DE102004026006A1

DE102004026006A1 - Steuergerät und Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004026006A1
Application number: DE102004026006A
Authority: DE
Inventors: Naohide Toyota Fuwa; Hisayo Kariya Dohta
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2024-05-28
Also published as: JP4372455B2; US7451036B2; US20090044611A1; DE102004026006B4; US20050010354A1; US20070021900A1; US7162356B2; JP2004353481A

Abstract

Ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoffzuführmechanismus versehen ist, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen, hat einen Strömungsratensensor, der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, eine Strömungsrate von in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft wiedergibt, einen Drucksensor, der einen Druck der in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft erfasst, eine Charakteristikänderungsabschätzeinheit, die eine Charakteristikänderung der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der durch den Strömungsratensensor erfassten Einlassluftströmungsrate und dem durch den Drucksensor erfassten Einlassluftdruck abschätzt, und eine Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit, die den Kraftstoffzuführmechanismus steuert. Die Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit steuert den Kraftstoffzuführmechanismus so, dass die Charakteristikänderungf in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuertechnologie für eine in einem Fahrzeug montierte Brennkraftmaschine.

BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK

Eine Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerungs-(Kraftstoffeinspritzsteuerungs-) Technologie mit einer höheren Genauigkeit wird unabdingbar, um die Emissionsregulierungen zu bewältigen, die Jahr für Jahr immer strenger werden. Um die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung mit einer höheren Genauigkeit zu realisieren, muss die Genauigkeit beim Berechnen einer Menge von in den Zylinder geladener Luft, d. h., einer Einlassluftmenge innerhalb einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine weiter verbessert werden. Eine solche Berechnung wurde beispielsweise in der US-Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002/0107630 A1 offenbart, bei der die Luftmenge innerhalb des Zylinders unter Verwendung eines Einlasssystemmodells berechnet wird. Das Einlasssystemmodell ist dazu beabsichtigt, das Verhalten der Einlassluft, die von dem Drosselventil zu der Einlassöffnung der Brennkammer strömt, klar zu machen.

Das Verhalten der Einlassluft, die durch den Einlassdurchlass strömt, wird im Laufe der Alterung, beispielsweise durch an dem Einlassdurchlass abgelagerter Ablagerungen variieren. Dementsprechend kann es sein, dass das tatsächliche Verhalten der Einlassluft nicht mit dem Verhalten des Einlasssystemmodells übereinstimmt, wodurch sich ein Fehler in der abgeschätzten Luftmenge innerhalb des Zylinders ergibt. Eine Öffnungs-/Verschlusscharakteristik eines in der Einlassöffnung der Brennkammer vorgesehenen Ventils wird ebenso im Laufe der Alterung, beispielsweise durch mechanische Abnutzung oder Verformung eines Ventilsystems und dgl., variieren. Auch dadurch kann der Fehler in der geschätzten Luftmenge in dem Zylinder verursacht werden. Ein solcher Fehler wird nicht nur durch die vorstehend erwähnte Alterung sondern auch durch eine Stück-für-Stückabweichung von Brennkraftmaschinen unmittelbar nach deren Herstellung erzeugt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Technologie zu schaffen, um eine Verschlechterung der Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerungsleistung in Folge einer Alterung oder einer Stück-für-Stückabweichung von Brennkraftmaschinen zu verhindern.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung hat ein Steuergerät, das eine Brennkraftmaschine steuert, einen Kraftstoffzuführmechanismus, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen. Das Steuergerät ist ferner mit einer Charakteristikänderungsabschätzeinheit versehen, die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt, wobei die Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit den Kraftstoffzuführmechanismus so steuert, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine auf Grundlage der vorbestimmten Bedingung abgeschätzt. Die Charakteristikänderung wird kompensiert, indem die zuzuführende Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit dem geschätzten Wert korrigiert wird. Dies macht es möglich, eine Verschlechterung der Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerungsleistung infolge einer Alterung oder einer Stück-für-Stückabweichung der Brennkraftmaschinen zu verhindern.

Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung kann das Steuergerät ferner einen oder beide aus einem Durchflussratensensor, der eine Einlassluftdurchflussrate erfasst, die eine Durchflussrate von in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen bzw. beaufschlagten Luft wiedergibt und einem Drucksensor aufweisen, der einen Einlassluftdruck erfasst, der einen Druck der in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft wiedergibt. Die Charakteristikänderungsabschätzeinrichtung kann die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einem oder beiden aus der durch den Durchflussratensensor erfassten Einlassluftdurchflussrate und dem durch den Drucksensor erfassten Einlassluftdruck abschätzen.

Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung hat die Brennkraftmaschine einen Ventileinstellmechanismus, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils einzustellen und das Steuergerät kann ferner eine Ventileinstell-Mechanismus-Steuereinrichtung haben, die den Ventileinstellmechanismus steuert.

Die vorstehend erwähnte Struktur verpasst insbesondere mit einem Ventilhubeinstellmechanismus versehenen Brennkraftmaschinen eine vorteilhafte Wirkung, da die Charakteristik dieser Brennkraftmaschinenbauweise dazu neigt, im Laufe der Alterung beträchtlich zu variieren. Genauer gesagt wird davon ausgegangen, dass die vorstehend erwähnte Brennkraftmaschine mit einem relativ kleinen Ventilhubbetrag betrieben wird. Im Lauf eines solchen Betriebs kann die Einlassluftmenge innerhalb des Zylinders durch um das Ventil oder um die zu der Brennkammer führende Einlassöffnung abgelagerten Ablagerungen stark beeinträchtigt werden.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung hat ein Steuergerät, das eine Brennkraftmaschine steuert, einen Ventileinstellmechanismus, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils einzustellen. Das Steuergerät ist mit einer Charakteristikänderungsabschätzeinheit versehen, die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt, und es ist mit einer Ventileinstellmechanismussteuereinheit versehen, die den Ventileinstellmechanismus steuert. Die Ventileinstellmechanismussteuereinheit steuert den Ventileinstellmechanismus so, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird die Charakteristikänderung der Brennkraftmaschine auf Grundlage der vorbestimmten Bedingung abgeschätzt. Sie kann durch korrigieren des Ventilhubbetrags in Übereinstimmung mit dem abgeschätzten Wert kompensiert werden. Dies macht es möglich, eine Verschlechterung der Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerungsleistung in Folge einer Alterung oder einer Stück-für-Stückabweichung von Brennkraftmaschinen zu verhindern.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung kann das Steuergerät ferner eines oder beides aus einem Durchflussratensensor, der eine Einlassluftdurchflussrate erfasst, die eine Durchflussrate einer in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft wiedergibt und aus einem Drucksensor aufweisen, der einen Einlassluftdruck erfasst, der einen Druck der in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft wiedergibt. Die Charakteristikänderungsabschätzeinheit kann die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einem oder beiden aus der durch den Durchflussratensensor erfassten Einlassluftdurchflussrate und dem durch den Drucksensor erfassten Einlassluftdruck abschätzen.

In dem vorstehend erwähnten Steuersystem kann die Charakteristikänderungsabschätzeinheit eine mechanische Charakteristikänderung in dem Ventileinstellmechanismus einschließlich einer Änderung in einem Betrag aus zumindest einem aus dem Hubbetrag und dem Betätigungswinkel des Ventils abschätzen. In dem vorstehend erwähnten Steuergerät kann die Charakteristikänderungsabschätzeinheit eine Änderung in einer Einlassluftcharakteristik der Brennkraftmaschine abschätzen. Die Änderung in der Einlassluftcharakteristik kann eine aerodynamische Charakteristikänderung sein, die eine Änderung in einem Druckverlust an einem Weg beinhaltet, über den Luft in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassen wird.

In dem vorstehend erwähnten Steuergerät kann die Charakteristikänderungsabschätzeinheit so aufgebaut sein, dass sie eine Abschätzung durchführt, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten normalen Betriebszustand befindet, in dem eine Last und eine Kraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine für eine vorbestimmte Zeitspanne innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden.

In dem vorstehend erwähnten Steuergerät kann das Verhalten der Einlassluft in einem stabilen Zustand abgeschätzt werden, wodurch die Charakteristikänderungsabschätzgenauigkeit der Brennkraftmaschine verbessert wird.

