DE10154521A1 - Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung und Verfahren für selbiges, sowie Einlassdruckberechnungsvorrichtung und Verfahren für selbiges - Google Patents

Abstract

Eine Einlassdruckberechnungsvorrichtung und ein Verfahren für selbiges berechnen einen Einlassrohrdruck P0 auf der Grundlage einer Summe einer Drosseldurchströmungsluftmenge QA0, die auf der Grundlage von zumindest einer Drosselöffnung berechnet ist, und eines Auslassluftstroms, der in ein Einlassrohr durch einen Auslasskanal strömt, oder einer Auslassdurchsatzrate QP, und sie berechnen einen Einlassrohrdruck P3 unter Verwendung einer Einlassluftmenge QA auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung. Eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung und ein Verfahren für selbiges berechnen eine in einen Motor eingezogene Luftmenge oder eine Einlassluftmenge auf der Grundlage des Einlassrohrdrucks P0 und des Einlassrohrdrucks P3.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer in einen Verbrennungsmotor eingezogenen Luftmenge und auf ein Verfahren für selbiges und auf eine Einlassdruckberechnungsdruckvorrichtung zum Berechnen eines Einlassdruckes in einem mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Einlassmotor und auf ein Verfahren für selbiges.

Eine Motorsteuervorrichtung ist als eine Vorrichtung zum Berechnen der in den Verbrennungsmotor eingezogenen Luft bekannt, wie sie zum Beispiel in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift HEI 9-158762 offenbart ist. Die Motorsteuervorrichtung zum Berechnen einer ersten Änderung pro Zeiteinheit auf der Grundlage einer gemessenen Lufteinlassmenge und einer zweiten Änderung pro Zeiteinheit auf der Grundlage einer Drosseldurchströmungsluftmenge, welche durch arithmetische Vorgänge erhalten werden, korrigiert durch Vergleichen der ersten Änderung mit der zweiten Änderung eine Zylinderzuflussluftmenge. Diese Motorsteuervorrichtung zielt auf eine Eliminierung jeglicher Verzögerung in dem Steuersystem durch Korrigieren der Zylinderzuflussluftmenge mittels des Vergleiches, der zwischen der ersten Änderung und der zweiten Änderung gemacht wird.

Jedoch wird bei der vorstehend erwähnten Vorrichtung die Zylinderzuflussluftmenge unter der Annahme berechnet, dass die gesamte in den Zylinder strömende Luft durch die Drossel hindurchtritt, was manchmal zu einer nicht korrekten Berechnung der Zylinderzuflussluftmenge führen kann. Falls ein Kanal, durch den dem Zylinder Luft zugeführt wird, so aufgebaut ist, dass sich von einem anderen Kanal eingezogene Luft mit dem Hauptzufluss vermengt, ohne durch das Drosselventil hindurchzutreten, zum Beispiel bei Auslass- oder EGR-Vorgängen, dann wird ein Fehler bezüglich der Zylinderzuflussluftmenge erzeugt, der eine ungenaue Berechnung der Zuflussluftmenge hervorruft.

Angesichts der vorstehend genannten technischen Probleme ist es demnach Aufgabe bei einem Aspekt der Erfindung, eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung mit verbesserter Genauigkeit beim Berechnen der Einlassluftmenge und ein Verfahren für selbiges vorzusehen, sowie eine Einlassdruckberechnungseinrichtung mit verbesserter Genauigkeit beim Berechnen des Einlassdrucks und ein Verfahren für selbiges vorzusehen.

Und zwar berechnen eine Einlassdruckberechnungseinrichtung und ein Verfahren für selbiges gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung einen ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet wird, und einer Luftmenge, die in das Einlassrohr durch einen Kanal strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil ist. Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung berechnet dann einen zweiten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Abgabe einer Luftdurchsatzmessvorrichtung, und sie berechnet auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdrucks und des zweiten Einlassrohrdrucks eine in einen Verbrennungsmotor eingezogene Luftmenge.

