DE102007000830B4 - Engine control system - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschinensteuerungssystem miteiner Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung (31, 32) zum variablen Steuern einer Ventilzeit von wenigstens einem von einem Einlassventil (29) und einem Auslassventil (30) einer Brennkraftmaschine (11); undeiner Einlassluftsteuervorrichtung (33) zum Steuern einer Einlassluftmenge,wobeieine Steuereinheit (28) mit einer Übergangssteuereinrichtung (101-103, 105, 106) zum Steuern der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung vorgesehen ist, um eine Betriebszeit von dieser zur selben Zeit oder vorausgehend zu einer Betriebsänderung der Einlassluftsteuerungsvorrichtung zu ändern, wenn eine Drehmomentänderungsanforderung erzeugt wird, um eine Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine anzufordern, um dadurch eine Verbrennung der Brennkraftmaschine zu verbessern;die Einlassluftsteuervorrichtung (33) eine elektronische Drosselvorrichtung ist, die ein Drosselventil (16) der Brennkraftmaschine durch ein elektrisches Stellglied (15) steuert;die Steuereinheit (28) ferner eine Drosselsteuerungseinrichtung (107) zum Steuern der elektronischen Drosselvorrichtung, um eine Drosselposition mit einer Drosselverzögerungszeit (Td) bezüglich zu einer Änderung einer Beschleunigerposition zu ändern, und eine Ventilzeitsteuerungseinrichtung (104) zum Steuern der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung hat, sodass eine tatsächliche Ventilbetriebszeit mit einer Zielventilzeit übereinstimmt; unddie Übergangssteuereinrichtung (101-103, 105, 106) eine Lastschätzeinrichtung (101, 102) zum Schätzen einer Last basierend auf der Beschleunigerposition, wenn die Drehmomentänderungsanfrage als Reaktion auf eine Beschleunigerpositionsänderung erzeugt wird, eine Einstelleinrichtung (103) zum Einstellen einer Zielventilzeit basierend auf der durch die Lastschätzeinrichtung geschätzten Last und eine Synchronisierungseinrichtung (105, 106) zum Synchronisieren der tatsächlichen Ventilzeit, die sich mit der Zielventilzeit ändert, und der tatsächlichen Last hat, die sich mit der Drosselposition ändertdadurch gekennzeichnet, dassdie Synchronisierungseinrichtung (105, 106) eine Ventilzeitverzögerungszeit (Vd) steuert, welche von einer Zielventilzeitänderung zu einer tatsächlichen Ventilzeitänderung hin ist, um im Wesentlichen gleich zu einer Drosselverzögerungszeit zu sein, um dadurch die tatsächliche Ventilzeitänderung und die tatsächliche Laständerung zu synchronisieren, unddie Synchronisierungseinrichtung (105, 106) die Drosselverzögerungszeit variiert, um gleich zu der Ventilzeitverzögerungszeit zu sein.An engine control system comprising: a variable valve timing apparatus (31, 32) for variably controlling a valve timing of at least one of an intake valve (29) and an exhaust valve (30) of an internal combustion engine (11); andan intake air control device (33) for controlling an intake air amount, wherein a control unit (28) is provided with a transition control means (101-103, 105, 106) for controlling the variable valve timing device to have an operation time therefrom at the same time or in advance to an operation change the intake air control device (33) is an electronic throttle device that controls a throttle valve (16) of the internal combustion engine by an electric actuator (15); The control unit (28) further controls a throttle control means (107) for controlling the electronic throttle device to change a throttle position with a throttle delay time (Td) with respect to a change of an accelerator position and a valve timing controller (104) for controlling the variable valve timing apparatus such that an actual valve timing coincides with a target valve timing; andthe transient control means (101-103, 105, 106) includes load estimation means (101, 102) for estimating a load based on the accelerator position when the torque change request is generated in response to an accelerator position change, setting means (103) for setting a target valve time based on the accelerator position change load estimated by the load estimator and synchronization means (105, 106) for synchronizing the actual valve time, which varies with the target valve time, and the actual load, which varies with the throttle position, characterized in that the synchronizer (105, 106) has a valve time delay time ( Vd) which is from a target valve timing change to an actual valve timing change to be substantially equal to a throttle delay time thereby to synchronize the actual valve timing change and the actual load change , and the synchronizing means (105, 106) varies the throttle delay time to be equal to the valve timing delay time.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung, die eine Ventilbetriebszeit eines Einlassventils oder eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine variabel steuert.The present invention relates to an engine control system having a variable valve timing apparatus that variably controls a valve operating time of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine.