In dem vorstehend erwähnten Steuersystem ist die Brennkraftmaschine in der Lage, eine Spülvorgangsteuerung durchzuführen, unter der innerhalb eines Kraftstofftanks zerstäubter Kraftstoff in die Einlassluft ausgelassen wird, oder eine EGR-Steuerung durchzuführen, unter der Abgas teilweise mit der Einlassluft gemischt wird, sodass dieses rückgeführt wird. Die Charakteristikänderungsabschätzungseinheit kann so aufgebaut sein, dass sie die Abschätzung durchführt, wenn die Spülvorgangsteuerung oder die Abgasrückführsteuerung nicht ausgeführt werden.

Unter der Spülvorgangsteuerung oder der Abgasrückführsteuerung kann das Verhalten der Einlassluft schwanken, sodass sich die Abschätzgenauigkeit verschlechtert. Wenn die Abschätzung zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem die Spülvorgangssteuerung oder die Abgasrückführsteuerung nicht ausgeführt werden, kann eine durch die Spülvorgangsteuerung oder die Abgasrückführsteuerung verursachte Verschlechterung in der Abschätzgenauigkeit vermieden werden.

In dem vorstehend erwähnten Steuersystem ist die Ventileinstellmechanismussteuerungseinheit in der Lage, einen Kalibrierungsprozess auszuführen, um so eine Referenzposition des Ventileinstellmechanismus zu bestätigen. Die Charakteristikänderungsabschätzeinheit kann so aufgebaut sein, dass sie die Abschätzung nach der Vollendung des Kalibrierungsprozesses durchführt.

Die Steuerungsgenauigkeit des Ventileinstellmechanismus kann nicht sichergestellt sein, bis die Kalibrierung vollendet ist. Eine Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit des Ventileinstellmechanismus kann verhindert werden, indem die Abschätzung nach der Vollendung der Kalibrierung durchgeführt wird.

In dem vorstehend erwähnten Steuersystem kann die Charakteristikänderungsabschätzeinheit so aufgebaut sein, dass sie die Abschätzung in Übereinstimmung mit einer Kombination aus der Kraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine und einer Einstellposition des Ventileinstellmechanismus durchführt. In dem vorstehend erwähnten Steuersystem kann die Charakteristikänderungsabschätzeinheit so aufgebaut sein, dass sie die Abschätzung zu jeder Ventilöffnungszeitfläche durchführt, die erhalten wird, indem der Hubbetrag des Ventils über die Zeit integriert wird. In diesem Fall, in dem die Brennkraftmaschine nicht mit dem Ventileinstellmechanismus versehen ist, wird dessen Einstellposition als ein fester Wert verwendet.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung hat eine Brennkraftmaschine einen Kraftstoffzuführmechanismus der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen. Die Brennkraftmaschine hat ein mit einer Charakteristikänderungsabschätzeinheit versehenes Steuergerät, die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt, und hat eine Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit, die den Kraftstoffzuführmechanismus steuert, wobei die Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit den Kraftstoffzuführmechanismus so steuert, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung hat die Brennkraftmaschine einen Ventileinstellmechanismus, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils einzustellen. Die Brennkraftmaschine hat ein Steuergerät, das mit einer Charakteristikänderungsabschätzeinheit versehen ist, die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt, und sie hat eine Ventileinstellmechanismussteuereinheit, die den Ventileinsstellmechanismus steuert, wobei die Ventileinstellmechanismussteuereinheit den Ventileinstellmechanismus so steuert, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Messgerät vorgesehen, das eine Menge von in einen Zylinder geladener Luft als eine Menge von in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingelassenen Luft misst. Das Messgerät ist mit einer Charakteristikänderungsabschätzeinheit versehen, die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt, und es ist mit einer Zylinderinnenluftlademengenberechnungseinheit versehen, die in der Lage ist, eine Menge von in den Zylinder geladener Luft zu korrigieren, um die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung zu kompensieren.

Es sollte so verstanden werden, dass die Erfindung in Form eines Verfahrens zum Steuern der Brennkraftmaschine, einer mit dem vorstehend erwähnten Steuergerät versehenen Brennkraftmaschine, einer Messvorrichtung und einem Verfahren, das die Menge der Luft innerhalb des Zylinders der Brennkraftmaschine misst oder in jeder anderen Form durchgeführt werden kann, solange sie nicht von dem Umfang der Erfindung abweicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die einen Aufbau einer Brennkraftmaschine und einer Steuereinheit davon als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 eine erläuternde Ansicht ist, die sich auf einen Einstellvorgang einer Öffnungs-/Verschlusszeitgebung eines Einlassventils durch ein variables Ventiltriebsystem bezieht;
3 ein Blockdiagramm des variablen Ventiltriebsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist;
4A und 4B erläuternde Ansichten sind, die jeweils zeigen, wie ein Betätigungswinkel auf aerodynamische Weise abgeschätzt wird;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Korrektursteuerroutine in dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Steuerroutine zum Bestimmen eines Korrekturwerts in dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Steuerroutine zum Ausführen der Korrektur in dem ersten Ausführungsbeispiel wiedergibt;
8 ein Blockdiagramm des variablen Ventiltriebsystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel ist;
9 eine erläuternde Ansicht ist, die jeden Wert von Korrekturbeträgen Ea' zeigt, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel berechnet wurden;
10A und 10B erläuternde Ansichten sind, die jeden Wert der Korrekturmenge Ea' zeigt, die in einem dritten Ausführungsbeispiel berechnet wurden;
11A und 11B konzeptionelle Ansichten sind, die jeweils eine Fläche in der Ventilöffnungszeit in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigen; und
12 ein Blockdiagramm eines Kraftstoffzuführsteuersystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben:

(A) Aufbau;
(B) Ventiltriebsteuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
(C) Ventiltriebsteuersystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
(D) Ventiltriebsteuersystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
(E) Ventiltriebsteuersystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
(F) Modifiziertes Ausführungsbeispiel.