Der erste Einlassrohrdruck kann durch die erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einem Auslassluftstrom berechnet werden, der in das Einlassrohr durch einen Auslasskanal strömt.

Der erste Einlassrohrdruck kann durch die erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Abgasmenge berechnet werden, die in das Einlassrohr durch einen Abgasrückführungskanal strömt, bzw. einer Abgaszuflussmenge.

Eine Einlassdruckberechnungsvorrichtung und ein Verfahren für selbiges gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung berechnet einen ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet wird, und einer Luftmenge, die in das Einlassrohr durch einen Kanal strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil ist. Die Einlassdruckberechnungsvorrichtung berechnet dann einen zweiten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung, und sie berechnet dann auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdruckes und des zweiten Einlassrohrdruckes einen Druck in dem Einlassrohr.

Der erste Einlassrohrdruck kann auch auf der Grundlage der Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und des Auslassluftstromes berechnet werden, der in das Einlassrohr durch den Auslasskanal strömt.

Der erste Einlassrohrdruck kann auch auf der Grundlage der Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und der Abgasmenge berechnet werden, die in das Einlassrohr durch den Abgasrückführungskanal strömt, bzw. der Abgaszuflussmenge.

Gemäß diesen Aspekten wird die Einlassluftmenge einschließlich jener Luft berechnet, die in den Verbrennungsmotor durch den Auslasskanal oder dergleichen strömt, um in den Hauptzufluss zu münden, ohne dass sie durch das Drosselventil hindurchströmt. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge oder des Einlassrohrdrucks, auch wenn die Einlassluft, die in den Verbrennungsmotor strömt, nicht durch das Drosselventil hindurchströmt.

Zusätzlich wird anstelle der Abgabe von der Luftdurchsatzmessvorrichtung mit einer Ansprechverzögerung und der direkt hinzu addierten Auslassdurchsatzrate ohne irgendeine Ansprechverzögerung ein spezifischer Einlassrohrdruck unter Verwendung der Abgabe der Luftdurchsatzmessvorrichtung oder des Auslassluftstromes individuell berechnet, um so die Einlassluftmenge und den Einlassrohrdruck auf der Grundlage von jeden dieser Einlassrohrdruckwerte zu berechnen. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge und des Einlassrohrdrucks, ohne dass ein Fehler aufgrund einer Inkompatibilität zwischen der Luftdurchsatzmessvorrichtung mit einer Ansprechverzögerung und der Auslassdurchsatzrate ohne jegliche Ansprechverzögerung hervorgerufen wird.

Fig. 1 zeigt eine erläuternde Darstellung der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Flusskarte eines Betriebs der in der Fig. 1 gezeigten Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung von arithmetischen Vorgängen zum Bestimmen eines Einlassdrucks in der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung, die in der Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt eine erläuternde Darstellung der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Blockdarstellung von arithmetischen Vorgängen zum Bestimmen eines Einlassdrucks in der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine erläuternde Darstellung der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine erläuternde Darstellung einer Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 berechnet die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung eine Einlassluftmenge, die in Zylindern eines Verbrennungsmotors 2 eingezogen wird. Der Motor 2, für den die Berechnung der Einlassluftmenge gemäß der Erfindung durchgeführt wird, ist zum Beispiel mit einem variablen Ventilzugmechanismus vorgesehen. Ein variabler Ventilzeitgebungsmechanismus 5, der Öffnungs- und Schließzeitgebungen eines Einlassventils 3 und eines Auslassventils 4 variiert, ist als der variable Ventilzugmechanismus vorgesehen. Der variable Ventilzeitgebungsmechanismus 5 ist mit einer ECU 6 elektrisch verbunden und wird durch ein von der ECU 6 abgegebenes Steuersignal betätigt und gibt ein Erfassungssignal bezüglich der Ventilzeitgebungsinformationen über einen Erfassungssensor 7 wie zum Beispiel ein Nockenpositionssensor zu der ECU 6 ab.