Eine derzeitige Brennkraftmaschine, die in einem Fahrzeug montiert ist, hat eine Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung, die eine Ventilzeit (Öffnungs- oder Schließbetätigungszeitpunkt) eines Einlassventils oder eines Auslassventils für eine Erhöhung einer Ausgangsleistung, einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs, einer Reduktion der Abgasemission und dergleichen variabel steuert.A current internal combustion engine mounted in a vehicle has a variable valve timing device that variably adjusts valve timing (opening or closing operation timing) of an intake valve or an exhaust valve for increasing output, reducing fuel consumption, reducing exhaust emission, and the like controls.
Beim Steuern der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung, wie sie in
Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung ist mit einer elektronischen Drosselvorrichtung kombiniert, die einen Drosselöffnungswinkel (Drosselposition) einer Brennkraftmaschine durch einen elektrischen Motor als Antwort auf eine Beschleunigerposition steuert. In solch einem System, wie in
Jedoch, falls die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung von einer hydraulisch betätigten Art ist, wird die tatsächliche Ventilzeit (gepunktete Linie) relativ zu der Zielventilzeit (durchgezogene Linie) hinausgezögert, d. h., relativ zu der Änderung der tatsächlichen Einlassluftmenge, die in Übereinstimmung mit der Drosselposition variiert. Diese Verzögerung wird durch eine Reaktionsverzögerung eines Hydraulikfluidzuführsystems für die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung verursacht. Folglich wird in der Übergangsbetriebszeit, in der die Beschleunigerposition schnell geändert wird, um das Brennkraftmaschinenausgangsmoment zu ändern, die Verbrennungsbedingung für einen Moment verschlechtert und eine unkomfortable, übermäßige Drehmomentänderung wird verursacht.However, if the variable valve timing device is of a hydraulically actuated type, the actual valve timing (dotted line) is delayed relative to the target valve time (solid line), i.e., the valve timing. h., relative to the change of the actual intake air amount that varies in accordance with the throttle position. This delay is caused by a response delay of a hydraulic fluid supply system for the variable valve timing device. As a result, in the transient operation time in which the accelerator position is rapidly changed to change the engine output torque, the combustion condition is deteriorated for a moment and an uncomfortable excessive torque change is caused.
Es wird deshalb vorgeschlagen, eine Änderung der Zielventilzeit zum Zeitpunkt einer schnellen Änderung in dem Brennkraftbetriebszustand zu begrenzen, sodass die Verzögerung der tatsächlichen Ventilzeit relativ zu der Zielventilzeit verringert wird. Da dieser Begrenzungsvorgang eine Änderung der Zielventilzeit reduziert, kann die Zielventilzeit nicht auf eine gewünschte Ventilzeit gesetzt werden, die am geeignetsten für den Brennkraftmaschinenbetriebszustand zu diesem Zeitpunkt ist.It is therefore proposed to limit a change in the target valve timing at the time of a rapid change in the engine operating condition, so that the delay of the actual valve timing relative to the target valve timing is reduced. Since this limiting operation reduces a change in the target valve timing, the target valve timing can not be set to a desired valve timing most appropriate for the engine operating condition at that time.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem vorzusehen, in welchem eine angemessene Zielventilzeit in Übereinstimmung mit einem Brennkraftmaschinenbetriebszustand eingestellt werden kann und ein Kraftstoffverbrauch verbessert wird, ohne eine schlechte Verbrennung in der Brennkraftmaschine aufgrund einer Reaktionsverzögerung zur Zeit eines Übergangszustands zu verursachen. It is therefore an object of the present invention to provide an engine control system in which an appropriate target valve timing can be adjusted in accordance with an engine operating condition and fuel consumption improved without causing poor combustion in the internal combustion engine due to a response delay at the time of transient condition.
Diese Aufgabe wird durch ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by an engine control system according to claim 1. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem eine Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung, eine Einlassluftsteuerungsvorrichtung und eine Steuerungseinheit auf. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung steuert variabel eine Ventilzeit von wenigstens einem von einem Einlassventil und einem Auslassventil einer Brennkraftmaschine. Die Einlassluftsteuerungsvorrichtung steuert eine Einlassluftmenge. Die Steuereinheit steuert die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung, um eine Betriebszeit von dieser zur gleichen Zeit zu ändern, oder vor einer Änderung des Betriebs der Einlassluftsteuerungsvorrichtung, wenn eine Drehmomentänderungsanforderung erzeugt wird, um eine Drehmomentänderung der Brennkraftmaschine anzufordern, um dadurch eine Verbrennung in der Brennkraftmaschine zu steigern.According to the present invention, an engine control system includes a variable valve timing apparatus, an intake air control apparatus, and a control unit. The variable valve timing apparatus variably controls a valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine. The intake air control device controls an intake air amount. The control unit controls the variable valve timing device to change an operation time thereof at the same time or before a change of the operation of the intake air control device when a torque change request is generated to request a torque change of the internal combustion engine, thereby to cause combustion in the internal combustion engine increase.