(A) Aufbau
1 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Aufbau einer Brennkraftmaschine und ein Steuersystem davon als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Steuersystem ist so aufgebaut, dass es ein Benzinmotor 100 als eine in einem Fahrzeug montierte Brennkraftmaschine steuert. Die Kraftmaschine 100 ist mit einem Einlassrohr 110 zum Zuführen von Luft (Frischluft) in eine Brennkammer und mit einem Auslassrohr 120 zum Auslassen von Abgas von der Brennkammer zur Außenseite versehen. Die Brennkammer ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 110 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer, einer Zündkerze 102 zum Zünden des Luft/Kraftstoffgemischs innerhalb der Brennkammer und einem Einlassventil 322 und einem Auslassventil 362 versehen.
Das Einlassrohr 110 ist mit einem Luftmengenmesser 130 (Strömungsratensensor), der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, einem Drosselventil 132, das die Einlassluftströmungsrate einstellt und einem Zwischenbehälter 134 versehen, die in dieser Reihenfolge von stromaufwärts des Einlassrohrs 110 angeordnet sind. Der Zwischenbehälter 134 ist mit einem Einlasslufttemperatursensor 136 und einem Einlassluftdrucksensor 138 versehen. Ein Einlassluftdurchlass des Zwischenbehälters 134 an der stromabwärts liegenden Seite ist in eine Vielzahl von Abzweigungsrohre aufgeteilt, die jeweils an entsprechende Brennkammern angeschlossen sind. In 1 ist zur Vereinfachung der Beschreibung jedoch lediglich ein einzelnes Abzweigungsrohr gezeigt. Das Auslassrohr 120 ist mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 126 und einem Katalysator 128 versehen, der in dem Abgas enthaltene schädliche Komponenten beseitigt.
Der Luftmengenmesser 130 oder der Drucksensor 138 können an einer anderen als der vorstehend beschriebenen Stelle angeordnet sein. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingespritzt. Jedoch kann der Kraftstoff auch in das Einlassrohr 110 eingespritzt werden.
Der Einlass-/Auslassvorgang der Kraftmaschine 1 wird in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Öffnungs-/Verschlusszustand des Einlassventils 322 und des Auslassventils 326 ausgewählt. Das Einlassventil 322 und das Auslassventil 326 sind an jeweilige variable Ventiltriebsysteme 320, 360 angeschlossen, sodass die jeweiligen Ventilöffnungscharakteristiken geändert werden können. Diese variablen Ventiltriebsysteme 320, 360 sind in der Lage, den Betätigungswinkel und die Öffnungs-/Verschlusszeitgebung mit Bezug auf die Kurbelwelle zu ändern. Das vorstehend erwähnte variable Ventiltriebsystem kann verwendet werden, wie es in dem US-Patent Nr. 6,425,357 offenbart ist. Wahlweise ist es möglich, das variable Ventiltriebsystem einzusetzen, das in der Lage ist, den Betätigungswinkel und die Phase unter Verwendung eines elektromagnetischen Ventils zu ändern.
Die variablen Ventiltriebsysteme 320, 360 sind jeweils an Ventiltriebeinstellorganen bzw. -aktuatoren 220, 260 angeschlossen. Diese Ventiltriebeinstellorgane 220, 260 sind durch eine später ausführlicher beschriebene Steuereinheit 10 geregelt (rückkopplungsgesteuert).
Der Betrieb der Kraftmaschine 100 ist durch die Steuereinheit 10 gesteuert. Die Steuereinheit 10 ist als ein Mikrocomputer einschließlich einer CPU, einem RAM und einem ROM ausgebildet. Die Steuereinheit 10 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren. Diese Sensoren beinhalten nicht nur die vorstehenden Sensoren 136, 138, 126, sondern auch einen Klopfsensor 124, einen Wassertemperatursensor 106, der eine Wassertemperatur in der Kraftmaschine erfasst, einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 108, der die Kraftmaschinendrehzahl erfasst, und einen Beschleunigungssensor 109.
Die Steuereinheit 10 hat einen Zeitgebungsbefehlabschnitt 12 zum Setzen einer Betätigunszeitgebung der Ventile 322, 362 mit Bezug auf die Kurbelwelle und einen Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 zum Setzen des Betätigungswinkels der Ventile 322, 362. Diese Abschnitte sind in der Lage, die variablen Ventiltriebsysteme 320, 360 auf Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl, -last und Wassertemperatur der Kraftmaschine 100 zu steuern. Die Steuereinheit 10 hat ferner einen Kraftstoffzuführsteuerabschnitt 16 zum Steuern der Menge des zu der Brennkammer durch das Kraftstoffeinspritzventil 110 zugeführten Kraftstoffs und sie hat einen variablen Ventiltriebabschätzabschnitt 15 zum Abschätzen der altersbedingten Zustandsänderung in jedem der variablen Ventiltriebsystemen 320, 380. Die entsprechenden Funktionen dieser Abschnitte werden später beschrieben.
2 ist eine erläuternde Ansicht, die zeigt, wie die Öffnungs-/Verschlusszeitgebung des Einlassventils 322 durch das variable Ventiltriebsystem 320 eingestellt wird. Das variable Ventiltriebsystem 320 in diesem Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass es den Betätigungswinkel θ und den Hubbetrag gleichzeitig ändert. Die Öffnungs-/Verschlusszeitgebung Φ, das heißt, die Mitte der Ventilöffnungszeitspanne mit Bezug auf die Kurbelwelle, wird durch den variablen Ventilzeitgebungsmechanismus des variablen Ventiltriebsystems 320 eingestellt.
Das variable Ventiltriebsystem 320 ist in der Lage, den Betätigungswinkel des Einlassventils 322 unabhängig von Veränderung dessen Betätigungszeitgebung mit Bezug auf die Kurbelwelle zu ändern. Daher können der Betätigungswinkel des Einlassventils 322 und dessen Betätigungszeitgebung mit Bezug auf die Kurbelwelle unabhängig auf geeignete Werte gesetzt werden. Das variable Ventiltriebsystem 360 für das Auslassventil 362 zeigt die gleichen Charakteristiken wie jene des variablen Ventiltriebsystems 320 auf.
B. Ventiltriebsteuersystem des ersten Ausführungsbeispiels
3 ist ein Blockdiagramm des Ventiltriebsteuersystems des ersten Ausführungsbeispiels. Das Ventiltriebsteuersystem ist so aufgebaut, dass es die wesentliche Verringerung in dem Betätigungswinkel Ev (siehe 3) des Ventils in Folge der Alterung des variablen Ventilsystems 320 kompensiert. Dieses Ausführungsbeispiel wird insbesondere wirksam, wenn es bekannt ist, dass die Hauptursache der Änderung in dem über den Zeitablauf zu steuernden Gegenstand die altersbedingte wesentliche Verringerung des Betätigungswinkels des Ventils des variablen Ventilsystems 220 ist. Der Betätigungswinkel θv ist unter der Annahme, dass keine altersbedingte Änderung vorliegt als der nominale Betätigungswinkel gesetzt.
Eine Abnutzung des Nockens (nicht gezeigt) des Ventils oder eine Verformung des Verschlussarms (nicht gezeigt) kann eine wesentliche Verringerung des Betätigungswinkels des Ventils verursachen, die sich aus der Alterung des variablen Ventilsystems 320 ergibt. Dementsprechend ist der Ventiltriebzustandsabschätzabschnitt 15 auf der Annahme betreibbar, dass die wesentliche Verringerung des Betätigungswinkels des Ventils ungeachtet des Betriebszustands konstant gehalten ist.
Das Ventiltriebsteuersystem des Ausführungsbeispiels wird durch das durch die ECU 10 geregelte Ventiltriebeinstellmechanismusstellorgan 220 realisiert. Die Regelung des Ventiltriebeinstellmechanismusstellorgan 220 wird durch Messen eines mechanischen Betätigungsbetrags δa des Ventiltriebeinstellmechanismusstellorgan 220 durchgeführt, der zu der ECU 10 rückgekoppelt wird. Dann wird das Ventiltriebeinstellmechanismusstellorgan 220 so gesteuert, dass der mechanische Betätigungsbetrag δa nahe an einen von dem Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 ausgegebenen Sollwert (δc + Ea) kommt. Der Messfehler des Stellgliedsensors bzw. Aktuatorsensors 250 wird zum Zweck einer vereinfachten Beschreibung als vernachlässigbar betrachtet.
Der Sollwert (δc + Ea) wird erhalten, indem der nominale Hubbetrag δc, der dem nominalen Betätigungswinkel θv entspricht, zu dem Korrekturwert Ea (kompensiertem Hubbetrag) addiert wird, um den wesentlichen Verringerungsbetrag Ev in Folge der Alterung des variablen Ventilsystems 320 zu kompensieren. Der nominale Hubbetrag δc wird in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinendrehzahl Ne der Kraftmaschine 100 unter Bezugnahme auf das in dem Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 gespeicherte Betätigungswinkelkennfeld (nicht gezeigt) gesetzt.
Der Korrekturbetrag Ea wird von dem Einlassdruck Ps, der von dem Einlass-/Auslassmechanismus 150 eingegeben wurde, der Einlassluftströmungsrate Ms, der Einlasslufttemperatur Ts, dem mechanischen Betätigungsbetrag Δa, der von dem Stellgliedsensor 250 eingegeben wurde und von der Kraftmaschinendrehzahl Ne abgeleitet. Der Einlassluftdruck Ps als der Druck innerhalb des Zwischenbehälters 132 (1) wird durch den Einlassluftdrucksensor 138 gemessen. Die Einlassluftströmungsrate Ms als die Strömungsrate von Luft (Frischluft) innerhalb des Einlassrohrs 110 wird durch den Luftmengenmesser 130 gemessen. Die Einlasslufttemperatur Ts als die Temperatur von Luft innerhalb des Zwischenbehälters 13 wird durch den Einlasslufttemperatursensor 136 gemessen.
Der Korrekturbetrag Ea kann unter Verwendung eines gemessenen Werts und dem Ventiltriebsystemzustandsabschätzkennfeld 15M berechnet werden. Das Kennfeld 15M hat eine Vielzahl von Kennfeldern, die jeweils als eine Kombination der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der Einlasslufttemperatur Ts vorbereitet wurden. Jedes der Kennfelder gibt jeweils das Verhältnis unter dem Einlassluftdruck Ps, der Einlassluftströmungsrate Ms und dem Betätigungswinkel θ wieder.
Der Ventiltriebzustandsabschätzabschnitt 15 berechnet den Korrekturbetrag Ea auf die nachstehende Art und Weise:

(1) Aus der Gruppe von Kennfeldern wird in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der Einlasslufttemperatur Ts ein geeignetes Kennfeld ausgewählt;
(2) Auf Grundlage des Einlassluftdrucks Ps und der Einlassluftströmungsrate Ms wird unter Bezugnahme auf das Kennfeld (später beschrieben) ein aerodynamischer abgeschätzter Betätigungswinkel θea berechnet; und
(3) Aus einem mechanischen Betätigungsbetrag Δa, der von dem Stellgliedsensor 250 eingegeben wurde, wird ein abgeschätzter mechanischer Betätigungswinkel θeδ abgeleitet. Die Berechnung wird auf Grundlage des vorbestimmten Verhältnisses zwischen dem mechanischen Betätigungsbetrag Δa des Stellglieds 220 und des Betätigungswinkels des Ventils durchgeführt. In diesem Fall wird für das vorstehend erwähnte Verhältnis die alterungsbedingte Verringerung des Betätigungswinkels des Ventils nicht berücksichtigt.