Der Motor 2 ist mit einem Kurbelwinkelsensor 12 vorgesehen. Der Kurbelwinkelsensor 12 erfasst eine Motordrehzahl und ist mit der ECU 6 verbunden, um ein Erfassungssignal zu der ECU 6 abzugeben.

In dem Motor 2 ist eine Einspritzvorrichtung 9 vorgesehen, die Kraftstoff in eine Verbrennungskammer 8 einspritzt. Die Einspritzvorrichtung 9 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die die Verbrennungskammer 8 mit Kraftstoff versorgt und jeweils für einen Zylinder 10 in dem Motor 2 angeordnet ist. Die Verbrennungskammer 8 ist oberhalb eines Kolbens 11 ausgebildet, der im Inneren des Zylinders 10 angeordnet ist. Oberhalb der Verbrennungskammer 8 sind das Einlassventil 3 und das Auslassventil 4 angeordnet.

Ein Einlassrohr 20 hat ein Einlassrohr, einen Auffangbehälter oder dergleichen und ist mit einer stromaufwärtigen Seite des Einlassventils 3 verbunden. Ein Drosselventil 23 ist an der Mitte des Einlassrohrs 20 vorgesehen. Das Drosselventil 23 wird auf der Grundlage eines Steuersignals von der ECU 6 betätigt. Eine Drosselöffnung des Drosselventils 23 wird durch einen Drosselpositionssensor 24 erfasst und in die ECU 6 eingegeben.

Eine Luftreinigungsvorrichtung 22 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Drosselventils 23 in dem Einlassrohr 20 angebracht. Eine Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 ist an einer stromabwärtigen Position der Luftreinigungsvorrichtung 22 vorgesehen. Die Luftdurchsatzvorrichtung 27 erfasst die Einlassluftmenge. Ein Erfassungssignal der Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 wird in die ECU 6 eingegeben.

Die ECU 6 steuert das gesamte System der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung 10, und ihr Hauptbestandteil ist ein Computer bestehend aus einer CPU, einem ROM und einem RAM. Der ROM speichert verschiedenenartige Steuerroutinen einschließlich einer Einlassluftmengenvorhersagungsroutine.

Ein Auslasskanal 30 trifft auf das Einlassrohr 20 an einem stromabwärtigen Abschnitt von dem Drosselventil 23. Der Auslasskanal 30 ermöglicht das Strömen einer vorbestimmten Luftmenge in den Motor 2, ohne dass sie durch das Drosselventil 23 hindurch strömt. Er ist mit einem Aktivkohlekanister (nicht gezeigt) verbunden, um eine Kraftstoffdampfemission aus dem Aktivkohlekanister in ein Einlasssystem des Motors 2 einzuführen. Dies bedeutet, dass die in dem Motor 2 eingezogene Luftmenge die Summe der durch das Drosselventil 23 hindurch strömenden Luftmenge und der in das Einlassrohr 20 durch den Auslasskanal 30 hindurch eingeführten Luftmenge ist.

Ein Betrieb der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beschrieben.

Die Fig. 2 zeigt eine Flusskarte eines Betriebs der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung.

Bei einem Schritt S10 in der Flusskarte werden eine Drosselöffnung TA, einem Motordrehzahl NE, eine Ventilzeitgebung VT und eine Luftdurchsatzrate QA eingelesen.

Die Drosselöffnung TA wird auf der Grundlage eines Abgabesignals von dem Drosselpositionssensor 24 eingelesen. Die Motordrehzahl NE wird auf der Grundlage eines Abgabesignals von dem Kurbelwinkelsensor 12 eingelesen. Die Ventilzeitgebung VT wird auf der Grundlage eines Abgabesignals von dem Erfassungssensor 7 eingelesen. Die Luftdurchsatzrate QA wird auf der Grundlage eines Abgabesignals von der Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 eingelesen.