Die vorangehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher, die mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen gemacht wird. In den Zeichnungen sind:
-
1 ein schematisches Diagramm, das ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 ein Zeitdiagramm, das eine Übergangsventilzeit und einen Drosselsteuerungsbetrieb in der Ausführungsform zeigt; -
3 ein Flussdiagramm, das eine Übergangsventilzeit und ein Drosselsteuerungsprogramm zeigt, das in der Ausführungsform ausgeführt wird; und -
4 ein Zeitdiagramm, das einen Übergangsventilzeitsteuervorgang in einem System des Standes der Technik zeigt.
-
1 12 is a schematic diagram showing an engine control system having a variable valve timing apparatus according to an embodiment of the present invention; -
2 Fig. 10 is a time chart showing a transitional valve timing and a throttle control operation in the embodiment; -
3 FIG. 10 is a flowchart showing a transitional valve timing and throttle control program executed in the embodiment; FIG. and -
4 a timing chart showing a transition valve timing control in a system of the prior art.
Zuerst Bezug nehmend auf
Stromabwärts von dem Drosselventil
Die Brennkraftmaschine
Ein Abgassensor (Luftkraftstoffverhältnissensor oder Sauerstoffsensor) 24 ist in einem Abgasrohr
Auf dem Zylinderblock der Brennkraftmaschine
Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden in die elektronische Steuerungseinheit (ECU)
Wie in
Des Weiteren wird eine neue Zielventilzeit in Übereinstimmung mit der geschätzten Last, einer Brennkraftmaschinendrehzahl und dergleichen durch Bezugnehmen auf das Datenkennfeld der Zielventilzeit berechnet. Dieses Datenkennfeld der Zielventilzeit stellt entsprechend verschiedener Brennkraftbetriebszuständen optimale Ventilzeiten ein, die durch experimentelle Daten oder Entwurfsdaten bestimmt sind, und wird in dem ROM der ECU
Die Ventilzeitsteuerung wird ausgeführt, um die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung 31 zu steuern, sodass die tatsächliche Ventilzeit (Vorverstellwinkel des Ventilbetriebs), die durch die Ausgaben des Kurbelwellenwinkelsensors
Zum Zeitpunkt t2, welcher nach einer Drosselverzögerungszeit Td von einem Zeitpunkt t1 der schnellen Drehmomentänderungsanforderung aus ist, wird eine Zieldrosselöffnungswinkelposition (Drosselposition), wie durch eine durchgezogene Linie in
Da die Zielventilzeit basierend auf der geschätzten Last (geschätzte Einlassluftmenge oder geschätzter Einlassluftdruck) entsprechend der Beschleunigerposition und unabhängig von der Drosselposition eingestellt ist, wird die Zielventilzeit fast zur selben Zeit geändert, wie die Beschleunigerposition geändert wird. Folglich wird die Zielventilzeit vorausgehend zu der tatsächlichen Änderung der Drosselposition geändert, die sich mit einer Verzögerung von der Änderung der Beschleunigerposition aus ändert. Deshalb wird es möglich, die tatsächliche Ventilzeit, die sich mit einer Verzögerung von der Zielventilzeit ändert, wie durch eine gepunktete Linie in
In dieser Ausführungsform ist die Drosselverzögerungszeit Td von der Änderung der Beschleunigerposition bis hin zu der tatsächlichen Änderung der Drosselposition zum Zeitpunkt der Änderung der Beschleunigerposition fast die gleiche, wie die Verzögerungszeit Vd der Ventilzeit von der Änderung der Zielventilzeit (Änderung der Beschleunigerposition) bis hin zu der tatsächlichen Änderung der Ventilzeit. Daher ist die tatsächliche Ventilzeit bzw. Ventilsteuerzeit, die sich als Reaktion auf die Zielventilzeit ändert, im Wesentlichen auf die tatsächliche Last synchronisiert, die sich als Reaktion auf die tatsächliche Drosselposition ändert.In this embodiment, the throttle delay time Td from the change of the accelerator position to the actual change of the throttle position at the time of changing the accelerator position is almost the same as the delay time Vd of the valve timing from the change of the target valve time (change of the accelerator position) to the Actual change in valve time. Therefore, the actual valve timing, which changes in response to the target valve time, is substantially synchronized to the actual load, which changes in response to the actual throttle position.
