DE102005027473B4

DE102005027473B4 - Verfahren zum Bestimmen einer Ansaugrohrströmung in einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005027473B4
Application number: DE102005027473A
Authority: DE
Inventors: Byungho Columbus Lee; Jesse Michael Brighton Gwidt
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2025-06-15
Also published as: US7004156B2; US20060000461A1; DE102005027473A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines Ansaugrohr-Luftmassenstroms in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugsystem, einem Brennraum (31), der einen für eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffes eingerichteten Zylinder (30) umfasst, und einem Abgassystem, wobei der Motor für eine Verbrennung von stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen Luft-/Kraftstoffgemischen eingerichtet ist, wobei das Ansaugsystem eine Ansaugluftdrosselklappe (19) zum Drosseln eines Ansaugluftstromeinganges in einen Ansaugkrümmer (23) für eine Verteilung zu einem Ansaugrohr (25) mit einem Ansaugventil (26) zum Lenken eines Ansaugrohr-Luftstromausganges in den Brennraum (31) hinein aufweist, wobei der Brennraum (31) wirksam mit dem Abgassystem verbunden ist, für einen Abtransport eines Abgasluftstroms durch einen Abgaskanal (35) mit einem Abgasventil und einer Abgasrückführungs(AGR)-Leitung (43), die derart eingerichtet ist, dass sie einen Teil des Abgasluftstroms durch ein AGR-Ventil (41) als einen AGR-Luftstrom-Eingang in den Ansaugkrümmer (23) hinein zurückleitet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass:
ein Ansaugluftmassenstromeingang (ṁ_ai) des Ansaugluftstromeinganges in den Ansaugkrümmer (23) hinein bestimmt wird;
ein AGR-Luftmassenstromeingang (ṁ_egri) des...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Motorsteuerungen für Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Verfahren zum Bestimmen eines Ansaugrohrluftmassenstroms gemäß dem Oberbegriff im Anspruch 1. Im Speziellen betrifft die Erfindung die Modellierung einer Ansaugrohrströmung, wie sie in solchen Steuerungen verwendet wird. Noch spezieller ist die Erfindung eingerichtet, um eine Ansaugrohrströmung als eine Vielzahl einzelner Luftmassenströme zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Bestimmen eines Ansaugrohrluftmassenstroms gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der DE 199 00 729 A1 bekannt. Ferner beschreibt die WO 97/35106 A2 ein umfassendes Modell zur Bestimmung der in einem Motorzylinder einströmenden Luftmasse in Abhängigkeit von im Ausgangstrakt zu berücksichtigenden Parametern.
Kraftstoffdosierung, Abgasrückführung und Aktivkohlebehälterspülungs-Steuerung in einem Verbrennungsmotor erfordern eine genaue Dosierung der Geschwindigkeit, mit der Frischluft in die Motorzylinder hinein angesaugt wird. Der „Luftmassenstrom", wie er üblicherweise bezeichnet wird, muss bestimmt werden, damit das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis auf ein vorbestimmtes Verhältnis in Übereinstimmung mit gut bekannten Leistungs- und Emissionszielen gesteuert wird. Dies trifft zu, unabhängig davon, ob der Kraftstoff zu einzelnen Zylindern dosiert wird, wie z. B. bei der gut bekannten Einlasskanaleinspritzung oder einer Einzelpunkteinsprit zung, wobei die Erstgenannte noch strengere Anforderungen an die Genauigkeit und das Ansprechvermögen der Luftmassenstromschätzungen stellt. Im Allgemeinen war es wünschenswert, die Menge von dosiertem Kraftstoff derart zu steuern, dass ein stöchiometrisches Verhältnis von 14,6/1 Luft zu Kraftstoff erzielt wird. Dies geschah hauptsächlich auf Grund von Überlegungen hinsichtlich Emissionen in modernen Kraftfahrzeugen, die Drei-Wege-Katalysatoren verwenden, um unerwünschte Abgasbestandteile zu behandeln. Das stöchiometrische Luft-/Kraftstoff-Verhältnis resultiert in wenig oder keinem Sauerstoff in dem Abgas, das in dem Abgasrückführungs(AGR)-System im Kreislauf geführt wird. Somit ignorieren traditionelle Kanalströmungsmodelle im Allgemeinen den Beitrag von Sauerstoff in dem Abgas, das durch das AGR-System im Kreislauf geführt wird.
Fortschritte in der Motorsteuerungstechnologie und Abgasbehandlungstechnologie haben die Verwendung von Motoren mit magerer Verbrennung erhöht, die bei nicht-stöchiometrischen (z. B. höheren) Luft-/Kraftstoff-Verhältnissen arbeiten. In Motoren mit magerer Verbrennung ist die Menge von Sauerstoff in dem Abgas beträchtlich. Daher können traditionelle Kanalströmungsmodelle das effektive Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zylinder signifikant unkorrekt vorhersagen. Zum Beispiel kann, wenn die Ansaugkanal-Luftströmung 40% durch das AGR-System zurückgeleitet umfasst, die Verwendung eines mageren Luft-/Kraftstoff-Verbrennungsverhältnisses von 30/1 in einer ungenauen Kanalströmungsschätzung und Kraftstoffeingabe resultieren, was in einem tatsächlichen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis von 40/1 in einem Zylinder resultieren kann. Da Motoren mit magerer Verbrennung typischerweise eine noch genauere Steuerung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses erfordern als traditionelle Motoren, hat das Versagen traditioneller Kanalströmungsmodelle, den der AGR zugehörigen Luftmassenstrom genau vorherzusagen, einen beträchtlichen Einfluss auf die Leistung dieser Motoren.
Es ist daher wünschenswert bzw. die Aufgabe, ein Verfahren zum Bestimmen des Ansaugrohr-Luftmassenstromausganges zu erstellen, das geeignet für die Verwendung mit Verbrennungsmotoren mit magerer Verbrennung ist, und das derart ausgebildet ist, dass es den Ansaugrohr-Luftstromausgang zu dem Brennraum sowohl für stöchiometrische wie auch für nicht stöchiometrische Betriebszustände genau schätzt.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Ansaugrohr-Luftmassenströmung in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugsystem, einem Brennraum, der einen für eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffes eingerichteten Zylinder umfasst, und einem Abgassystem, wobei der Motor für eine Verbrennung von stöchiometrischen und nicht-stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Gemischen eingerichtet ist, wobei das Ansaugsystem eine Ansaugluftdrosselklappe zum Drosseln eines Ansaugluftstromeinganges in einen Ansaugkrümmer für eine Verteilung zu einem Ansaugrohr mit einem Ansaugventil zum Lenken eines Ansaugrohr-Luftstromausganges in den Brennraum hinein aufweist, wobei der Brennraum wirksam mit dem Abgassystem verbunden ist, für eine Entfernung bzw. einen Abtransport eines Abgasluftstroms durch einen Abgaskanal mit einem Abgasventil und einer Abgasrückführungs(AGR)-Leitung, die derart eingerichtet ist, dass sie einen Teil des Abgasluftstroms durch ein AGR-Ventil als einen AGR-Luftstromeingang in den Ansaugkrümmer hinein zurückleitet. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass: ein Ansaugluftmassenstromeingang des Ansaugluftstromeinganges in den Ansaugkrümmer hinein bestimmt wird; ein AGR-Luftmassenstromeingang des AGR-Luftstromeinganges in den Ansaugkrümmer hinein bestimmt wird; eine Vielzahl von Motorzustandsparametern in Bezug auf den Ansaugluftstrom und den AGR-Luftstrom in den Ansaugkrümmer hinein Luftstrom in den Ansaugkrümmer hinein bestimmt wird; und ein effektiver Ansaug-Luftmassenstromausgang des Ansaugluftstroms aus dem Ansaugkrümmer hinaus in das Ansaugrohr hinein unter Verwendung des Ansaugluftmassenstromeinganges, des AGR-Luftmassen-stromeinganges, der Motorzustandsparameter und eines Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors bestimmt wird. Der effektive Ansaugluftmassenstromausgang kann verwendet werden, um eine effektive Masse von Ansaugluft für jeden Zylinder zu bestimmen, was wiederum verwendet werden kann, um die Kraftstoffladung für jeden Zylinder zu bestimmen.