Dann schreitet der Betrieb zu einen Schritt S12 weiter, bei dem eine Auslassdurchsatzrate QP berechnet wird, um die Auslassmenge zu bestimmen, die in das Einlassrohr 20 durch den Auslasskanal 30 strömt. Die Auslassdurchsatzrate QP wird durch eine Schätzung auf der Grundlage von Abgabesignalen von einem Luft/Kraftstoff- Verhältnissensor, einem Sauerstoffkonzentrationssensor oder anderen nicht gezeigten Sensoren berechnet. Der Betrieb schreitet dann zu einen Schritt S14 weiter, bei dem ein Druck des Einlassrohrs 20, dass heißt der Einlassdruck (Einlassrohrdruck) berechnet wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung von arithmetischen Vorgängen zum Berechnen des Einlassdrucks. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 werden eine Drosselöffnung TA0, die Motordrehzahl NE und die Ventilzeitgebung VT von einem elektronischen Drosselmodell 51 zu einem TA-Modell (Drosselluftmodell) 52 abgegeben. Hierbei stellt die Drosselöffnung TA0 eine Drosselöffnung zu einem Zeitpunkt nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode von der gegenwärtigen Zeit dar, die auf der Grundlage der gegenwärtigen Drosselöffnung TA oder dergleichen geschätzt wird.

Ein vorhergesagter Einlassrohrdruck P0, der von einem Einlassrohrmodell 53 abgegeben wird, wird ebenfalls in das TA- Modell 52 eingegeben. Das TA- Modell 52 verwendet die Drosselöffnung TA0, der Motordrehzahl NE, die Ventilzeitgebung VT und den vorhergesagten Einlassrohrdruck P0, um eine Luftdurchsatzrate QA zu berechnen, die jene Luftmenge darstellt, die durch das Drosselventil hindurch strömt. Die von dem TA- Modell 52 abgegebene Luftdurchsatzrate QA0 wird zu der Auslassdurchsatzrate QP addiert, und die daraus resultierende Summe wird in das Einlassrohrmodell 53 eingegeben.

In dem Einlassrohrmodell 53 ist ein Einlassventilmodell 54 vorgesehen. Die Eingabe der Zuflussluftmengen (QA0, QP) ermöglicht eine Berechnung des vorhergesagten Einlassrohrdrucks P0 nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode von der gegenwärtigen Zeit in Übereinstimmung mit dem Massenerhaltungssatz und dem Energieerhaltungssatz. Der vorhergesagte Einlassrohrdruck P0 stellt eine geschätzte Einlassrohrdruckentwicklung dar, wenn sich das Einlassventil 3 schließt.

Die Daten der Drosselöffnung TA, der Motordrehzahl NE und der Ventilzeitgebung VT werden ebenfalls in ein TA-Modell 62 eingegeben. Das TA-Modell 62 ist bei den gleichen Bedingungen wie das TA-Modell 52 festgelegt.

Ein von dem Einlassrohrmodell 63 abgegebener gegenwärtiger Einlassrohrdruck P1 wird ebenfalls in das TA-Modell 62 eingegeben. In dem TA-Modell 62 werden die Drosselöffnung TA, die Motordrehzahl NE, die Ventilzeitgebung VT und der Einlassrohrdruck P1 zum Berechnen einer gegenwärtigen Luftdurchsatzrate QA1 verwendet, die jene Luftmenge darstellt, die gegenwärtig durch das Drosselventil hindurch strömt. Die von dem TA-Modell 62 abgegebene Luftdurchsatzrate QA1 wird zu der Auslassdurchsatzrate QP hinzuaddiert, und die resultierende Summe wird in das Einlassrohrmodell 63 eingegeben.

In dem Einlassrohrmodell 63 ist ein Einlassventilmodell 64 vorgesehen. Die Eingabe der Zuflussluftmengen (QA1, QP) ermöglicht eine Berechnung des gegenwärtigen Einlassrohrdruck P1 in Übereinstimmung mit der Gaszustandsgleichung (p.v = m.R.T). Das Einlassrohrmodell 63 ist bei den gleichen Bedingungen wie das Einlassrohrmodell 53 festgelegt.