4A und 4B zeigen, wie der Betätigungswinkel aerodynamisch abgeschätzt wird. 4A zeigt den Einlass-/Auslassmechanismus 150 als einen wesentlichen Abschnitt des in 1 gezeigten Benzinmotors 100. 4B gibt das lineare Modell des Einlass-/Auslassmechanismus 150 in der Form einer elektrischen Schaltung wieder. Der stabile Zustand sowohl der Last als auch der Kraftmaschinendrehzahl Ne des Benzinmotors wird in diesem linearen Modell linear angenähert. In dem linearen Modell ist die Luftströmung durch den elektrischen Strom ersetzt. Dementsprechend entspricht das Widerstandsdifferenzpotential dem Druckverlust.
Jedes Element des Einlass-/Auslassmechanismus 150 entspricht dem Element des in 4 gezeigten linearen Modells folgendermaßen. Die Außenluft entspricht der Erdung G, das Luftmengenmessgerät 130 entspricht einem Stromstärkemesser 130e, das Einlassrohr 110, das Einlassluft aufnimmt, entspricht einem Leiter 110e und das Drosselventil 132, das die Einlassluftmenge einstellt, entspricht einem variablen Widerstand 132e. Der Zwischenbehälter 134, der die Schwankung in dem Einlassluftdruck unterdrückt, entspricht einem Kondensator 134e, der Einlassluftdrucksensor 138, der den Einlassluftdruck misst, entspricht einem Spannungsmesser 138e, das Einlassventil 322, das die zu der Brennkammer zugeführte Einlassluft einstellt, entspricht dem variablen Widerstand 322e, das Auslassventil 362, das das von der Brennkammer ausgelassene Abgas einstellt, entspricht dem variablen Widerstand 362e und der Zylinder 170 und der Kolben 171, die jeweils aerodynamisch als die Pumpe arbeiten, entsprechen einer Batterie 170e.
Wenn sich die Last und die Kraftmaschinendrehzahl Ne des Ottomotors 100 in dem stabilen Zustand befinden, befindet sich die Spannung der Batterie 170e als das entsprechende Element ebenso in dem stabilen Zustand. Unter der Annahme, dass der Strom durch die Reihenschaltung strömt, die durch den variablen Widerstand 322e, die Batterie 170e und den variablen Widerstand 362e gebildet wird, und dass die Potentialdifferenz in der Reihenschaltung gemessen wird, kann der Widerstandswert der Reihenschaltung berechnet werden. Der Strom kann durch den Stromstärkenmesser 130e gemessen werden und die Spannung kann durch den Spannungsmesser 138e gemessen werden.
Wenn ferner die Spannung der Batterie 170e bestimmt ist, können die beiden Werte der variablen Widerstände 322e, 362e berechnet werden. Unterdessen kann zudem der Betrag, der der Spannung in der Batterie 170e entspricht, in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinendrehzahl Ne bestimmt werden. Es ist klar, dass die Berechnung selbst dann durchgeführt werden kann, wenn der Widerstandswert des variablen Widerstands 132e, der dem Drosselventil 132 entspricht, nicht bestimmt werden kann.
Wenn sich die Last und die Kraftmaschinendrehzahl Ne des Ottomotors 100 in dem stabilen Zustand befinden, können der Betätigungswinkel θ der Ventile 322, 362, die den variablen Widerstandswerten 322e, 362e entsprechen, auf Grundlage des Einlassluftdrucks Ps und der Einlassluftströmungsrate Ms abgeschätzt werden.
Der Ventiltriebzustandsabschätzabschnitt 15 berechnet die Differenz zwischen den abgeschätzten Betätigungswinkeln θea und θeΔ als den Fehler in dem Betätigungswinkel θ in Folge der Alterung. Der Fehler des Betätigungswinkels θ wird ferner in einen Betätigungsbetrag des Stellgliedsensors 250 umgewandelt, um den Korrekturbetrag Ea zu berechnen.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ausgeführte Steuerroutine zum Korrigieren zeigt. In der Steuerroutine zum Korrigieren wird die Charakteristikänderung in dem zu steuernden Gegenstand in Folge der Alterung durch Korrektur des Betätigungswinkels des Ventils kompensiert. In Schritt S1000 bestimmt der Ventiltriebzustandabschätzabschnitt 15 (siehe 3) der ECU 10 den Korrekturbetrag Ea als den Korrekturwert. In Schritt S2000 führt der Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 den Korrekturwert bei einer Zeitgebung nach, sodass er keinen übermäßigen Einfluss auf das Fahrverhalten hat. Der vorstehend erwähnte Prozess wird fortwährend ausgeführt, bis in Schritt S3000 die Zündung ausgeschaltet wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerroutine des Prozesses zum Bestimmen eines Korrekturwerts in dem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiel zeigt. In Schritt S1100 wird bestimmt, ob es möglich ist, die Zustandsabschätzung durchzuführen, das heißt, ob es möglich ist, den Betätigungswinkel aerodynamisch abzuschätzen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird bestimmt, dass die Abschätzung durchgeführt werden kann, wenn die nachstehenden Bedingungen erfüllt sind.

(1) Jeder Messwert des Einlassluftdrucksensors 138 und des Luftmengenmessers 130 ist in einem zuverlässigen Zustand, beispielsweise in einem Zustand, in dem diese Messwerte des Einlassluftdrucksensors 138 und des Luftmengenmessers 130 in dem konvergenten Zustand sind und andere Werte als übermäßig große oder kleine Werte messen.
(2) In dem Einlass-/Auslassmechanismus 150 wird keine Spülsteuerung oder EGR-Steuerung ausgeführt. Die Spülsteuerung wird ausgeführt, indem innerhalb des Kraftstofftanks (nicht gezeigt) zerstäubter Kraftstoff in den Zwischenbehälter 134 ausgelassen wird, um den Druck innerhalb des Kraftstofftanks nicht auf einen übermäßig hohen Wert ansteigen zu lassen. Die EGR-Steuerung wird ausgeführt, indem das Abgas teilweise mit der Einlassluft gemischt wird, damit es rückgeführt wird. Die Spülsteuerung oder die EGR-Steuerung, die während der Abschätzung ausgeführt werden, können eine Änderung in dem aerodynamischen Verhalten innerhalb des Einlass-/Auslassmechanismus 150 ändern. Als ein Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Messwerte der durch den Luftmengenmesser 130 gemessenen Einlassluftströmungsrate verschlechtert werden. Dies ist der Grund, warum die Abschätzung durchgeführt wird, wenn die Spülsteuerung oder die EGR-Steuerung nicht ausgeführt wird.
(3) Lernen (Kalibrieren) der Referenzstellungen sowohl des Einlassventils 322 als auch des Auslassventils 362 ist vollendet. Das Lernen wird durchgeführt, indem das Stellorgan 220 für den Ventiltriebeinstellmechanismus mechanisch auf den Boden zurückgeführt wird.