Das Verfahren kann auch verwendet werden, um den gesamten Gasstromausgang aus dem Ansaugkrümmer zu bestimmen, indem ein effektiver Ansaugluftmassenstromausgang und ein effektiver AGR-Luftstromausgang aus dem Ansaugkrümmer bestimmt werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dadurch von Vorteil, dass sie die Bestimmung des effektiven Ansaugluftstroms und der Kraftstoffdosierung des Motors mit Hilfe leicht verfügbarer Motorzustandparameter zulässt. Sie ist auch insofern von Vorteil, als sie eingerichtet ist, um eine genauere Schätzung der Luft zu bestimmen, die tatsächlich für eine Verbrennung unter Zuständen magerer Verbrennung verfügbar ist, als bisherige Verfahren und ist daher derart eingerichtet, dass sie den Kraftstoff, der benötigt wird, um ein befohlenes Luft-/Kraftstoff-Verhältnis unter solchen Bedingungen zu erzielen, genauer berechnet. Das Verfahren verbessert die Genauigkeit der Schätzung verbrennbarer Luft durch Berücksichtigung der aus dem AGR-Luftstrom verfügbaren verbrennbaren Luft, insbesondere unter Bedingungen magerer Verbrennung.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:
1 eine schematische Veranschaulichung eines Verbrennungsmotors, der für eine Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist;
2 eine schematische Veranschaulichung der Motorsteuerung, die für eine Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist;
3 ein Flussdiagramm, das die Schritte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 eine schematische Veranschaulichung der Luftmassenströme, die der Kanalströmungs-Schätzfunktion und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zugehörig sind;
5 ein Blockdiagramm der Kanalströmungs-Schätzfunktion und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
6 ein Blockdiagramm des Blocks 600 von 5;
7 ein Blockdiagramm des Blocks 500 von 5;
8 ein Blockdiagramm des Blocks 700 von 5;
9 ein Blockdiagramm des Blocks 800 von 5; und
10 ein Blockdiagramm des Blocks 650 von 5.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein herkömmliches Direkteinspritzverbrennungsmotor-System 10 veranschaulicht, auf dem eine Steuerung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der hierin beschriebenen Erfindung angewendet wird. Das Motorsystem ist netzförmig zu einem unabhängigen Netzwerk von Gasmassenströmen angelegt, die durch als F₁–F₁₆ gekennzeichnete Pfeile zwischen einem Netzwerk pneumatischer als N1–N7 bezeichneter Volumenknoten bezeichnet sind. Einlassluft bei Umgebungsdruck an dem Knoten N1 strömt als Strom F₁ durch einen Einlass 11 für Frischluft durch einen Luftfilter 13 und an dem Knoten N2 in einen Ansaugkanal 15 hinein. Die Einlass- oder Ansaugluft wird durch ein Drosselklappengehäuse 17 (als Strom F₃) gesaugt, in welchem ein Einlass- oder Ansaugluftventil 19 in der Form einer Drosselklappe drehbar angeordnet ist, deren Position manuell oder elektronisch durch ein Luft-Drosselklappenpositionssignal 89 gesteuert wird, um die Verengung für die Einlassluft, die durch das Drosselklappengehäuse und in den Ansaugkanal 21 zum Eingang in den Ansaugkrümmer 23 hinein an dem Knoten N3 strömt, zu variieren. Dieser Strom wird hierin als Ansaugluftstromeingang bezeichnet. In dieser Ausführung ist ein herkömmlicher Luftmassendurchflussmesser 18, der Ansaugluft entlang des Strömungsweges F₃ in dem Drosselklappengehäuse 17 ausgesetzt und formt ein Luftmassenstromausgangssignal MAF um. In dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Druckmessumformer 24 dem Gasdruck in dem Ansaugkrümmer 23 ausgesetzt, und wandelt solch einen Druck in ein Ausgangssignal MAP um.
Einzelne Zylinderansaugrohre (entsprechend der Anzahl von Zylindern des Motorsystems 10), ein Rohr 25 ist in 1 veranschaulicht, öffnen sich in den Ansaugkrümmer 23 und in den Brennraum der jeweiligen Motorzylinder hinein, wobei ein Brennraum 31 eines entsprechenden Zylinders 30 in 1 gezeigt ist. Jeder Zylinder, wie z. B. der Zylinder 30, umfasst einen Brennraum, wie z. B. den Brennraum 31, und ein Kurbelgehäuse, wie z. B. das Kurbelgehäuse 33, die durch einen Kolben wie z. B. den Kolben 34, der mit der Wand des Zylinders 30 im Wesentlichen dichtend in Eingriff steht, getrennt sind. Eine Quantität an Kraftstoff wird über eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzdüse 36 in Ansprechen auf ein darauf angelegtes Befehlsignal 87 zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum 31 eingespritzt, um ihn mit den Gasen aus dem Ansaugkrümmer 23 zu mischen, die frische Einlass- oder Ansaugluft aus dem Ansaugkanal und Abgas oder AGR-Gase wie z. B. Gase oder Gasströme, die hierin als Luft oder Luftströme bezeichnet werden, aus der AGR-Leitung umfassen, und die in und durch das Ansaugrohr und den Kanal 25 als Ausgangsstrom F₅ während eines Zylinderansaugereignisses gesaugt werden, während dessen ein Ansaugventil 26 in eine offene Position angetrieben wird, und während dessen in dem Brennraum 31 ein Niederdruckzustand vorliegt. Das Luft-/Kraftstoff-Gemisch wird während eines Verbrennungsereignisses, das von einem zeitgesteuerten Zündbogen, der über den voneinander beabstandeten Elektroden der sich in die Brennraum 31 hinein erstreckenden Zündkerze 32 angelegt wird, ausgelöst wird, in dem Brennraum 31 gezündet. Der Kolben 34 in dem Zylinder 30 wird unter dem effektiven Druck des Verbrennungsereignisses hin- und herbewegt, um die Fahrzeugräder, Nebenverbraucher, etc. anzutreiben, wie allgemein im Stand der Technik bekannt. Die in dem Verbrennungsvorgang in dem Brennraum 31 erzeugten Abgase werden während eines Zylinderausstoß-Ereignisses aus dem Brennraum 31 und durch das Abgasrohr 27 zu dem Abgaskrümmer 29 an dem Knoten N5 ausgestoßen. In dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Druckmessumformer 26 dem Gasdruck in dem Abgaskrümmer 29 ausgesetzt und wandelt solch einen Druck in ein Ausgangssignal EXP um. Die Abgase durchströmen den Abgaskrümmer 29 zu dem Abgaskanal 35, der zu einer Vorrichtung zur katalytischen Behandlung und zu einem Auspufftopf (im Allgemeinen als Element 37 veranschaulicht) und dann bei dem Druck des Knotens N1 in die Außenumgebung führt.
Unterdruck wird an dem Knoten N4 durch eine Leitung 49 einer geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftung (positive crankcase ventilation = PCV) mit einem Standard-PCV-Ventil 51 selektiv an dem Zylinderkurbelgehäuse 33 angelegt. Die PCV-Leitung ist zwischen dem Kurbelgehäuse 33 und dem Ansaugkanal 21 verbunden und baut den Unterdruck auf, um die Durchblasegase, die unter dem Druck des Verbrennungsvorganges aus dem Zylinderbrennraum 31 zu dem Kurbelgehäuse 33 geführt wurden, abzusau gen. Eine Zufuhr frischer Einlass-Ansaugluft von dem Knoten N2 ist über eine zwischen dem Ansaugkanal 15 und dem Kurbelgehäuse 33 verbundene Frischluftleitung 63 an das Kurbelgehäuse 33 bereitgestellt. Das PCV-Ventil saugt die Durchblasegase selektiv aus dem Kurbelgehäuse ab, zum Mischen mit Ansaugluft zum Verbrauch in den Motorzylindern, um Motorsystem-Schmiermittel zu reinigen.
Ein Teil der als Strom F₈ gezeigten Abgase, hierin als Abgasrückführungs-Luftstrom bezeichnet, wird an dem Knoten N5 aus dem Abgaskrümmer 29 durch eine Abgasrückführungs(AGR)-Leitung 43 und durch ein AGR-Ventil 41 gesaugt. Das AGR-Ventil kann von einem beliebigen geeigneten Typ sein wie z. B. vom elektronisch geregelten Typ, der auf ein AGR-Steuersignal an der Leitung 83 anspricht und weiter durch eine Leitung 45, wo es an dem Knoten N3 einen Eingang in den Ansaugkrümmer 23 hinein aufweist, zum Mischen mit Einlass- oder Ansaugluft zur Lieferung an die Brennräume der Motorzylinder. Dieser AGR-Luftstrom aus der Leitung 45 wird hierin als AGR-Luftstromeingang bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Positionssensor 40 eingerichtet, der die Position des AGR-Ventils in ein Ausgangssignal EGR_pos umwandelt. Der Zustand oder Modus des AGR-Ventils ist in Ansprechen auf allgemeine Betriebsbedingungen elektronisch gesteuert, wie im Stand der Technik allgemein bekannt, um die Verdünnung der frischen Ansaugluft mit im Wesentlichen inertem Abgas zu variieren, um für eine Änderung in der Motoremissionskomponente der Stickoxide (NOx) zu sorgen. Unter Bezugnahme auch auf 7 ist ein Motorsystem 10 eingerichtet, das unter Bedingungen magerer Verbrennung arbeitet, wobei das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis von dem stöchiometrischen Verhältnis von 14,6/1 auf Verhältnisse von bis zu etwa 40/1 erhöht wird, z. B. durch Techniken mit Schichtladungs-Kraftstoffdosierung und weitere gut bekannte Kraftstoffdosierungs-Techniken. In Verbindung mit einem Betrieb bei magerer Verbrennung wird zusätzlich zu Änderungen in der Zündverstellung, Kraftstoffzeitsteuerung und weiteren dem Motorbetrieb zugeordneten Variablen die AGR-Ventilposition vorzugsweise von einer Position oder Positionen, die einem stöchiometrischen oder homogenen Betrieb zugeordnet ist/sind, zu einer Position oder Positionen verändert, die einem Betrieb mit magerer Verbrennung oder einem geschichteten Betrieb zugeordnet ist/sind, um so die gewünschten Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse magerer Verbrennung weiter zu beeinflussen, wie hierin beschrieben.