Die von dem TA-Modell 62 abgegebene Luftdurchsatzrate QA1 wird in ein Luftdurchsatzmessmodell (AFM-Modell) 71 eingegeben. Das AFM-Modell 71 nimmt eine Eingabe der gegenwärtigen Luftdurchsatzrate QA1 auf und gibt eine Luftdurchsatzrate QA2 ab, die die gegenwärtige Luftdurchsatzrate QA1 darstellt, wobei eine Erfassungsverzögerung der Luftdurchsatzvorrichtung 25 berücksichtigt wird. Und zwar enthält die Luftdurchsatzrate QA2 die Luftdurchsatzrate QA1, bei der die Erfassungsverzögerung der Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 auftritt.

Die Luftdurchsatzrate QA2 wird dann in ein Einlassrohrmodell 73 eingegeben. Ein Einlassventilmodell 74 ist in dem Einlassrohrmodell 73 vorgesehen. Die Eingabe der Zuflussluftmenge (QA2) ermöglicht eine Berechnung eines Einlassrohrdrucks P2, in dem eine Zeitverzögerung enthalten ist, in Übereinstimmung mit der Gaszustandsgleichung (p.v = m.R.T). Das Einlassrohrmodell 73 ist bei den gleichen Bedingungen wie die Einlassrohrmodelle 63, 53 festgelegt.

Eine von der Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 abgegebene Luftdurchsatzrate QA wird in ein Einlassrohrmodell 83 eingegeben. Ein Einlassventilmodell 84 ist in dem Einlassrohrmodell 83 vorgesehen. Die Eingabe der Zuflussluftmenge (QA) in das Einlassrohrmodell ermöglicht eine Berechnung eines Einlassrohrdrucks P3, in dem eine Zeitverzögerung enthalten ist, in Übereinstimmung mit der Gaszustandsgleichung (p.v = m.R.T). Das Einlassrohrmodell 83 ist bei den gleichen Bedingungen wie die Einlassrohrmodelle 73, 63, 53 festgelegt.

Der von dem Einlassrohrmodell 83 abgegebene Einlassrohrdruck P3 enthält darin ähnlich wie der von dem Einlassrohrmodell 73 abgegebene Einlassrohrdruck P2 eine Zeitverzögerung mit dem gleichen Ansprechverhalten wie der Einlassrohrdruck P2.

Zu dem von dem Einlassrohrmodell 83 abgegebenen Einlassrohrdruck P3 wird der von dem Einlassrohrmodell 53 abgegebene Einlassrohrdruck P0 addiert, bzw. es wird der von dem Einlassrohrmodell 73 abgegebene Einlassrohrdruck P2 davon subtrahiert, wodurch ein vorhergesagter Druck P erhalten wird. Der vorhergesagte Druck P stellt einen Wert dar, der durch eine Differenz zwischen einem Einlassrohrdruck P3, der auf der Grundlage der Abgabe QA von der Luftdurchsatzvorrichtung 25 berechnet wird, und einem tatsächlichen Einlassrohrdruck auf der Grundlage der Einlassrohrdrücke P0, P1 entsteht, in denen die Auslassdurchsatzrate QP enthalten ist.

Der Betrieb schreitet dann zu einen in der Fig. 2 gezeigten Schritt S16 weiter, bei dem die Einlassluftmenge pro Zeiteinheit bei geschlossenem Einlassventil 3 auf der Grundlage des vorhergesagten Druckes P berechnet wird, der bei dem Schritt 14 erhalten wurde. Der arithmetische Vorgang der Einlassluftmenge wird unter Verwendung einer Abbildung und eines arithmetischen Aufdrucks durchgeführt, der in der ECU 6 im Voraus festgelegt wurde.