Wenn in Schritt 1200 bestimmt wird, dass es nicht möglich ist, die Zustandsabschätzung durchzuführen, schreitet der Ablauf zu Schritt S1600 vor, wo das Zählwerk bzw. der Zähler zurückgestellt wird. Dann kehrt der Ablauf zu Schritt S1100 zurück, wo bestimmt wird, ob es möglich ist, die Zustandsabschätzung durchzuführen. Wenn unterdessen in Schritt S1200 bestimmt wird, dass es möglich ist, die Zustandsabschätzung durchzuführen, schreitet der Ablauf zu Schritt S1300 vor.
In Schritt S1300 speichert die ECU 10 die Messwerte des von dem Einlassluftdrucksensors 138 erhaltenen Einlassluftdrucks Ps in dem RAM (nicht gezeigt). Dann speichert die ECU 10 in Schritt S1400 die Messwerte der von dem Luftmengenmesser 130 erhaltenen Einlassluftströmungsrate Ms an einer anderen Adresse in dem RAM.
In Schritt S1500 wird bestimmt, ob der Benzinmotor 100 in einem Normalzustand betrieben wird, d. h. ob die Kraftmaschinendrehzahl Ne und die Last (das Drehmoment) im Wesentlichen konstant gehalten sind. Genauer gesagt, kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschine 100 in dem Normalzustand betrieben wird, wenn sich jeder der Messwerte, wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl Ne innerhalb eines Bereichs zwischen +5% und –5% des jeweiligen Durchschnittswerts befindet. Um die Abschätzgenauigkeit zu verbessern sollte bestimmt werden, ob nicht nur die Kraftmaschinendrehzahl Ne und die Last der Kraftmaschine sondern auch der Einlassluftdruck Ps und die Einlassluftströmungsrate Ms im Wesentlichen konstant gehalten sind.
Wenn in Schritt S1500 bestimmt wird, dass sich die Kraftmaschine 100 nicht in dem Normalzustand befindet, schreitet der Ablauf zu Schritt 1600 vor, wo das Zählwerk zurückgestellt wird. Dann kehrt der Ablauf zu Schritt 1100 zurück. Wenn unterdessen in Schritt S1500 bestimmt wird, dass die Kraftmaschine 100 in dem Normalzustand betrieben wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 1700 vor, wo der Zählwerkwert erhöht wird. Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 1800 vor.
In Schritt 1800 wird bestimmt, ob der Zählwerkwert größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Bestimmung wird gemacht, um herauszufinden, ob der Normalzustand für das Zeitintervall fortgeführt wird, das zur Bestimmung des Korrekturwerts erforderlich ist (beispielsweise 3 Sek.). Wenn der Zählwerkwert gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S1100, ohne den Zählwerkwert zurückzustellen. Wenn der Zählwerkwert den vorbestimmten Wert überschreitet, schreitet der Ablauf zu Schritt S1900 vor.
In Schritt S1900 berechnet der Ventiltriebzustandsabschätzabschnitt 15 (siehe 3) den Korrekturbetrag Ea als den Korrekturwert auf die vorstehend beschriebene Art und Weise. Der neu berechnete Korrekturwert Ea wird zu dem Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 übermittelt, um so den empfangenen Korrekturbetrag Ea in dem RAM zu speichern.
7 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerroutine zum Korrekturablauf, die in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Der Ablauf zum Nachführen des Korrekturwerts wird ausgeführt, um den Korrekturbetrag Ea bei einer Zeitgebung nachzuführen, um keine übermäßige Schwankung auf die Fahreigenschaft auszuüben. Der vorstehend erwähnte Ablauf ist notwendig, um eine auftretende Schwankung in dem Drehmoment in Folge des Nachführens des Korrekturwerts zu verhindern.
In Schritt S2100 berechnet der Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 die Nachführdifferenz als die Differenz zwischen dem berechneten Korrekturbetrag Ea und dem gegenwärtig verwendeten Korrekturbetrag. Wenn die Korrektur nicht durchgeführt wird, wird angenommen, dass der gegenwärtig verwendete Korrekturbetrag den Wert Null hat.
In Schritt S2200 wird bestimmt, ob die Nachführdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Nachführdifferenz gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, bestimmt der Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14, dass die Korrektur nicht notwendig ist. Der Ablauf kehrt zu dem Ablauf zum Bestimmen des Korrekturwerts zurück (siehe 6 und Schritt S3000 in 5). Wenn die Nachführdifferenz größer als der vorbestimmte Wert ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S2300 vor.
In Schritt S2300 wird bestimmt, ob sich die Zündung in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Wenn sich die Zündung in dem ausgeschalteten Zustand befindet ist das Nachführen des Korrekturwerts erlaubt, ohne die Fahreigenschaft zu beeinträchtigen. Wenn in Schritt S2300 bestimmt wird, dass die Zündung in dem ausgeschalteten Zustand ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S2700 vor, an dem der Korrekturwert nachgeführt wird. Auf diese weise wird der Korrekturbetrag Ea, der zusammen mit dem nominalen Hubbetrag δc von dem Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 ausgegeben wird, in dem Zustand nachgeführt wird, in dem die Zündung ausgeschaltet gehalten bleibt, sodass die Fahreigenschaft nicht beeinträchtigt wird. Wenn in Schritt S2300 bestimmt wird, dass sich die Zündung in einem angeschalteten Zustand befindet, schreitet der Ablauf zu Schritt S2400 vor.
In Schritt S2400 wird bestimmt, ob sich der Benzinmotor 100 in einem Leerlaufzustand befindet. Wenn sich die Kraftmaschine 100 in dem Leerlaufzustand befindet, kann der Korrekturwert nachgeführt werden, ohne die Fahreigenschaft zu beeinträchtigen, selbst wenn sich die Zündung in dem angeschalteten Zustand befindet. Die Bestimmung mit Bezug auf den Leerlaufzustand der Kraftmaschine kann in Übereinstimmung mit dem von beispielsweise dem Beschleunigungssensor 109 eingegebenen Signal durchgeführt werden. Wenn in Schritt S2400 bestimmt wird, dass sich die Kraftmaschine 100 in dem Leerlaufzustand befindet, schreitet der Ablauf zu Schritt S2700 vor, bei dem der Korrekturwert nachgeführt wird. Wenn in Schritt S2400 bestimmt wird, dass sich die Kraftmaschine 100 nicht in dem Leerlaufzustand befindet, schreitet der Ablauf zu Schritt S2500 vor. Der Kraftstoffunterbrechungszustand, in dem kein Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, kann als der Zustand betrachtet werden, der dem Leerlaufzustand ähnlich ist.
In Schritt S2500 wird bestimmt, ob sich der Benzinmotor 100 in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet, das heißt, ob die Betätigungswinkel der Ventile 322, 362 größer als ein vorbestimmter Winkel sind. Wenn sich die Kraftmaschine in dem Betriebszustand befindet, in dem der Betätigungswinkel relativ groß ist, kann der Grad der Änderung des Betätigungswinkels in Abhängigkeit des Korrekturwerts selbst dann relativ kleiner sein, wenn der Korrekturwert nachgeführt wurde. Dies macht es möglich, den Korrekturwert nachzuführen, ohne die Fahreigenschaft übermäßig zu beeinträchtigen.
Die Bestimmung, ob sich der Benzinmotor 100 in dem vorbestimmten Betriebszustand befindet, kann in Übereinstimmung mit dem nominalen Hubbetrag Δc (der keinen Korrekturbetrag beinhaltet) gemacht werden, der von dem Betätigungswinkelbefehlsabschnitt 14 ausgegeben wurde. Wenn sich die Kraftmaschine 100 in dem vorbestimmten Betriebszustand befindet schreitet der Ablauf zu Schritt S2600 vor, wo bestimmt wird, dass der Korrekturwert kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn der Korrekturwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S2700 vor, an dem der Korrekturwert nachgeführt wird. Wenn sich die Kraftmaschine 100 in dem vorbestimmten Betriebszustand befindet oder der Korrekturwert gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, dann kehrt der Ablauf zu dem Ablauf zum Bestimmen des Korrekturwerts zurück (6 und Schritt S3000 aus 5). Der vorbestimmte Wert wird im Vorfeld als der Wert gesetzt, der das Nachführen des Korrekturwerts erlaubt, ohne die Fahreigenschaft in dem vorbestimmten Betriebszustand übermäßig zu beeinträchtigen.
Das Steuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kompensiert die mechanische Charakteristikänderung, wie z. B. die Verringerung in dem Ventilhubbetrag in Folge der Alterung des variablen Ventiltriebmechanismus 320, indem der Betätigungswinkel des Ventils korrigiert wird. Als ein Ergebnis wird der Fehler der Menge von in die Brennkammer eingelassenen Luft verringert. Dies macht es möglich, eine Verschlechterung in der Luft-Kraftstoff-Steuerung in Folge einer Alterung oder einer Stück-für-Stückabweichung der Brennkraftmaschinen zu unterdrücken.
Der Betätigungswinkel des Ventils wird bei einer Zeitgebung korrigiert, sodass die Fahreigenschaft nicht übermäßig beeinträchtigt wird. Dies macht es möglich, den auf die Fahreigenschaft ausgeübten Einfluss, der vom Korrigieren des Betätigungswinkels kommt, zu unterdrücken.
C. Ventiltriebmechanismussteuersystem des zweiten Ausführungsbeispiels
8 ist ein Blockdiagramm des Ventiltriebmechanismussteuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ventiltriebsteuersystem dieses Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Struktur nicht nur zum Kompensieren der Verringerung in dem Ventilhubbetrag Ev des Ventils in Folge der Alterung des variablen Ventiltriebmechanismus 320 ist, (siehe 3 und 8) sondern auch zum Kompensieren der Zunahme des Luftwiderstands (Zunahme des Druckverlusts) in Folge einer Alterung des Einlass-/Auslasssystems 150.
Die Zunahme des Luftwiderstands in Folge der Alterung des Einlass-/Auslassmechanismus 150 kommt in Form des verringerten Ventilhubbetrags Ep zum Ausdruck (siehe 8). Dies liegt daran, dass die Zunahme des Luftwiderstands des Einlass-/Auslassrohrs als qualitativ equivalent zu dem verringerten Ventilhubbetrag betrachtet werden kann.
Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann wirkungsvoll, wenn es im Vorfeld offensichtlich ist, dass nicht nur die Zunahme des Luftwiderstands in Folge von Sedimentablagerungen an dem Einlassventil 110 oder dem Auslassventil 120 des Einlass-/Auslassmechanismus 150 als ein wichtiger Faktor der Änderung in dem zu steuernden Gegenstand in Folge von Alterung betrachtet werden kann.
Das Ventiltriebsteuersystem des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels in dem Gebrauch der ECU 10a anstelle der ECU 10. Die ECU 10a ist mit einem Einlass-/Auslasssystemzustandabschätzabschnitt 15a anstelle des Einlass-/Auslasssystemzustandsabschätzabschnitt 15 versehen. Der Einlass-/Auslasssystemzustandsabschätzabschnitt 15 ist unter der Annahme aufgebaut, dass die wesentliche Verringerung in dem Ventilhubbetrag ungeachtet des Kraftmaschinenbetriebszustands konstant ist. Stattdessen ist der Einlass-/Auslasssystemzustandsabschätzabschnitt 15a des zweiten Ausführungsbeispiels unter der Annahme aufgebaut, dass es wahrscheinlich ist, dass sich die wesentliche Verringerung des Ventilhubbetrags (Ev + Ep) in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands ändert.
Die Zunahme in dem Luftwiderstand in Folge der Alterung des Einlass-/Auslassmechanismus 50 wird als qualitativ gleichwertig zu dem verringerten Betrag Ep des Ventilhubbetrags betrachtet. Dementsprechend kann zum Berechnen des Korrekturbetrags auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel das gleiche Kennfeld wie das Ventiltriebzustandsabschätzkennfeld 15M des ersten Ausführungsbeispiels für das zweite Ausführungsbeispiel verwendet werden.
9 ist eine erläuternde Ansicht, die den in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechneten Korrekturbetrag Ea' zeigt. Anders wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, in dem ein einziger Korrekturbetrag Ea berechnet wurde, wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Korrekturbetrag Ea' unter entsprechenden Bedingungen (Kombination aus der Kraftmaschinendrehzahl Ne und dem Betätigungswinkel θ) berechnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Kraftmaschinendrehzahl Ne der Kraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine und der Betätigungswinkel θ entspricht der Einstellposition des Ventileinstellmechanismus.
Unter Bezugnahme auf 9 wird in dem Bereich der Kraftmaschinendrehzahl Ne zwischen 801 und 1600 U/min der Korrekturbetrag Ea', als eine Kombination bei dem Betätigungswinkel zwischen 110 und 120° berechnet. In dem Bereich der Kraftmaschinendrehzahl Ne zwischen 1601 und 2400 U/min wird der Korrekturbetrag Ea', als zwei Kombinationen bei dem Betätigungswinkel zwischen 101 und 110° bzw. zwischen 121 und 130° berechnet. Die vorstehend erwähnten drei Werte des Korrekturbetrags Ea', unterscheiden sich voneinander.
Der Korrekturbetrag Ea', wird in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands unter Berücksichtigung der Zunahme des Luftwiderstands in Folge von Ablagerungen an dem Einlassrohr 110 oder dem Auslassrohr 120 auf unterschiedliche Werte eingestellt, der dazu neigt, mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand zu variieren. Die Ablagerungen an der Wandoberfläche des Einlassrohrs 110 und des Auslassrohrs 120 können daran Turbulenzen verursachen. Die Turbulenzen können ferner nicht-lineare Schwankungen in dem Luftwiderstandswert in Abhängigkeit der Einlassluftmenge verursachen.
Das Steuersystem des zweiten Ausführungsbeispiels schafft einen vorteilhaften Effekt darin, dass es nicht nur den verringerten Ventilhubbetrag in Folge der Alterung des variablen Ventilmechanismus 320 kompensiert, sondern auch die Änderung in den aerodynamischen Charakteristiken einschließlich der Zunahme des Luftwiderstands (Druckverlusts) in Folge der Alterung des Einlass-/Auslassmechanismus 150 kompensiert, indem der Betätigungswinkel des Ventils korrigiert wird.
Dieses Ausführungsbeispiel kann nicht nur auf den Gegenstand angewendet werden, der den Mechanismus mit dem Betätigungswinkel (Ventilöffnungsintervall) θ einsetzt, der durch Änderung des Ventilhubbetrags eingestellt wird, sondern auch auf einen solchen Gegenstand, der den Mechanismus einsetzt, der es dem Betätigungswinkel θ ermöglicht, unabhängig von der Änderung des Ventilhubbetrags geändert zu werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Korrekturbetrag Ea' in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand unter der im Widerspruch zu der des ersten Ausführungsbeispiels stehenden Annahme berechnet, dass der wesentliche verringerte Ventilhubbetrag ungeachtet des Kraftmaschinenbetriebszustands konstant ist.
D. Ventiltriebsteuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
10A und 10B sind erläuternde Ansichten, die einen Korrekturbetrag Ea'' eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung wiedergeben. 10A zeigt jeden Wert der Korrekturbeträge Ea'', der in jeder Ventilöffnungszeitfläche berechnet wurde. 10B zeigt ein Beispiel des Kennfelds, das das Verhältnis zwischen der Ventilöffnungszeitfläche und der Kraftmaschinendrehzahl Ne wiedergibt.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist darin gleich wie das zweite Ausführungsbeispiel, dass eine Vielzahl von Werten des Korrekturbetrags Ea'' berechnet werden, wie dies in 10A gezeigt ist. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Ventilöffnungsfläche als die Betriebsbedingung verwendet, die sich von der des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet, bei dem die Kombination aus der Kraftmaschinendrehzahl Ne und dem Betätigungswinkel verwendet wird. Die Ventilöffnungszeitfläche wird als der Wert ausgedrückt, die durch Integrieren des Ventilhubbetrags über die Zeit erhalten wird. Sie wird auf Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne und des Betätigungswinkels unter Bezugnahme auf das Kennfeld berechnet.
11A und 11B sind erläuternde Ansichten, die die in dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Ventilöffnungszeitfläche wiedergeben. 11A zeigt das Verhältnis zwischen dem Ventilhubbetrag des Einlassventils 322 in dem variablen Ventilmechanismus 320 und dem Kurbelwinkel Φ. 11B zeigt das Verhältnis zwischen dem Ventilhubbetrag des Einlassventils 322 und der Zeit t. Die Zeit t als die x-Achse des Graphen aus 11B wird durch Konvertieren des Kurbelwinkels Φ als die x-Achse des Graphen aus 11A unter Verwendung der Kraftmaschinendrehzahl Ne erhalten. Die Ventilöffnungszeitfläche entspricht der Fläche, die durch die X-Achse und die den Ventilhubbetrag in 11B wiedergebende Kurve definiert ist.
In dem Mechanismus, in dem der Betätigungswinkel θ durch Ändern des Ventilhubbetrags geändert wird, werden die dynamischen Eigenschaften der Einlassluft ungeachtet der Kraftmaschinendrehzahl Ne oder des Betätigungswinkels θ gleichförmig. Dies ist dem Fachmann auf experimentelle Weise bekannt. Mit anderen Worten sind die dynamischen Eigenschaften der Einlassluft selbst dann im Wesentlichen gleichförmig, wenn die Kraftmaschinendrehzahl Ne oder der Betätigungswinkel θ geändert wird, solange die Ventilöffnungszeitfläche gleichförmig gehalten wird. Dies macht es möglich, die gleiche Korrektur durchzuführen. Der vorstehend erwähnte Mechanismus verwendet die Ventilöffnungszeitfläche als die Betriebsbedingung anstelle der Kombination aus der Kraftmaschinendrehzahl Ne und dem Betätigungswinkel θ.
Das dritte Ausführungsbeispiel verwendet einen einzigen Parameter, d. h., die Ventilöffnungszeitfläche anstelle von zwei Parametern, d. h., der Kraftmaschinendrehzahl Ne und dem Betätigungswinkel, um so den Korrekturwert Ea'' bei jeder Betriebsbedingung zu erhalten. Dies macht es möglich, die zeitraubende Berechnung des Korrekturwerts zu vereinfachen.
E. Kraftstoffzuführsteuersystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
12 ist ein Blockdiagramm eines Kraftstoffzuführsteuersystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Kraftstoffzuführsteuersystem dieses Ausführungsbeispiels zum Kompensieren der alterungsbedingten Charakteristikänderung des zu steuernden Gegenstands durch Korrigieren der Kraftstoffzuführmenge unterscheidet sich von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel zum Kompensieren der Charakteristikänderung durch Korrigieren des Betätigungswinkels des Ventils. Die Korrektur der Kraftstoffzuführmenge wird auf Grundlage des Konzepts eines Zylinderinnenluftladeverhältnisses durchgeführt. Das "Zylinderinnenluftladeverhältnis" gibt das Verhältnis aus der Menge von in die Brennkammer in einem einzelnen Verbrennungszyklus eingelassenen Luft zu der Verdrängung der Brennkammer.
Das Kraftstoffzuführsteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet einen Luftverringerungsverhältnisabschätzabschnitt 15b an Stelle des Ventiltriebmechanismusabschätzabschnitt 15 (siehe 3) oder des Einlass-/Auslasszustandsabschätzabschnitts 15a (siehe 8). Der Luftverringerungsverhältnisabschätzabschnitt 15b berechnet das Luftverringerungsverhältnis (A/B), das zum Kraftstoffzuführsteuerabschnitt 16 zu übermitteln ist.
Das Luftverringerungsverhältnis (A/B) wird erhalten, indem die erste Ladeeffizienz A durch die zweite Ladeeffizienz B geteilt wird. Die erste Ladeeffizienz gibt das Zylinderinnenluftladeverhältnis der Brennkammer in dem Benzinmotor 100 nach der altersbedingten Schwankung wieder. Die zweite Ladeeffizienz gibt das Zylinderinnenluftladeverhältnis der Brennkammer in dem Benzinmotor 100 vor der altersbedingten Schwankung wieder.
Das Luftverringerungsverhältnis (A/B) wird auf die nachstehende Art und Weise durch den Luftverringerungsverhältnisabschätzabschnitt 15b berechnet.