Ein Teil der Einlassluft mit einem zugehörigen Strom F4 kann auch durch die Leitungen 59 und 61 mit einem herkömmlichen Leerlaufluft-Umleitventil 60 vom elektronisch geregelten Typ dazwischen geleitet werden, das auf ein Befehlsignal für Leerlaufluft (IAC) an der Leitung 81 anspricht, um die Verengung des Einlassluftventils 19 in dem Drosselklappengehäuse 17 unter bestimmten allgemein bekannten Regelungsbedingungen wie z. B. Leerlaufbetriebsbedingungen, in denen eine genaue Regelung relativ geringer Frischluft-Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich ist, zu umgehen. In dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Druckmessumformer dem Gasdruck in dem Leerlaufluft-Umleitventil ausgesetzt und formt solche Signale in ein Ausgangssignal IAC um.
Eine Bremskraftverstärkerleitung 47 eines beliebigen herkömmlichen Typs kann sich an dem Knoten N3 ebenfalls in den Ansaugkrümmer 23 hinein öffnen, um während einer Betätigung eines herkömmlichen Betriebsbremspedals eines Kraftfahrzeuges (nicht gezeigt) für einen geringeren Gasstrom F₁₆ zu sorgen, wie im Stand der Technik gut bekannt.
Fahrzeuge, die mit gut bekannten Tankentlüftungen ausgerüstet sind, können auch einen Gasstrom durch ein Spülventil 53 und Spülleitungen 55 und 57 in das Drosselklappengehäuse 17 hinein aufweisen, un terstromig gemäß der normalen Strömungsrichtung durch das Drosselklappengehäuse 17 des Einlassluftventils 19, mit der tatsächlichen effektiven Strömung in den Ansaugkrümmer an dem Knoten N3. Ein Aktivkohlebehälter 65 setzt allgemein Kraftstoffdämpfe frei, wenn Frischluft durch die Spül-Entlüftung 67 und die Spül-Entlüftungsleitungen 69 und 71 angesaugt wird. Der Kraftstofftank 75 kann auch Kraftstoffdämpfe freisetzen, die in dem Behälter 65 aufgenommen werden können, die dadurch freigesetzt werden können, oder die an dem Knoten N6 zusammen mit freigesetzten Kraftstoffdämpfen durch die Leitung 55 zum Verbrauch in dem beschriebenen Zylinderverbrennungs-Vorgang direkt in den Motor strömen können. Der Kraftstofftank 75 mit einer Kraftstoffversorgung an dem Knoten N7 darin kann eine Lecköffnung 76 aufweisen, durch die Frischluft in den Kraftstofftank eintreten kann. Ein herkömmlicher Druckmessumformer 78 ist in dem Kraftstofftank 75 angeordnet, um den Dampfdruck innerhalb des Tanks in ein Ausgangssignal FP umzuformen. Kraftstoffdampf strömt aus dem Kraftstofftank 75 durch eine herkömmliche Überschlagsöffnung 92 und über die Tank-Dampfrückgewinnungsleitung 73 zu dem Behälter 65.
Zwischen den oben beschriebenen Knoten sind Strömungswege angeordnet, umfassend den Strömungsweg F₁ über den Luftfilter 13 zwischen den Knoten N1 und N2, den Strömungsweg F₂ entlang der PCV-Frischluftleitung 63 zwischen den Knoten N2 und N4, den Strömungsweg F₃ durch das Drosselklappengehäuse 17 über das Einlassluftventil 19 von dem Knoten N2 zu dem Ansaugkanal 21, den Strömungsweg F₄ durch die Leerlaufluft-Umleitungsleitungen 59 und 61, den Strömungsweg F₅ durch das Ansaugrohr 25 zwischen dem Knoten N3 und dem Zylinderbrennraum 31, den Strömungsweg F₆ zwischen dem Brennraum und dem Kurbelgehäuse (Knoten N4) eines Motorzylinders 30, den Strömungsweg F₇ zur Außenumgebung an dem Knoten N1 durch die Vorrichtung zur katalytischen Behandlung und Auspufftopfelemente 37 und Abgaskanäle 35 und 39, den Strömungsweg F₈ durch die AGR-Leitungen 43 und 45 zwischen dem Knoten N5 und dem AGR-Ventil 41, den Strömungsweg F₉ durch die PCV-Leitung 49 zwischen dem Knoten N4 und dem Ansaugkanal 21 (effektiv an dem Knoten N3), den Strömungsweg F₁₀ durch die Leitung 55 zwischen dem Knoten N6 und dem Drosselklappengehäuse 17 (effektiv an dem Knoten N3), den Strömungsweg F₁₁ durch die Lecköffnung 76 in den Kraftstofftank 75 zwischen den Knoten N1 und N7, den Strömungsweg F₁₂ von dem Kraftstofftank 75 über die Überschlagsöffnung 92 und durch die Leitung 73 zwischen den Knoten N7 und N6, den Strömungsweg F₁₃ über die Spül-Entlüftung 67 in den Spülbehälter 65 zwischen den Knoten N1 und N6, den Kraftstoffverdunstungs-Strömungsweg F₁₅ innerhalb des Kraftstofftanks 75 und den Strömungsweg F₁₆ durch die Bremskraftverstärkerleitung 47 zwischen dem Bremssystem (nicht gezeigt) und dem Knoten N3.
Bezug nehmend auf 2 umfasst eine allgemeine Darstellung, die eine Motorsystemsteuerung und -diagnostik veranschaulicht, ein Motorsystem 210 wie z. B. das Motorsystem von 1 mit verschiedenen Motorzustandsparametern, die durch verschiedene herkömmliche Sensoren 212 in Signale umgeformt werden, die an eine Steuereinheit 214 angelegt werden, die eine Ansaugrohr-Luftströmungs-Schätzfunktion 216 umfasst, der einen Steueralgorithmus 218 aufweist, welcher eingerichtet ist, um ein Verfahren oder einen Vorgang mit einer Sequenz von Operationen oder Schritten zum Bestimmen des Ansaugrohr-Luftmassenstromausganges gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Der Ansaugrohr-Luftmassenstromausgang wird von der Ansaugrohr-Luftströmungs-Schätzfunktion 216 zusammen mit bestimmten von den Motorzustandsparametern an verschiedene Steuerungen 220 bereitgestellt, z. B. zum Steuern der Kraftstoffdosierung, des Einlassluftdurchsatzes, des AGR-Durchsatzes oder Luftmassenstroms und der verschiedenen Diagnoseope rationen 222 zur Diagnose bestimmter Motorsteuerungs-Systeme mit Hilfe der Druck- und Strömungsinformationen. Die Steuerungen 220 können Steuersignale ausgeben, um verschiedene Motorsystemsteuerungs-Betätigungsorgane 226 wie in 1 veranschaulicht, wie z. B. Kraftstoffeinspritzdüsen 36 mit Hilfe des Kraftstoffeinspritzungssignals 87, ein Ansaugluft-Drosselklappengehäuse 17 und die Position des Ansaugluftventils 19 unter Verwendung des Ansaugluftventilpositionssignals 89 ein IAC-Ventil 60 unter Verwendung des Luftregelventilsignals 81, ein AGR-Ventil 41 unter Verwendung des AGR-Ventilpositionssignals 83 etc. gemäß allgemein verfügbarer Steuerstrategien anzusteuern. Ferner können manuelle Bedienereingaben auf solche Betätigungsorgane aufgebracht werden, wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist. Die Diagnoseeinrichtungen 222 interagieren mit den Steuerungen gemäß Standard-Steuerungs- und -Diagnoseoperationen und können Diagnoseinformationen an die verschiedenen herkömmlichen Anzeigeeinrichtungen 224 wie z. B. Lampen oder Summer liefern. Die Steuereinheit 214 besitzt in dieser Ausführungsform die Form eines herkömmlichen Ein-Chip-Mikrocontrollers und umfasst solch herkömmliche Elemente wie eine Zentraleinheit, ein Eingabe-Ausgabe-Gerät und Speichermodule mit Direktzugriffs-RAM-Speichermodulen, Nurlese-ROM-Speichermodulen und weitere Standardelemente.