Wie dies aus dem vorherigen ersichtlich ist, wird in der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel die Einlassluftmenge unter Berücksichtigung der Einlassluft berechnet, die durch den Auslasskanal 30 in den Motor 2 strömt, die aber nicht durch das Drosselventil 23 hindurch strömt. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge, auch wenn es eine Einlassluft gibt, die in den Motor 2 strömt, ohne dass sie durch das Drosselventil 23 hindurch strömt.

Anstelle der Abgabe QA von der Luftdurchsatzvorrichtung 25 mit einer Ansprechverzögerung und der Auslassdurchsatzrate QP ohne jegliche Ansprechverzögerung, die hinzu addiert wird, können Einlassrohrdrücke P0 bis P4 unter Verwendung der Luftdurchsatzmessvorrichtungsabgabe QA oder der Auslassluftdurchsatzrate QP individuell berechnet werden, um so die Einlassluftmenge oder den Einlassrohrdruck auf der Grundlage von jedem dieser Einlassrohrdruckwerte zu berechnen. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge und des Einlassrohrdrucks, ohne dass ein Fehler aufgrund einer Inkompatibilität zwischen der Luftdurchsatzmessvorrichtung mit einer Ansprechverzögerung und der Auslassdurchsatzrate ohne irgendeine Ansprechverzögerung hervorgerufen wird.

Als nächstes wird eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat nahezu den gleichen Aufbau wie die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, außer dass ein stromaufwärtiger Abschnitt 31 eines Auslasskanals 30 mit dem Einlassrohr 20 an einer stromaufwärtigen Position eines darin vorgesehenen Drosselventils in Verbindung ist, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist. Wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, verbindet der Auslasskanal 30 einen stromaufwärtigen Kanal des Drosselventils 23 mit einem stromabwärtigen Kanal des Drosselventils durch einen Aktivkohlekanister 32.

Die Fig. 5 zeigt eine Blockdarstellung von arithmetischen Vorgängen, die in der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt werden. Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 hat der Blockaufbau der arithmetischen Vorgänge zum Bestimmen des Einlassdrucks durch die Einlassluftmengenvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem gleichen Aufbau wie bei dem in der Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, außer dass eine in ein AFM-Modell 71 eingegebene Luftdurchsatzrate die Summe einer Auslassdurchsatzrate QP und einer Luftdurchsatzrate QA1 ist, die durch ein TA-Modell 62 berechnet wird.

Eine derartige Konfiguration für die arithmetischen Vorgänge zum Berechnen der Einlassluftmenge ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge entsprechend dem gemäß der Fig. 4 aufgebauten Auslasskanal 30. Zusätzlich wird in der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Einlassluftmenge auch so berechnet, dass Einlassluft wie bei der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel berücksichtigt wird, die in den Motor 2 durch den Auslasskanal 30 strömt, ohne dass sie durch das Drosselventil 23 hindurchströmt. Dies gewährleistet eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge, auch wenn es Einlassluft gibt, die in den Motor 2 strömt, ohne dass sie durch das Drosselventil 23 hindurchströmt.

Außerdem können anstelle einer Abgabe QA von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung 25 mit einer Ansprechverzögerung und der Auslassdurchsatzrate QP ohne jegliche Ansprechverzögerung, die direkt hinzu addiert wird, Einlassrohrdrücke P0, P1 berechnet werden, indem eine Luftdurchsatzrate QA0 nach Verstreichen einer durch arithmetische Vorgänge erhaltenen vorbestimmten Zeitperiode, eine gegenwärtige Luftdurchsatzrate QA1 und die Auslassdurchsatzrate QP addiert werden. Dies minimiert einen Berechnungsfehler, der aus einer Differenz zwischen Ansprechzeiten resultiert.

