgebene Brennkammer (3) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (10) und/oder des Auslaßventils (11) auf der Grundlage wenigstens der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) in der Weise steuert, daß die Zündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  7. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (10) oder des Auslaßventils (11) auf der Grundlage wenigstens des Atmosphärendrucks in der Weise steuert, daß die Zündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  8. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (11) und/oder des Auslaßventils (12) auf der Grundlage wenigstens einer Einlaßtemperatur in der Weise steuert, daß die Zündung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt.
  9. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (10) und/oder des Auslaßventils (11) in der Weise steuert, daß die Differenz zwischen dem Ist-Zündzeitpunkt und einem Soll-Zündzeitpunkt minimal wird.
  10. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine (1) mit Kompressionszündung, die versehen ist mit einem Ventilmechanismus (30, 40), der ein Einlaßventil (10) und ein Auslaßventil (11) enthält, die in einem Zylinder der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind, einer Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64), die die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventilmechanismus (30, 40) entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) steuert, und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12), die einer vom Zylinder und einem Kolben (2) umgebenen Brennkammer (3) Kraftstoff zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus dem von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (12) eingespritzten Kraftstoff und in die Brennkammer (3) angesaugter Luft durch die Kompressionswirkung aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) gezündet wird und die Ventilmechanismus-Steuereinrichtung (64) den Selbstzündungszeitpunkt durch Steuern des Öffnungszeitpunkts und/oder des Schließzeitpunkts des Einlaßventils (10) und des Auslaßventils (11) in der Weise steuert, daß ein Punkt mit maximalem Zylinderdruck in einen Bereich von ungefähr 20° nach dem oberen Totpunkt (TDC) fällt.
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