Unter Bezugnahme auf die 3–5 ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren 300 zum Bestimmen einer Ansaugrohr-Luftmassenströmung in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugsystem, einem Brennraum 31, der einen für eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffes eingerichteten Zylinder umfasst, und einem Abgassystem, wobei der Motor für eine Verbrennung von stöchiometrischen und nicht-stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Gemischen eingerichtet ist, wobei das Ansaugsystem eine Ansaugluftdrosselklappe 17 zum Drosseln eines Ansaugluftstromeinganges (F₃) in einen Ansaugkrümmer 23 für eine Verteilung zu einem Ansaugrohr 25 mit einem Ansaugventil 26 zum Lenken eines Ansaugrohr-Luftstromausganges in den Brennraum 31 hinein aufweist, wobei der Brennraum 31 wirksam mit dem Abgassystem verbunden ist, für eine Entfernung eines Abgasluftstroms (F₈) durch einen Abgaskanal mit einem Abgasventil und einer Abgasrückführungs(AGR)-Leitung 45, die derart eingerichtet ist, dass sie einen Teil des Abgasluftstroms durch ein AGR-Ventil 41 als einen AGR-Luftstromeingang in den Ansaugkrümmer hinein zurückleitet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Ansaugluftmassenstromeingang 402 des Ansaugluftstromeinganges in den Ansaugkrümmer 23 hinein bestimmt wird 310, wie in Block 400 gezeigt; ein AGR-Luftmassenstromeingang 518 des AGR-Luftstromeinganges in den Ansaugkrümmer 23 hinein bestimmt wird 320, wie in Block 500 gezeigt; eine Vielzahl von Motorzustandsparametern in Bezug auf den Ansaugluftstrom und den AGR-Luftstrom in den Ansaugkrümmer hinein bestimmt wird 330, wie in Block 600 gezeigt; und ein effektiver Ansaug-Luftmassen-stromausgang 710 des Ansaugluftstroms aus dem Ansaugkrümmer hinaus in das Ansaugrohr hinein unter Verwendung des Ansaugluftmassenstromeinganges 402, des AGR-Luftmassenstromeinganges 518, der Motorzustandsparameter und eines Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors 610 bestimmt wird 340.
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 werden die Schritte des der Ansaugrohrströmungs-Schätzfunktion 216 zugehörigen Verfahrens 300 vorzugsweise als eine Vielzahl von Schritten in einem Computersteuerungsalgorithmus 218, der zur Ausführung in einem Computer eingerichtet ist, und wie er in der Steuereinheit 214 zu finden ist, durchgeführt. Unter Bezugnahme auf die 4–5 kann das Verfahren 300 auch als ein Verfahren zur Kanalströmungsschätzung verstanden werden, das die primären Eingangsluftmassenstrombeiträge in den Ansaugkrümmer hinein verwendet, und zwar einen ersten Eingang, mit einem Ansaugluftmasseneingang 402 von Block 400 und einen zweiten Eingang mit einem AGR-Luftmasseneingang 518 von Block 500, um einen effektiven Ansaugluftmassenausgang 710 aus dem Ansaugrohr von Block 700 zu bestimmen. Der Ansaugluftmasseneingang 402 und der AGR-Luftmasseneingang 518 werden als separate Luftströme (wobei jeder die Wirkung des anderen berücksichtigt) innerhalb des Ansaugkrümmers in Verbindung mit der Schätzung behandelt, und werden unter Verwendung einer Vielzahl von Zustandsparametern von Block 600 in Bezug auf die Ansaugkrümmerdynamik einzeln für dynamische Zustandsbedingungen innerhalb des Ansaugkrümmers eingestellt, um einen effektiven Ansaugluftmassenstromausgang 710 aus dem Ansaugkrümmer von Block 700 und einen effektiven AGR-Luftmassenstromausgang 814 von Block 800 zu bestimmen. Da der Primärbeitrag der verfügbaren verbrennbaren Luft dem Ansaugluftmassenstromeingang 402 zugehörig ist und der AGR-Luftmassenstrom-eingang 518 im Allgemeinen nur unter Bedingungen magerer Verbrennung verbrennbare Luft zu dem Ansaugkrümmer beiträgt, wird der Ansaugluftmassenstromeingang 402 verwendet, um einen effektiven Ansaugluftmassenstromausgang 710 zu bestimmen, indem der Ansaugluftmassenstromausgang durch Hinzufügen eines Luft-/Kraftstoff-Einstellungs-terms, der repräsentativ für die aus dem AGR-Luftmassenstromeingang verfügbare verbrennbare Luft ist, eingestellt wird. Der Luft-/Kraftstoff-Einstellungsterm kann berechnet werden, indem der AGR-Luftmassen-stromeingang 518 durch einen empirisch bestimmten Luft-/Kraftstoff-Verhältnis-Einstellungsfaktor 610, welcher eine Funktion eines dem AGR-Luftmassenstromeingang 518 zugeordneten Befehls für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist, in Faktoren zerlegt wird. Der effektive Ansaugluftmassenstromausgang 710 kann durch Berechnung eines effektiven Ansaugluftmassenstromausganges 716 pro Zylinder zur Kraftstoffdosierung des Motors verwendet werden. Ein Befehl AF_com(0) für ein gewünschtes Luft-/Kraftstoff-Verhältnis und der effektive Luftmassenstromausgang pro Zy linder m_{eao_cyl}, können verwendet werden, um einen Befehl für eine gewünschte Masse von Kraftstoff und Kraftstoffdosierung pro Zylinder zu bestimmen.
Das Kanalströmungsschätzverfahren 300 der vorliegenden Erfindung beinhaltet mehrere Voraussetzungen. Erstens setzt das Verfahren 300 voraus, das die Gase innerhalb des Ansaugkrümmers dem idealen Gasgesetz gehorchen. Zweitens setzt das Verfahren 300 auch voraus, dass die Gase innerhalb des Ansaugkrümmers, umfassend den Ansaugluftmassenstromeingang 402 und den AGR-Luftmassenstromeingang 518, dem Daltonschen Gesetz gehorchen. Drittens setzt das Verfahren 300 voraus, dass der Ansaugluftmassenstromeingang 402 und der AGR-Luftmassenstromeingang 518 innerhalb des Ansaugkrümmers vollständig miteinander vermischt sind. Viertens setzt das Verfahren 300 voraus, dass die Temperatur und der Druck des Gasgemisches innerhalb des Ansaugkrümmers im Wesentlichen homogen sind.
Eine Ausführungsform der Schritte des Kanalströmungsschätzverfahrens 300 ist ebenso wie eine Anzahl von Gleichungen, die in Verbindung mit den Schritten des Verfahrens verwendet werden, unten stehend beschrieben. Die den hierin verwendeten Termen oder Ausdrücken zugeordnete Nomenklatur und deren Definitionen sind unten stehend bereitgestellt. Im Allgemeinen ist die in den Gleichungen verwendete Nomenklatur zuerst bereitgestellt, und die in den Figuren verwendete Nomenklatur als Zweites bereitgestellt. Wie hierin verwendet, ist die definierten Termen zugeordnete Nomenklatur im Allgemeinen kursiv geschrieben.

AF_com(–1): Ein Befehl für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, der einem vorhergehenden Verbrennungssteuerungszyklus zugeordnet ist und einem bestimmten AGR-Luftmasseneingang zugeordnet ist.
AF_com(0): Ein Befehl für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis, der einem gewünschten Luft-/Kraftstoff-Verhältnis für einen aktuellen Verbrennungssteuerungszyklus zugeordnet ist.
AF_stoich: Ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis von näherungsweise 14,6/1.
k:: Ein berechneter Wert, wobei
M_a:: Das Molekulargewicht von Luft.
M_egr:: Das Molekulargewicht von AGR-Gas.
m_am:: Die Masse von Ansaugluft innerhalb des Ansaugkrümmers.
m_{eao_cyl}, EMA_cyl:: Die effektive Masse von Ansaugluft aus dem Ansaugkrümmer hinaus und in einen Zylinder hinein.
m_{eegro_cyl}, EME_cyl:: Die effektive Masse von AGR-Gasen aus dem Ansaugkrümmer hinaus und in einen Zylinder hinein.
ṁ_ai, MAF:: Der effektive Massenstromdurchfluss von Ansaugluft in den Ansaugkrümmer hinein.
ṁ_am:: Der Massenstromdurchfluss von Ansaugluft innerhalb des Ansaugkrümmers.
ṁ_ao:: Der Massenstromdurchfluss von Ansaugluft aus dem Ansaugkrümmer hinaus und in das/die Ansaugrohr/-rohre hinein.
ṁ_eao, EMAF:: Der effektive Massenstromdurchfluss von Luft aus dem Ansaugkrümmer hinaus und in das/die Ansaugrohr/-rohre hinein.
ṁ_cyl:: Der Massenstromdurchsatz von Luft und AGR-Gas in den Zylinder hinein.
ṁ_egri, EGR:: Der Massenstromdurchsatz von AGR-Gas in den Ansaugkrümmer hinein.
ṁ_egto:: Der AGR-Massenstromdurchsatz von AGR-Gas aus dem Ansaugkrümmer hinaus.
ṁ_eegro, EEGR:: Der effektive Massenstromdurchsatz von AGR-Gas aus dem Ansaugkrümmer hinaus.
n:: Die Anzahl der Zylinder des Motors.
P_a:: Der Partialdruck der Ansaugluft aus dem Ansaugluftstromeingang in den Ansaugkrümmer.
P_egr:: Der Partialdruck von AGR-Gas aus dem AGR-Luftstromeingang in dem Ansaugkrümmer.
P_exh, EXP:: Der Abgaskrümmerdruck.
P_m, MAP:: Der Ansaugkrümmerdruck.
Ṗ_a, dP_a/dt:: Die Änderungsgeschwindigkeit von P_a als eine Funktion der Zeit.
Ṗ_m, dP_m/dt:: Die Änderungsgeschwindigkeit von P_m als eine Funktion der Zeit.