(1) Die wesentliche Verringerung in dem Ventilhubbetrag wird abgeschätzt. Auf Grundlage des abgeschätzten Ventilhubbetrag und des Messwerts des Luftmengenmessers 130 wird die erste Ladeeffizienz A (Ladeeffizienz nach Alterung) berechnet. Die wesentliche Verringerung in dem Ventilhubbetrag wird aus dem Einlassluftdruck Ps, der Einlassluftströmungsrate Ms, der von dem Einlass-/Auslassmechanismus 150 eingegebenen Einlasslufttemperatur Ts, dem von dem Stellgliedsensor 250 ausgegebenen mechanischen Betätigungsbetrag Δa und der Kraftmaschinendrehzahl Ne auf dieselbe Weise wie in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel abgeleitet.
(2) Die zweite Ladeeffizienz B (Ladeeffizienz vor Alterung) wird in Übereinstimmung mit dem Messwert des Luftmengenmessers 130 unter der Annahme berechnet, dass es keine wesentliche Verringerung des Ventilhubbetrags gibt.
(3) Das Luftverringerungsverhältnis (A/B) wird berechnet, indem die erste Ladeeffizienz durch die zweite Ladeeffizienz geteilt wird.

Das berechnete Luftverringerungsverhältnis (A/B) wird von dem Luftverringerungsverhältnisabschätzabschnitt 15b zu dem Kraftstoffzuführsteuerabschnitt 16 übermittelt, so dass die Kraftstoffzuführmenge in Übereinstimmung mit dem Luftverringerungsverhältnis (A/B) korrigiert wird. Dies macht es möglich, das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen Optimalwert zu bringen.
Es ist offensichtlich, dass die Erfindung auf eine solche Struktur angewendet werden kann, die eine altersbedingte Charakteristikänderung in dem zu steuernden Gegenstand nicht nur durch Korrektur des Betätigungswinkels des Ventils sondern auch durch die Korrektur der Kraftstoffzuführmenge kompensiert.
Dieses Ausführungsbeispiel schätzt den wesentlichen Verringerungswert des Ventilhubbetrags ab und berechnet die erste Ladeeffizienz in Übereinstimmung mit dem abgeschätzten Verringerungsbetrag. Jedoch kann es so aufgebaut sein, dass es die erste Ladeeffizienz in Antwort auf die Eingabe von dem Einlass-/Auslassmechanismus 150 oder dem Stellgliedsensor 250 direkt berechnet. Die vorstehend erwähnte Berechnung kann durchgeführt werden, indem das Kennfeld, das das Verhältnis zwischen dem Eingabewert von dem Einlass-/Auslassmechanismus 150 oder dem Stellgliedsensor 250 und von der ersten Ladeeffizienz wiedergibt, vorbereitet wird.
Die Brennkraftmaschine des vierten Ausführungsbeispiels ist mit den variablen Ventilmechanismen 320, 360 versehen. Jedoch ist die Erfindung auf die Brennkraftmaschinen anwendbar, die nicht mit den variablen Ventilmechanismen 320, 360 versehen sind. Es ist anzumerken, dass die Erfindung insbesondere dann eine beträchtliche Wirkung vorzeigt, wenn die Brennkraftmaschine mit den variablen Ventilmechanismen 320, 360 verwendet wird, da die altersbedingte Charakteristikänderung in der vorstehend erwähnten Kraftmaschinenbauweise dazu neigt, größer zu werden. Die vorstehend erwähnte Brennkraftmaschine ist dazu beabsichtigt, mit einem relativ kleinen Ventilhubbetrag betrieben zu werden. In der vorstehend erwähnten Betriebsweise ist es wahrscheinlich, dass die Ablagerungen an dem Ventil oder der Einlassöffnung der Brennkammer einen wesentlichen Einfluss auf die Zylinderinnenladeluftmenge ausüben.
F. Modifiziertes Beispiel
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenen Ausgestaltungen ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Erfindung folgendermaßen modifiziert werden.
F-1. In dem Ventileinstellmechanismus der jeweiligen Ausführungsbeispiele werden der Ventilhubbetrag und der Betätigungswinkel gleichzeitig geändert. Es ist aber auch ein solcher Aufbau möglich, bei dem nur eines aus dem Ventilhubbetrag und dem Betätigungswinkel einstellbar ist. Im Allgemeinen kann der in der Erfindung verwendete Ventileinstellmechanismus so aufgebaut sein, dass zumindest eines aus dem Ventilhubbetrag und dem Betätigungswinkel einstellbar ist.
F-2. Die jeweiligen Ausführungsbeispiele sind so aufgebaut, um die altersbedingten Charakteristikänderungen nach der Produktion des Einlass-/Auslassmechanismus der Brennkraftmaschine zu kompensieren. Sie können aber auch so aufgebaut sein, dass die Charakteristikänderungen in Folge von Abweichungen in den einzelnen Erzeugnissen unmittelbar nach der Produktion oder in Folge einer Instandsetzung kompensiert werden. Sie können auch so aufgebaut sein, dass die Charakteristikänderung nicht nur in dem Einlass-/Auslassmechanismus sondern auch in der Brennkraftmaschine als Gesamtheit abgeschätzt wird. Die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine entspricht dem Zustandsunterschied zwischen der Gruppe von Brennkraftmaschinen unter der Annahme, dass es keine Stück-für-Stückabweichung zwischen einem Idealkonzept und der tatsächlich zu steuernden Brennkraftmaschine gibt.
F-3. Die Erfindung ist nicht auf die mit dem variablen Einlass-/Auslassventilzeitgebungsmechanismus versehene Kraftmaschine beschränkt, sondern ist auf die Kraftmaschine anwendbar, bei der entweder die Einlassseite oder die Auslassseite lediglich mit dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus versehen ist oder auf die Kraftmaschine, die keinen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus hat. Die Kraftmaschine mit dem variablen Ventilzeitgebungsmechanismus kann bei einem relativ kleineren Betätigungswinkel betrieben werden und es ist wahrscheinlich, dass er altersbedingt beeinträchtigt wird. Daher wird die Erfindung insbesondere für die vorstehend erwähnte Kraftmaschinenbauweise effektiv.
Die Erfindung wird nicht nur auf die Kraftmaschine der Einlassöffnungseinspritzbauart sondern auch auf die Kraftmaschine der Zylinderdirekteinspritzungsbauart angewendet. Der Luftmengenmesser (Einlassluftströmungsratenerfassungseinheit) ist nicht auf den auf Wärme basierenden Luftmengenmesser beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Luftmengenmesser der Schaufelbauweise oder der Karman'schen Wirbelstrombauweise verwendet werden.
Ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Kraftstoffzuführmechanismus versehen ist, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen, hat einen Strömungsratensensor, der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, die eine Strömungsrate von in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft wiedergibt, einen Drucksensor, der einen Druck der in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingelassenen Luft erfasst, eine Charakteristikänderungsabschätzeinheit, die eine Charakteristikänderung der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der durch den Strömungsratensensor erfassten Einlassluftströmungsrate und der durch den Drucksensor erfassten Einlassluftdruck abschätzt, und eine Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit, die den Kraftstoffzuführmechanismus steuert. Die Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit steuert den Kraftstoffzuführmechanismus so, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.