Nachfolgend wird eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist bei der Berechnung einer Einlassluftmenge anwendbar, wobei ein Motor 2 mit einer EGR- (Abgasrückführungs-)Einrichtung versehen ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ist ein Abgasrückführungskanal 35 mit einem Einlassrohr 20 an dessen Mitte der Gesamtlänge verbunden. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Auslasskanal 30 wird Luft in den Motor 2 eingezogen, die nicht durch ein Drosselventil 23 hindurchströmt. Eine Berechnung der Einlassluftmenge wird daher durch Austauschen der vorstehend beschriebenen Auslassdurchsatzrate QA durch eine Abgaszuflussmenge durchgeführt. Dies ermöglicht eine genaue Berechnung der Einlassluftmenge wie bei der Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf jenen Fall beschränkt, bei dem eine EGR- Einrichtung angebracht ist, wie dies vorstehend erwähnt ist, oder bei dem ein Auslassvorgang wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auftritt, sondern sie kann in beliebigen Fällen angewendet werden, solange Luft in das Einlassrohr 20 strömt, ohne dass sie durch das Drosselventil 23 hindurchströmt.

Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird beschrieben.

Die Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorstehenden Beschreibung kann auch eine Einlassdruckberechnungsvorrichtung sein, bei der ihre ECU 6 arithmetische Vorgänge bis zu S14 (Einlassdruckberechnung) gemäß der Fig. 2 durchführt. Selbst bei einem derartigen Aufbau können die gleichen Wirkungen wie bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden, falls die Einlassluftmenge auf der Grundlage des durch die Einlassdruckberechnungsvorrichtung berechneten Einlassdruckes berechnet wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung (die ECU 6) als ein programmierter universeller Computer implementiert. Für einen Durchschnittsfachmann ist es klar, dass die Steuervorrichtung unter Verwendung einer einzigen speziellen integrierten Schaltung (zum Beispiel ASIC) implementiert werden kann, die einen Haupt- beziehungsweise Zentralprozessorbereich für eine gesamte Systemebenensteuerung sowie separate Bereiche hat, die zum Durchführen von verschiedenen spezifischen Berechnungen, Funktionen und anderen Prozessen unter der Steuerung des zentralen Prozessorbereiches dediziert sind. Die Steuervorrichtung kann eine Vielzahl separat dedizierte oder programmierbare integrierte oder andere elektronische Schaltungen oder Vorrichtungen sein (zum Beispiel festverdrahtete elektronische Schaltungen oder Logikschaltungen wie zum Beispiel Schaltungen mit diskreten Elementen oder programmierbare Logikvorrichtungen wie zum Beispiel PLDs, PLAs, PALs, oder dergleichen). Die Steuervorrichtung kann unter Verwendung eines geeignet programmierten universellen Computers wie zum Beispiel ein Mikroprozessor, Mikrokontroller oder eine anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) entweder alleine oder in Verbindung mit einer oder mehreren Peripherie- (zum Beispiel integrierte Schaltungen) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen implementiert sein. Im Allgemeinen kann jede beliebige Vorrichtung oder Baugruppe von Vorrichtungen als die Steuervorrichtung verwendet werden, bei der eine endliche Maschine die hierbei beschriebenen Prozeduren implementieren kann. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für eine maximale Daten/Signal-Verarbeitungsfähigkeit und Geschwindigkeit verwendet werden.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele oder Aufbauten beschränkt ist. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdeckt. Während die verschiedenen Bauelemente der bevorzugten Ausführungsbeispiele in verschiedenen Kombinationen und Aufbauten gezeigt sind, die als Beispiel dienen, sind außerdem andere Kombinationen und Aufbauten einschließlich mehrerer, weniger oder eines einzigen Bauelementes ebenfalls innerhalb des Umfangs der Erfindung.

Eine Einlassdruckberechnungsvorrichtung und ein Verfahren für selbiges berechnen einen Einlassrohrdruck P0 auf der Grundlage einer Summe einer Drosseldurchströmungsluftmenge QA0, die auf der Grundlage von zumindest einer Drosselöffnung berechnet ist, und eines Auslassluftstroms, der in ein Einlassrohr durch einen Auslasskanal strömt, oder einer Auslassdurchsatzrate QP, und sie berechnen einen Einlassrohrdruck P3 unter Verwendung einer Einlassluftmenge QA auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung. Eine Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung und ein Verfahren für selbiges berechnen eine in einen Motor eingezogene Luftmenge oder eine Einlassluftmenge auf der Grundlage des Einlassrohrdrucks P0 und des Einlassrohrdrucks P3.