ρ_m: Die Dichte des Gasgemisches in dem Ansaugkrümmer, umfassend den Ansaugluftstromeingang und den AGR-Luftstromeingang.
R_a: Die allgemeine Gaskonstante, angepasst für das Molekulargewicht von Luft
R_e: Die allgemeine Gaskonstante, angepasst für das Molekulargewicht des Abgases mit dem AGR-Luftstrom
R_u: Die allgemeine Gaskonstante.
T_exh, EXT:: Die Temperatur der Abgase in der AGR-Leitung von dem Abgaskrümmer.
T_m, MAT:: Die Temperatur der Gase in dem Ansaugkrümmer, umfassend den Ansaugluftstromeingang und den AGR-Luftstromeingang.
Ṫ_m:: Die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur der Gase in dem Ansaugkrümmer, umfassend den Ansaugluftstromeingang und den AGR-Luftstromeingang.
V_d:: Der Zylinderhubvolumen.
V_m:: Das Ansaugkrümmervolumen.
ω_e:: Die Winkelgeschwindigkeit des Motors (rad/s).

Unter Bezugnahme auf die 1 sowie 3–5 umfasst das Verfahren 300 einen Schritt des Bestimmens 310 eines Ansaugluftmassenstromeinganges 402, ṁ_ai, des Ansaugluftmassenstromeinganges in den Ansaugkrümmer hinein und ist in den 4 und 5 als Block 400 veranschaulicht. Der Ansaugluftmassenstromeingang 402 in den Ansaugkrümmer hinein kann eine berechnete oder gemessene Quantität sein, ist aber vorzugsweise eine gemessene Quantität, die mit Hilfe eines herkömmlichen Luftmassendurchflussmessers wie z. B. der Luftmassendurchflussmesser 18, der eingerichtet ist, um ein Ausgangssignal MAF zu erzeugen, gemessen (siehe 1, 4 und 5).
Unter Bezugnahme auf die 1 sowie 3–5 ist das Bestimmen 320 eines AGR-Luftmassenstromeinganges 518, ṁ_egri in den Ansaugkrümmer 23 hinein in Verbindung mit Block 500 veranschaulicht. Der AGR-Luftmassenstromeingang 518 in den Ansaugkrümmer 23 hinein kann berechnet oder mit Hilfe eines herkömmlichen Luftmassendurchflussmessers gemessen werden, ist aber vorzugsweise eine berechnete Quantität. Um den AGR-Luftmassenstromeingang 518 zu berechnen, kann vorausgesetzt werden, dass das AGR-Ventil arbeitet wie andere Ventile mit einem komprimierbaren Fluid und er kann mit Hilfe der Gleichung für einen komprimierbaren Strom in Bezug auf ein Drosseln berechnet werden, die lautet:
wobei
für ein ideales Gas.
Die in Gleichung 1 dargelegte Beziehung beschreibt das Verhalten eines vollständig geöffneten Ventils mit einer Fläche A₀. Wie jedoch in den 1 und 7 veranschaulicht und hierin beschrieben, ist es wünschenswert, das AGR-Ventil in unterschiedlichen Modi entsprechend den Betriebsmodi des Motors 10 zu betreiben. Wenn daher der Motor 10 in einem Homogenmodus arbeitet, ist es wünschenswert, die AGR-Ventil-41-Position (über das AGR-Positionssignal 83) auf eine entsprechende Homogenmodusposition zu setzen, und wenn der Motor 10 in einem Schichtmodus arbeitet, ist es wünschenswert, die AGR-Ventilposition auf eine entsprechende Schichtmodusposition zu setzen. Typischerweise ist die AGR-Ventilposition, wenn der Motor 10 in einem Homogenmodus arbeitet, derart, dass die effektive Fläche des Ventils kleiner ist als wenn der Motor in einem Schichtmodus arbeitet. Die Dichte des durch das AGR-Ventil strömenden Abgases kann experimentell als eine Funktion von P_m und P_exh mit Hilfe der unten stehenden Gleichung 2 und bei konstant Halten von A₀, R_e, T_exh und Variieren des Verhältnisses des Abgaskrümmerdruckes P_exh zu dem Ansaugkrümmerdruck P_m bestimmt werden.
wobei
Dann kann Φ in den Steuerungsalgorithmus 218 als eine empirisch bestimmte Nachschlagtabelle aufgenommen werden, um die Dichte als eine Funktion von P_m und P_exh bereitzustellen, wie hierin beschrieben.
Sobald die Beziehung für Φ hergestellt ist, ist der ARG-Luftmassenstromeingang 518, ṁ_egri oder EGR zu dem Krümmer verfügbar, wenn das AGR-Ventil sich in der vollständig geöffneten Ventilposition mit einer Strömungswegfläche von A₀ befindet, was im Allgemeinen einem Betrieb des Motors 10 in dem Schichtmodus entspricht. Um eine Beziehung für den AGR-Luftmassenstromeingang 518 zu dem Krümmer 23 herzustellen, was ein teilweise offenes AGR-Ventil umfasst, kann Gleichung 1 verwendet werden, wobei ρ_e, R_e, T_exh konstant gehalten werden, und die AGR-Ventilöffnung experimentell variiert wird, um eine effektive Fläche als eine Funktion der AGR-Ventilposition gemäß der Beziehung zu bestimmen, die lautet: Aegr_eff = f(EGR_pos) (3)
Durch Substituieren in Gleichung 1 kann eine Gleichung für den AGR-Luftmassenstrom in den Krümmer hinein als eine Funktion von EGR_pos, P_m, P_e, und T_exh wie folgt bestimmt werden:
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 5 und 7 ist die Berechnung des AGR-Luftmassenstromeinganges 518, ṁ_egri, gemäß Gleichung 4 in Verbindung mit Block 500 des Kanalströmungs-Schätzfunktionsalgorithmus 218 veranschaulicht. Für jede/n Steuerungszyklus oder -schleife des Schätzfunktionsalgorithmus 218 werden zugehörige Werte von Motorzustandsparametern von A_{egr_eff}, P_m, P_exh und T_exh für diese Steuerungsschleife von dem Motor 10 als Signaleingänge EGR_pos, MAP, EXP und EXT erhalten. Eine ratiometrische Beziehung von P_m und P_exh wird bestimmt durch Anwenden der in Block 502 gezeigten mathematischen Operatoren und ein entsprechender Wert von Φ kann von der ratiometrischen Beziehung mit Hilfe der Nachschlagtabelle 504 bestimmt werden. Die möglichen Werte von EGR_pos oder A_{egr_eff} können als eine Nachschlagtabelle oder vorzugsweise als eine Vielzahl von Nachschlagtabellen wie z. B. die Nachschlagtabellen 506 und 508, die einem Schichtmodus bzw. einem homogenen Betriebsmodus des Motors 10 entsprechen, definiert sein. Die tatsächliche EGR_pos wird, wie in Block 512 gezeigt, aus einer der Vielzahl von Nachschlagtabellen wie z. B. die Nachschlagtabellen 506 oder 508 als eine Funktion des Betriebsmoduseinganges 510 des Motors 10, MODE, ausgewählt, sodass ein Signal, das kennzeichnend für ei nen Schichtmodusbetriebes des Motors 10 ist, die Auswahl von A_{egr_eff} aus der Nachschlagtabelle 506 bewirkt, und ein Signal, das kennzeichnend für einen homogenen Betriebsmodus des Motors 10 ist, die Auswahl von A_{egr_eff} aus der Nachschlagtabelle 508 bewirkt. Weitere Betriebsmodi des Motors 10 und zugehörige Nachschlagtabellen für EGR_pos und A_{egr_eff} können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung definiert werden. Der erfasste Wert von EXT wird mit dem Wert von M_e, der vorzugsweise ein gespeicherter oder Kalibrierwert ist, der mit Hilfe bekannter Verfahren dem Algorithmus 218 zugeordnet ist, multipliziert, und die Quadratwurzel ihres Produkts wird genommen wie in Block 514 veranschaulicht. Die mathematischen Operatoren des Blocks 516 werden auf die entsprechenden aus den Blöcken 504, 512 und 514 erhaltenen Werte angewendet, ebenso wie der erfasste Eingangswert von EXP und ein Wert des AGR-Luftmassenstromeinganges 518, ṁ_egri oder EGR für die Steuerungsschleife gemäß der die Gleichung 4 umfassenden Beziehung berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf die 1, 3, 5 und 6 umfasst das Verfahren 300 auch einen Schritt des Bestimmens 330 einer Vielzahl von Motorzustandsparametern, die mit dem Ansaugluftstromeingang und dem AGR-Luftstromeingang in den Ansaugkrümmer 23 in Beziehung stehen. Diese Parameter können verwendet werden, um den effektiven Ansaugluftmassenstromausgang, ṁ_eao, wie hierin beschrieben, zu berechnen. Dies ist in Verbindung mit Block 600 in den 4–6 veranschaulicht. In der veranschaulichten Ausführungsform umfaßt die zu bestimmende Vielzahl von Motorzustandsparametern eine Ansaugkrümmer-Lufttemperatur, T_m oder MAT, ein Ansaugkrümmer-Luftvolumen, V_m, einen Ansaugkrümmer-Luftdruck, P_m oder MAP, und einen Partialdruck des Ansaugluftstroms in den Ansaugkrümmer, P_a. Unter Bezugnahme auf Block 602 in 6 kann MAT mit Hilfe von ṁ_ai oder MAF aus MAP, EGR, IAT und EXT unter Verwendung der Zustandsgleichung für ideale Gase unter Voraussetzung einer vollständigen Mischung berechnet werden. Für ein gegebenes Fahrzeug ist V_m im Allgemeinen eine Konstante, die durch die Konstruktion des Ansaugkrümmers bestimmt ist, und kann in den Algorithmus 218 als ein gespeicherter oder Kalibrierwert innerhalb der Steuereinheit 214 aufgenommen sein. Der Ansaugkrümmer-Luftdruck, P_m oder MAP kann mit Hilfe eines Luftdrucksensors 24 gemessen werden, wie hierin beschrieben. Der Partialdruck des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer, P_a, kann wie hierin unten stehend beschrieben und in Verbindung mit Block 650 in den 4, 5 und 8 veranschaulicht beschrieben werden. Darüber hinaus können die Motorzustandsparameter beim Berechnen des effektiven Luftmassenausganges pro Zylinder, m_eao, die Motordrehzahl und die Anzahl der Zylinder des Motors wie auch eine dem Zwei- oder Viertaktbetrieb zugehörige Kalibrierung umfassen. Des Weiteren ist es, wenn der AGR-Luftmassenstromeingang 518, ṁ_egri, gemäß Gleichung 4 und Block 500 von 7 berechnet wird, wünschenswert, dass die Motorzustandsparameter auch A_{egr_eff}, P_exh und T_exh umfassen, wie hierin beschrieben. Der Wert von A_{egr_eff} kann empirisch bestimmt werden, wie hierin beschrieben. Die Werte von P_exh und T_exh können unter Verwendung des Drucksensors 46 bzw. des Temperatursensors 26 wie in 1 gezeigt berechnet werden.