Claims

Steuergerät, das eine Brennkraftmaschine (100) steuert, die einen Kraftstoffzuführmechanismus hat, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen, wobei das Steuergerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist: eine Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15), die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt; und eine Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit (16), die den Kraftstoffzuführmechanismus steuert, wobei die Kraftstoffzuführmechanismussteuereinheit den Kraftstoffzuführmechanismus so steuert, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.
Steuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Brennkraftmaschine (100) einen Ventileinstellmechanismus (320, 360) hat, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils (322, 362) einzustellen; und wobei das Steuergerät ferner eine Ventileinstellmechanismussteuereinheit aufweist, die den Ventileinstellmechanismus steuert.
Steuergerät, das eine Brennkraftmaschine (100) steuert, die einen Ventileinstellmechanismus (320, 360) hat, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils (322, 362) einzustellen, wobei das Steuergerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist: eine Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15a), die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt; eine Ventileinstellmechanismussteuereinheit (220), die den Ventileinstellmechanismus (320, 360) steuert, wobei die Ventileinstellmechanismussteuereinheit den Ventileinstellmechanismus so steuert, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung kompensiert wird.
Steuergerät gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit eine mechanische Charakteristikänderung in dem Ventileinstellmechanismus (320, 360) einschließlich einer Änderung in einem Betrag von zumindest einem aus dem Hubbetrag und dem Betätigungswinkel des Ventils abschätzt.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15a) eine Änderung in einer Einlassluftcharakteristik der Brennkraftmaschine (100) abschätzt.
Steuergerät gemäß Anspruch 5, wobei die Änderung in der Einlassluftcharakteristik eine aerodynamische Charakteristikänderung aufweist, die eine Änderung in einem Druckverlust an einem Weg beinhaltet, an dem Luft in die Brennkammer der Brennkraftmaschine (100) eingelassen wird.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15, 15a) eine Abschätzung durchführt, wenn sich die Brennkraftmaschine (100) in einem vorbestimmten Normalbetriebszustand befindet, in dem eine Last und eine Kraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine (100) für eine vorbestimmte Zeitspanne innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten werden.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Brennkraftmaschine (100) in der Lage ist, eine Spülsteuerung auszuführen, bei der der innerhalb eines Kraftstofftanks verdampfte Kraftstoff in die Einlassluft ausgelassen wird, und wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit die Abschätzung durchführt, wenn die Spülsteuerung nicht ausgeführt wird.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Brennkraftmaschine (100) in der Lage ist, eine Abgasrückführsteuerung auszuführen, unter der ein Abgas teilweise mit der Einlassluft gemischt wird, so dass es rückgeführt wird, und wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit die Abschätzung durchführt, wenn die Abgasrückführsteuerung nicht ausgeführt wird.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Ventileinstellmechanismussteuereinheit (220) in der Lage ist, einen Kalibrierungsbetrieb auszuführen, um so eine Referenzposition des Ventileinstellmechanismus zu bestätigen; und wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15a) die Abschätzung der Vollendung des Kalibrierungsbetriebs durchführt.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15, 15a) die Abschätzung in Übereinstimmung mit einer Kombination aus der Kraftmaschinendrehzahl (Ne) der Brennkraftmaschine (100) und einer Einstellposition (θ) des Ventileinstellmechanismus (320, 360) durchführt.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15, 15a) die Abschätzung bei jeder Ventilöffnungszeitfläche durchführt, die erhalten wird, indem der Hubbetrag des Ventils (322, 362) über die Zeit integriert wird.
Brennkraftmaschine (100), die mit einem Kraftstoffzuführmechanismus versehen ist, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 9, 11 oder 12 aufweist.
Brennkraftmaschine (100), die mit einem Ventileinstellmechanismus (320, 360) versehen ist, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 3 bis 12 aufweist.
Messgerät, das eine Menge von in einem Zylinder geladener Luft als eine Menge von in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft misst, wobei das Messgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist: eine Charakteristikänderungsabschätzeinheit (15b), die eine Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung abschätzt; und eine Zylinderinnenluftlademengenberechnungseinheit (10b), die in der Lage ist, eine Menge von in dem Zylinder geladener Luft zu korrigieren, um so die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer durch die Charakteristikänderungsabschätzeinheit durchgeführten Abschätzung zu kompensieren.
Steuerverfahren, das eine Brennkraftmaschine (100) steuert, die einen Kraftstoffzuführmechanismus hat, der in der Lage ist, eine Kraftstoffzuführmenge einzustellen, wobei das Steuerverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte aufweist: Abschätzen einer Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung; und Steuern des Kraftstoffzuführmechanismus, sodass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit der Abschätzung kompensiert wird.
Steuerverfahren, das eine Brennkraftmaschine (100) steuert, die einen Ventileinstellmechanismus (320, 360) hat, der in der Lage ist, zumindest eines aus einem Hubbetrag und einem Betätigungswinkel eines Ventils (322, 362) einzustellen, wobei das Steuerverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte aufweist: Abschätzen einer Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung; Steuern des Ventileinstellmechanismus so, dass die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit der Abschätzung kompensiert wird.
Messverfahren, das eine Menge von in einem Zylinder geladener Luft als eine Menge von in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft misst, wobei das Messverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die nachstehenden Schritte aufweist: Abschätzen einer Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Bedingung; und Korrigieren einer Menge von in den Zylinder geladener Luft, um so die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit der Abschätzung zu kompensieren.
Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 3, ferner mit einem aus einem Strömungsratensensor (130), der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, die eine Strömungsrate von in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft wiedergibt und aus einem Drucksensor (138) aufweist, der einen Einlassluftdruck erfasst, der einen Druck der in die Brennkammer der Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft wiedergibt, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit der durch den Strömungsratensensor (130) erfassten Einlassluftströmungsrate und dem durch den Drucksensor (138) erfassten Einlassluftdruck abschätzt.
Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 3, ferner mit: einem Strömungsratensensor (130), der eine Einlassluftströmungsrate erfasst, die eine Strömungsrate von in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft wiedergibt; und einem Drucksensor (138), der einen Einlassluftdruck erfasst, der einen Druck von in die Brennkammer der Brennkraftmaschine (100) eingelassenen Luft wiedergibt, wobei die Charakteristikänderungsabschätzeinheit die Charakteristikänderung in der Brennkraftmaschine (100) in Übereinstimmung mit der durch den Strömungsratensensor (130) erfassten Einlassluftströmungsrate und dem durch den Drucksensor (138) erfassten Einlassluftdruck abschätzt.