Claims (12)

1. Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer Einlassluftmenge oder einer in einen Verbrennungsmotor eingezogenen Luftmenge, gekennzeichnet durch
eine erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) zum Berechnen eines ersten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet ist, und einer Luftmenge, die in ein Einlassrohr (20) durch einen Kanal (30, 35) strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil (23) ist;
eine zweite Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (83) zum Berechnen eines zweiten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (25); und
eine Einlassluftmengenberechnungseinrichtung (S16), um auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdrucks und des zweiten Einlassrohrdrucks eine in den Verbrennungsmotor eingezogene Luftmenge zu berechnen.

2. Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) den ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Auslassluftstrommenge berechnet, die in das Einlassrohr (20) durch einen Auslasskanal (30) strömt.

3. Einlassluftmengenberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) den ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Abgasmenge berechnet, die in das Einlassrohr (20) durch einen Abgasrückführungskanal (35) strömt.

4. Einlassdruckberechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Druckes in einem Einlassrohr, das mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) zum Berechnen eines ersten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet ist, und einer Luftmenge, die in das Einlassrohr (20) durch einen Kanal (30, 35) strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil (23) ist;
eine zweite Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (83) zum Berechnen eines zweiten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (25); und
eine Einlassdruckberechnungseinrichtung (S14) zum Berechnen eines Drucks in dem Einlassrohr auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdrucks und des zweiten Einlassrohrdrucks.

5. Einlassdruckberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) den ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Auslassluftstrommenge berechnet, die in das Einlassrohr (20) durch einen Auslasskanal (30) strömt.

6. Einlassdruckberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einlassrohrdruckberechnungseinrichtung (53) den ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Abgasmenge berechnet, die in das Einlassrohr (20) durch einen Abgasrückführungskanal (35) strömt.

7. Einlassluftmengenberechnungsverfahren, das eine Einlassluftmenge oder eine in einen Verbrennungsmotor eingezogene Luftmenge berechnet, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines ersten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet wird, und einer Luftmenge, die in ein Einlassrohr (20) durch einen Kanal (30, 35) strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil (23) ist;
Berechnen eines zweiten Einlassrohrdruckes auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (25); und
Berechnen einer in den Verbrennungsmotor eingezogenen Luftmenge auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdrucks und des zweiten Einlassrohrdrucks.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Auslassluftstrommenge berechnet wird, die in das Einlassrohr (20) durch einen Auslasskanal (30) strömt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Abgasmenge berechnet wird, die in das Einlassrohr (20) durch einen Abgasrückführungskanal (35) strömt.

10. Einlassdruckberechnungsverfahren, das einen Druck in einem einem Verbrennungsmotor verbundenen Einlassrohr berechnet, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines ersten Einlassrohrdruckes auf der Grundlage einer Summe von zumindest einer Drosseldurchströmungsluftmenge, die auf der Grundlage einer Drosselöffnung berechnet wird, und einer Luftmenge, die in ein Einlassrohr (20) durch einen Kanal (30, 35) strömt, der nicht ein Kanal durch ein Drosselventil (23) ist;
Berechnen eines zweiten Einlassrohrdrucks auf der Grundlage einer Abgabe von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (25); und
Berechnen eines Drucks in dem Einlassrohr auf der Grundlage des ersten Einlassrohrdrucks und des zweiten Einlassrohrdrucks.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Auslassluftstrommenge berechnet wird, die in das Einlassrohr (20) durch einen Auslasskanal (30) strömt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Einlassrohrdruck auf der Grundlage einer Summe der Drosseldurchströmungsluftmenge und einer Abgasmenge berechnet wird, die in das Einlassrohr (20) durch einen Abgasrückführungskanal (35) strömt.