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 6 kann die Vielzahl von Motorzustandsparametern auch in Verbindung mit der Variablenvorbereitung in der Berechnung bestimmter Zwischenwerte, die in Verbindung mit dem Verfahren 300 verwendet werden, verwendet werden. Wie in Block 604 veranschaulicht, kann der Wert von Ṗ_m oder dP_m/dt mit Hilfe des Motordrehzahlsignals, RPM, und der Änderung in dem Krümmerdrucksignal, MAP, die während der in Frage kommenden Steuerungsschleife erfolgt, wie in Block 600 gezeigt, zusammen mit einem Eingang, der kennzeichnend für die Anzahl der Zylinder, n, in dem Motor 10 ist, berechnet werden. Die in Block 608 gezeigten mathematischen Operatoren werden auf diese Eingänge angewendet, um den Wert von Ṗ_m zu bestimmen, der in Verbindung mit der Berechnung des Partialdrucks von Luft in dem Ansaugkrümmer verwendet wird, wie hierin beschrieben. Ein Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktor, F_AF, kann ebenfalls als ein Zwischenwert gemäß der in Block 610 gezeigten Beziehung als eine Funktion von AF_com(–1) berechnet werden, wie hierin weiter im Detail beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 8 umfasst das Verfahren 300 auch einen Schritt des Bestimmens 340 eines effektiven Ansaugluftmassenstromausganges 710, ṁ_eao, des Ansaugluftstroms aus dem Ansaugkrümmer hinaus in das Ansaugrohr hinein unter Verwendung des Ansaugluftmassenstromeinganges 402, des AGR-Luftmassenstromeinganges 518 der Motorzustandsparameter und eines Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors 610.
Eine Beziehung, die für den Schritt des Bestimmens 340 des effektiven Ansaugluftmassenstromausganges 710 verwendet werden kann, kann aus dynamischen Gleichungen für den Ansaugkrümmer ausgehend von der Zustandgleichung für ideale Gase abgeleitet werden, die für die Masse von Luft in dem Ansaugkrümmer unter Anwendung des Daltonschen Gesetzes ausgedrückt werden kann als:
Die Gleichung 5 kann auch wie unten stehend gezeigt umgeformt werden:
Das Differenzieren der Gleichung 6 ergibt die unten stehend gezeigte Beziehung:
Der Massenstrom des Ansauglufteinganges innerhalb des Ansaugkrümmers kann unter Verwendung der folgenden Beziehung ausgedrückt werden: ṁam = ṁai – ṁao. (8)
Die Substitution von Gleichung 7 in Gleichung 8 ergibt das Folgende:
Anwender haben bestimmt, dass Ṫ_m im Wesentlichen null in Bezug auf das dem einem beliebigen Partikular ṁ_ai zugeordneten Luftstrom zugeordnete Zeitintervall ist, wodurch der Ausdruck in Gleichung 9 vereinfacht werden kann zu
Die Gleichung 10 ist der Ausdruck für den Ansaugluftmassenstromausgang, ṁ_ao, der Ansaugluft aus dem Ansaugkrümmer hinaus und verfügbar für eine Verteilung durch die Ansaugkanäle zu den Brennräumen der Zylinder.
Wenn dem Motor 10 ein Zustand magerer Verbrennung (d. h. ein Zustand geschichteter Verbrennung) befohlen ist, enthält ein Teil des AGR-Luftmassenstromeinganges, ṁ_egri, unverbrannten Sauerstoff. Um dem Motor entsprechend Kraftstoff zu dosieren, ist es wünschenswert, ṁ_ao derart einzustellen, dass der unverbrannte Sauerstoff, der in dem AGR-Luftmassenstrom verfügbar ist, zugefügt wird, um einen effektiven Ansaugluftmassenstromausgang 710, ṁ_eao, der Ansaugluft zu erhalten, der den aus dem AGR-Luftmassenstromeingang ṁ_egri verfügbaren Sauerstoff enthält. Der Teil von ṁ_eao, der für eine Verteilung zu jedem Zylinder verfügbar ist, kann dann berechnet werden, um eine effektive Masse von Ansaugluft pro Zylinder, m_eao-cyl, zu erhalten, die wiederum zur Kraftstoffdosierung der Zylinder verwendet werden kann, wie hierin weiter beschrieben.
Anwender haben empirisch bestimmt, dass der Massenstrom verfügbarer Luft (auf Grund von unverbranntem Sauerstoff), der dem AGR-Luftmassenstromeingang, ṁ_egri, zugehörig ist, insbesondere unter Motorbetriebsbedingungen magerer Verbrennung durch Anwenden eines empirisch abgeleiteten Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors 610, F_AF auf ṁ_egri 518 bestimmt werden kann. Der Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktor kann gemäß der Beziehung berechnet werden, die lautet:
für Werte von F_AF, wobei 1 > F_AF ≥ 0. Der Wert von AF_stoich beträgt typischerweise etwa 14,6, wie gut bekannt. Der Wert von AF_com(–1) wird vorzugsweise derart ausgewählt, dass er ein Befehl für ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist, das in der Zeit einem Verbrennungsereignis zugeordnet ist, welches einem bestimmten Teil oder Wert von ṁ_egri zugeordnet ist. Für Verbrennungsbedingungen magerer Verbrennung liegen die Werte der Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse, die AF_com(–1) zugeordnet sind, typischerweise im Bereich von etwa 14,6–40/1.
Sobald F_AF bestimmt wurde, wie in 6 veranschaulicht, kann der effektive Luftmassenstromeingang, ṁ_eao, der Ansaugluft berechnet werden, indem der AGR-Luftmassenstromeingang, ṁ_egri, aus Gleichung 4, in Faktoren zerlegt durch den Kraftstoff-/Luft-Einstellungsfaktor, F_AF, aus Gleichung 11, zu dem Ansaugluftmassenstromausgang von Gleichung 4 addiert wird, gemäß der Beziehung, die lautet:
Die effektive Masse der Ansaugluft, die an dem Ansaugrohr für jeden Zylinder verfügbar ist, m_{eao_cyl}, kann dann unter Berücksichtigung der Motordrehzahl N_e, der Anzahl der Zylinder n, und einer Konstante, die mit dem Motortyp (d. h. Zweitakt (60) oder Viertakt (120) in Beziehung steht, aus ṁ_eao gemäß der Beziehung berechnet werden, die lautet:
Unter Bezugnahme auf die 5 und 8 sind die Berechnung des effektiven Luftmassenstromausganges, ṁ_eao, gemäß der Gleichung 12 und der effektiven Masse von verfügbarer Luft pro Zylinder, m_eao als Block 700 des Kanalströmungs-Schätzfunktionsalgorithmus 218 veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf die 5 und 8 wird der Wert von MAF oder ṁ_ai 402 von Block 400 erhalten. Der Wert von dP_a/dt 658 wird von Block 650 erhalten, wie in den 5 und 10 veranschaulicht und hierin beschrieben. Der Wert von MAT wird von Block 602 erhalten, wie in 6 veranschaulicht. Eine Quantität V_m/R_a wird in Block 702 aus gespeicherten oder Kalibrierwerten, die V_m und Rain der Schätzfunktion 216 oder der Steuereinheit 214 zugeordnet sind, berechnet. Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 werden die Werte von EGR oder ṁ_egri 518 von Block 500 und F_AF von Block 610 in Übereinstimmung mit den in Block 704 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert. Die Werte von MAT, dP_a/dt 658 und die von Block 702 erhaltene Quantität werden in Übereinstimmung mit den in Block 706 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert. MAF, der Ausgang von Block 704 und der Ausgang von Block 706 werden in Übereinstimmung mit den in Block 708 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert. Der Ausgang von Block 708 ist der effektive Ansaugluftmassenstromausgang 710, m_eao aus dem Ansaugkrümmer. Der effektive Ansaugluftmassenstromausgang 710 wird mit einer Quantität, die in Block 712 als eine Funktion der Anzahl der Zylinder in dem Motor und der Motordrehzahl, RPM, berechnet wird, in Übereinstimmung mit den in Block 714 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert, um die effektive Masse des Ansaugluftausganges pro Zylinder 716, m_eao, zu bestimmen.
Ähnlich zu Gleichung 5 kann der Massenstrom von AGR-Gasen innerhalb des Ansaugkrümmers durch Anwenden des Daltonschen Gesetzes und der Zustandsgleichung idealer Gase wie folgt ausgedrückt werden:
Gleichung 14 kann dann auf die folgende Weise umgeformt werden:
Der Massenstrom von AGR-Gasen innerhalb des Ansaugkrümmers kann durch Differenzieren der Gleichung 15 wie folgt bestimmt werden:
Der Massenstrom von AGR-Gasen innerhalb des Ansaugkrümmers kann auch ausgedrückt werden als: ṁegrm = ṁegri – ṁegro (17)
Durch Substituieren von Gleichung 16 in Gleichung 17, wird die folgende Beziehung erhalten:
Wie oben stehend beschrieben haben Anwender bestimmt, dass Ṫ_m im Wesentlichen null in Bezug auf das dem einem beliebigen Partikular ṁ_egri zugeordneten Luftstrom zugeordnete Zeitintervall ist, wodurch der Ausdruck in Gleichung 18 vereinfacht werden kann zu:
Wie oben stehend beschrieben, enthält ein Teil des AGR-Luftmassenstromeinganges, ṁ_egri, wenn dem Motor 10 ein Zustand magerer Verbrennung (d. h. ein Zustand geschichteter Verbrennung) befohlen ist, unverbrannten Sauerstoff. Um dem Motor entsprechend Kraftstoff zu dosieren, ist eine derartige Einstellung wünschenswert, ṁ_ao derart einzustellen, dass der unverbrannte Sauerstoff, der in dem AGR-Luftmassenstrom verfügbar ist, zugefügt wird, um einen effektiven Ansaugluftmassenstromausgang 710, ṁ_eao, der Ansaugluft zu erhalten, der den aus dem AGR-Luftmassenstromeingang, ṁ_egri, verfügbaren Sauerstoff enthält. Um den effektiven AGR-Luftmassenstrom zu bestimmen, muss der Teil des AGR-Luftmassenstroms, der dem Ansaugluftmassenstrom zugefügt wurde, von dem AGR-Luftmassenstrom abgezogen werden. Der effektive AGR-Luftmassenstrom kann dann ausgedrückt werden als:
Die effektive Masse, m_{eegr_cyl}, des AGR-Gases, die an dem Ansaugrohr für jeden Zylinder verfügbar ist, kann dann unter Berücksichtigung der Motordrehzahl N_e und der Anzahl der Zylinder n und einer motordrehzahlbezogenen Umrechnungskonstante, die mit dem Motortyp (d. h. Zweitakt (60) oder Viertakt (120)) in Beziehung steht, gemäß der Beziehung berechnet werden, die lautet:
Unter Bezugnahme auf die 5 und 9 sind die Berechnung des effektiven AGR-Luftmassenstromausganges, ṁ_eegro, gemäß Gleichung 20 und die effektive Masse, m_{eegro_cyl}, von AGR-Gasen, die pro Zylinder verfügbar ist, gemäß Gleichung 21 als Block 800 des Kanalströmungsschätzfunktionsalgorithmus 218 veranschaulicht. Eine Quantität V_m/R_e wird in Block 702 aus in der Schätzfunktion oder der Steuereinheit 214 V_m und R_e zugeordneten gespeicherten oder Kalibrierwerten berechnet. Die Werte von dP_a/dt 658 dP_m/dt 608 werden in Übereinstimmung mit den mathematischen Operatoren von Block 804 kombiniert. Der Wert von MAT wird von Block 602 erhalten, wie in 6 veranschaulicht. Der Ausgang der Blöcke 702 und 704 und der Wert von MAP werden in Übereinstimmung mit den in Block 810 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert. Der Wert von F_AF von Block 610 wird in Übereinstimmung mit den mathematischen Operatoren von Block 806 von 1 subtrahiert. Der Wert von EGR oder ṁ_egri 518 von Block 500 wird in Übereinstimmung mit den in Block 808 dargelegten mathematischen Operatoren mit dem von Block 806 erhaltenen Wert kombiniert. Die Ausgänge der Blöcke 808 und 810 werden in Übereinstimmung mit den in Block 812 dargelegten mathematischen Operatoren kombiniert, um als einen Ausgang den effektiven AGR- Luftmassenstromausgang 814 aus dem Ansaugkrümmer zu erzeugen. Der effektive Luftmassenstromausgang 814, ṁ_eegro, wird mit einer in Block 816 als eine Funktion der Anzahl der Zylinder in dem Motor und der Motordrehzahl, RPM, in Übereinstimmung mit den in Block 818 dargelegten mathematischen Operatoren berechneten Quantität kombiniert, um die effektive Masse, m_{eegro_cyl}, von AGR-Gasausgang pro Zylinder 820 zu bestimmen.
Um die in den Gleichungen 12, 13, 20 und 21 dargelegten Ausdrücke zu verwenden, ist es notwendig, den Partialdruck der Ansaugluft in dem Ansaugkrümmer zu bestimmen. Ein Ausdruck für den Partialdruck der Luft kann auf die weiter unten beschriebene Art erhalten werden.
Die folgende Beziehung basiert auf der Voraussetzung einer direkten Vermischung:
Anwender haben bestimmt, dass für typische Abgase und Ansaugluft die Molekulargewichte annähernd gleich sind. Setzt man voraus, dass M_egr = M_a, und substituiert Gleichung 9 und Gleichung 18 in Gleichung 22, so ergibt sich der folgende Ausdruck:
Durch Umformen der Gleichung 23 erhält man den folgenden Ausdruck:
Durch Vereinfachen der Gleichung und Subtrahieren gleicher Terme erhält man die folgende Form:
Durch Umformen von Gleichung 25 erhält man den folgenden Ausdruck:
Die Gleichung 26 kann umgeformt werden, um die Dynamik zu beschreiben, die der Änderungsgeschwindigkeit des Partialdruckes des Ansaugluftstromeinganges innerhalb des Ansaugkrümmers zugehörig ist. Durch Substituieren von R_a für
erhält der Ausdruck die Form:
Unter Bezugnahme auf die 4, 5 und 10 ist die Berechnung der Ableitung des Partialdruckes der Ansaugluft in dem Ansaugkrümmer, der dem Ansauglufteingang zugehörig ist, in Block 650 des Integrators 218 veranschaulicht. Die Eingänge für diese Berechnung umfassen MAF, EGR, MAP, MAT, dP_m/dt, F_AF, die Quantität
und P_a. Unter Bezugnahme auf die 5 und 10 wird der Wert von MAF 402 von Block 400 erhalten, wie hierin beschrieben. Der Wert von EGR 519 wird von Block 500 erhalten, wie hierin beschrieben und in den 5 und 7 veranschaulicht. Der Wert von MAP kann wie hierin beschrieben und in den 5 und 6 veranschaulicht erhalten werden. Der Wert von MAT kann wie hierin beschrieben und in Block 602 von 6 veranschaulicht berechnet werden.
Der Wert von dP_m/dt oder Ṗ_m kann wie hierin beschrieben und in Block 604 von 6 veranschaulicht berechnet werden. Der Wert von F_AF kann wie hierin beschrieben und in Block 610 von 6 veranschaulicht berechnet werden. Der Wert der Quantität
kann als ein vorhergehender Schritt aus gespeicherten oder Kalibrierwerten von R_a und V_m berechnet werden, wie in Block 652 von 10 gezeigt. Die an Block 654 bereitgestellten Eingänge werden auf die Funktion angewendet, die zur Berechnung von dP_a/dt verwendet wird, wie in Block 656 veranschaulicht. Der Wert von dP_a/dt ist zur Verwendung in Verbindung mit den Schritten des Verfahrens 300 als Ausgang 658 verfügbar. Der Wert von dP_a/dt kann auch durch Anwenden eines Integrators wie in Block 660 gezeigt integriert werden, um einen Wert von P_a für jede Steuerungsschleife bereitzustellen, die der Berechnung von dP_a/dt zugeordnet ist. Dieser Wert von P_a ist auch über eine Rückkopplung als ein Eingang an Block 652 bereitgestellt. Die Werte von dP_a/dt werden an Block 700 für die Berechnung des effektiven Ansaugluftmassenstroms 710, ṁ_eoa oder EMAF und des effektiven Ansaug luftmassenausganges pro Zylinder 716, m_{eao_cyl} oder EMA_cyl, und an Block 800 zur Berechnung des effektiven AGR-Luftmassenstromausganges, ṁ_eegro oder EEGR, und des effektiven AGR-Gasmassenausganges pro Zylinder 820, EME_cyl, bereitgestellt, wie in 5 veranschaulicht und hierin beschrieben.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor, der für eine Verbrennung von stöchiometrischen und nicht-stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Gemischen eingerichtet ist, und der ein Ansaugsystem, einen Brennraum, der für eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffs eingerichtet ist, und ein Abgassystem umfasst. Der Ansaugkanal-Stromausgang umfasst einen Ansaugluftstromausgang und einen AGR-Luftstromausgang. Eine Ansaugrohr-Strömungsschätzfunktion bestimmt einen Ansaugrohr-Gasstromausgang von dem Ansaugluftmasseneingang des Ansaugluftstroms in den Ansaugkrümmer hinein und den AGR-Luftmassenstromeingang des AGR-Luftstroms des AGR-Luftstroms in den Ansaugkrümmer hinein unter Verwendung einer Vielzahl von Motorparametern und einem Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktor. Der Ansaugrohr-Gasstromausgang ist bestimmt als ein effektiver Ansaugluftstromausgang und ein effektiver AGR-Luftstromausgang. Der effektive Ansaugluftstromausgang zu dem Brennraum wird verwendet, um eine effektive Masse von Ansaugluftausgang pro Zylinder zu bestimmen. Die effektive Masse von Ansaugluftausgang pro Zylinder wird verwendet, um einen Kraftstoffeingang in den Brennraum hinein in Übereinstimmung mit einem befohlenen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis zu bestimmen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Ansaugrohr-Luftmassenstroms in einem Verbrennungsmotor mit einem Ansaugsystem, einem Brennraum (31), der einen für eine Direkteinspritzung eines Kraftstoffes eingerichteten Zylinder (30) umfasst, und einem Abgassystem, wobei der Motor für eine Verbrennung von stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen Luft-/Kraftstoffgemischen eingerichtet ist, wobei das Ansaugsystem eine Ansaugluftdrosselklappe (19) zum Drosseln eines Ansaugluftstromeinganges in einen Ansaugkrümmer (23) für eine Verteilung zu einem Ansaugrohr (25) mit einem Ansaugventil (26) zum Lenken eines Ansaugrohr-Luftstromausganges in den Brennraum (31) hinein aufweist, wobei der Brennraum (31) wirksam mit dem Abgassystem verbunden ist, für einen Abtransport eines Abgasluftstroms durch einen Abgaskanal (35) mit einem Abgasventil und einer Abgasrückführungs(AGR)-Leitung (43), die derart eingerichtet ist, dass sie einen Teil des Abgasluftstroms durch ein AGR-Ventil (41) als einen AGR-Luftstrom-Eingang in den Ansaugkrümmer (23) hinein zurückleitet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Ansaugluftmassenstromeingang (ṁ_ai) des Ansaugluftstromeinganges in den Ansaugkrümmer (23) hinein bestimmt wird; ein AGR-Luftmassenstromeingang (ṁ_egri) des AGR-Luftstromeinganges in den Ansaugkrümmer (23) hinein bestimmt wird; eine Vielzahl von Motorzustandsparametern, die mit dem Ansaugluftstrom und dem AGR-Luftstrom in den Ansaugkrümmer (23) hinein in Beziehung stehen, bestimmt wird; und dass ein effektiver Ansaugluftmassenstromausgang (ṁ_eao) des Ansaugluftstroms aus dem Ansaugkrümmer (23) hinaus in das Ansaugrohr (25) hinein unter Verwendung des Ansaugluftmassenstromeinganges, des AGR-Luftmassenstromeinganges, der Motorzustandsparameter und eines Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors (F_AF) bestimmt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktor als eine vorbestimmte Funktion eines vorgegebenen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses (AF_com(–1)) und eines stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses (AF_stoich) berechnet wird, und dass das vorgegebene Luft-/Kraftstoff-Verhältnis dem AGR-Luftmassenstromeingang zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorzustandsparameter eine Ansaugkrümmer-Lufttemperatur (T_m), ein Ansaugkrümmer-Luftvolumen (V_m), einen Ansaugkrümmer-Luftdruck (P_m) und einen Partialdruck des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer (P_a) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des effektiven Ansaugluftmassenstromausganges das Berechnen des effektiven Ansaugluftmassenstromausganges als eine vorbestimmte Funktion des Ansaugluftmassenstromeinganges, der Motorzustandparameter, einer Ableitung des Partialdruckes des Ansaugluftstroms (Ṗ_a) in dem Ansaugkrümmer und des Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des effektiven Ansaugluftmassenstromausganges als eine vorbestimmte Funktion des Ansaugluftmassenstromeinganges, der Motorzustandparameter, der Ableitung des Partialdruckes des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer (23) und des Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktors gemäß einer Beziehung erfolgt, die lautet:
wobei M_a das Molekulargewicht der Ansaugluft ist und R_u die allgemeine Gaskonstante ist
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-/Kraftstoff-Einstellungsfaktor gemäß einer Beziehung berechnet wird, die lautet:
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung des Partialdruckes des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer (23) als eine vorbestimmte Funktion des Ansaugluft massenstromeinganges, des AGR-Luftmassenstromeinganges, der Motorzustandsparameter und einer Änderungsgeschwindigkeit des Ansaugkrümmerdruckes berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorzustandsparameter ferner einen Abgaskrümmerdruck (P_exh), eine Abgaskrümmertemperatur (T_exh) und eine effektive AGR-Ventilfläche (A_{egr_eff}) umfassen, und das Bestimmen eines AGR-Luftmassenstromeinganges umfasst, dass der AGR-Luftstromeingang als eine vorbestimmte Funktion des Abgaskrümmerdruckes, der Abgaskrümmertemperatur, des Ansaugkrümmerdruckes und der effektiven AGR-Ventilfläche berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des AGR-Luftstromeinganges als eine vorbestimmte Funktion des Abgaskrümmerdruckes, der Abgaskrümmertemperatur und der effektiven AGR-Ventilfläche gemäß einer Beziehung erfolgt, die lautet:
wobei Φ eine vorbestimmte Funktion einer ratiometrischen Beziehung zwischen Ansaugkrümmerdruck und Abgaskrümmerdruck, die dem AGR-Ventil (41) zugeordnet sind, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner das Bestimmen einer effektiven Masse von Ansaugluft pro Zylinder (m_eao) aus dem effektiven Ansaugluftmassenstromausgang (ṁ_eao) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner das Bestimmen eines Kraftstoffeinganges zu dem Brennraum (31) in Ansprechen auf die effektive Masse von Ansaugluft pro Zylinder (30) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner das Bestimmen einer effektiven Masse von Ansaugluft pro Zylinder (m_eao) aus dem effektiven Ansaugluftmassenstromausgang (ṁ_eao) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die effektive Masse von Ansaugluft pro Zylinder (m_eao) gemäß einer Beziehung berechnet wird, die lautet:
wobei n die Anzahl von Zylindern des Motors ist und N_e die Motordrehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner das Bestimmen eines Kraftstoffeinganges zu dem Brennraum (31) in Ansprechen auf die effektive Masse von Ansaugluft pro Zylinder (30) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des Ansaugrohr-Luftmassenstromausganges ferner das Bestimmen eines effektiven Ansaugluftmassenstromausganges des Ansaugluftstroms aus dem Ansaugkrümmer hinaus in das Ansaugrohr hinein und das Bestimmen eines effektiven AGR-Luftmassenstromausganges des AGR-Luftstroms aus dem Ansaugkrümmer hinaus in das Ansaugrohr hinein umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen eines effektiven AGR-Luftmassenstromausganges des AGR-Luftstroms aus dem Ansaugkrümmer (23) hinaus in das Ansaugrohr (25) hinein durch Berechnen des effektiven AGR-Luftmassenstromausganges als eine vorbestimmte Funktion des AGR-Luftmassenstromeinganges, der Motorzustandsparameter, einer Änderungsgeschwindigkeit der Krümmertemperatur einer Ände rungsgeschwindigkeit des Partialdruckes des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer und einer Änderungsgeschwindigkeit des Ansaugkrümmerdruckes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des effektiven AGR-Luftmassenstromausganges als eine vorbestimmte Funktion des AGR-Luftmassenstromeinganges, der Motorzustandparameter, der Änderungsgeschwindigkeit der Krümmertemperatur, der Änderungsgeschwindigkeit des Partialdruckes des Ansaugluftstroms in dem Ansaugkrümmer (23) und der Änderungsgeschwindigkeit des Ansaugkrümmerdruckes gemäß einer Beziehung erfolgt, die lautet:
wobei R_u die allgemeine Gaskonstante ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Partialdruckes des Ansaugluftstroms in dem Ansaugluftkrümmer (23) als eine vorbestimmte Funktion des Ansaugluftmassenstromeinganges, des AGR-Luftmassenstrom-Einganges, der Motorzustandsparameter und einer Änderungsgeschwindigkeit des Ansaugkrümmerdruckes berechnet wird.