Speziell die Drosselverzögerungszeit Td wird durch ein Verwenden eines Datenkennfeldes in Übereinstimmung mit wenigstens einer Größe von den Größen Kühlmitteltemperatur, Brennkraftmaschinentemperatur, Hydraulikfluidtemperatur der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung
Die Ventilzeitverzögerungszeit Vd ändert sich mit der Fluidtemperatur (Viskosität). Ferner, da eine Fluidpumpe (nicht gezeigt), die einen Fluiddruck liefert, durch die Brennkraftmaschine
Dadurch, durch ein im Wesentlichen Gleichmachen der Verzögerungszeit Td des Drosselbetriebs und der Verzögerungszeit Vd des variablen Ventilbetriebs, werden die tatsächliche Ventilzeit, die sich als Reaktion auf die Zielventilzeit ändert, und die tatsächliche Last, die sich als Reaktion auf die tatsächliche Drosselposition ändert, im Wesentlichen synchronisiert. Dadurch kann für eine erwünschtere oder vorteilhaftere Verbrennung zur im Wesentlichen gleichen Zeit wie die tatsächliche Last, die sich mit der tatsächlichen Drosselposition ändert, die tatsächliche Ventilzeit geändert werden. Folglich kann die Verschlechterung der Verbrennungssituation, die durch die Reaktionsverzögerung der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung
Die vorangehende Übergangszeitsteuerung wird ausgeführt durch ein Ausführen eines in
Wenn eine Ausführung dieses Steuerprogramms gestartet wird, wird zuerst in Schritt 101 geprüft, ob eine Beschleunigerposition geändert ist, um eine rasche Drehmomentänderung anzufordern. Falls keine Beschleunigerpositionsänderung gemacht ist, wird eine Ausführung dieses Programms beendet. Falls die Beschleunigerposition geändert ist, um die rasche Drehmomentänderung anzufordern, wird in Schritt
Dann wird in Schritt
In Schritt
Dann wird in Schritt
Dann wird in Schritt
Gemäß der vorangehenden Ausführungsform, wie in
Ferner ist es nicht notwendig, die Zeitverzögerung Vd der tatsächlichen Ventilzeit relativ zu der Zielventilzeit niederzuhalten. Folglich muss der Änderungsbetrag der Zielventilzeit nicht begrenzt werden. Des Weiteren kann die Zielventilzeit auf einen optimalen Wert gesetzt werden, sodass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.Further, it is not necessary to suppress the time delay Vd of the actual valve timing relative to the target valve time. Consequently, the amount of change of the target valve time need not be limited. Further, the target valve timing can be set to an optimum value, so that the fuel economy is improved.
Die Ventilzeitverzögerung Vd von der Änderung der Zielventilzeit hin zur Änderung der tatsächlichen Ventilzeit ändert sich mit dem Antriebszustand (Fluidtemperatur oder Fluiddruck) der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung
Außerdem wird die Last in Übereinstimmung mit der Beschleunigerposition und der Zielventilzeit geschätzt, wenn die Beschleunigerposition geändert wird, um die Drehmomentänderung anzufordern. Folglich kann die Last mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit der Beschleunigerposition und der Zielventilsteuerzeit geschätzt werden, bevor sich die Drosselposition und die tatsächliche Ventilzeit ändern.In addition, the load is estimated in accordance with the accelerator position and the target valve time when the accelerator position is changed to request the torque change. Consequently, the load can be estimated with high accuracy in accordance with the accelerator position and the target valve timing before the throttle position and the actual valve timing change.
In der vorangehenden Ausführungsform werden die tatsächliche Last und die tatsächliche Ventilzeit im Wesentlichen durch ein Steuern der tatsächlichen Drosselposition und der tatsächlichen Ventilzeit synchronisiert, um sich fast zur gleichen Zeit zu ändern. Jedoch, falls die Verzögerung der Änderung der tatsächlichen Last relativ zu der Änderung der tatsächlichen Drosselposition vergleichsweise groß ist, kann die Ventilzeit gesteuert werden, um sich vorausgehend zu der tatsächlichen Änderung der Drosselposition zu ändern, sodass sich die tatsächliche Last sich fast zur gleichen Zeit wie die tatsächliche Ventilzeit ändert. Ferner ist es möglich, die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitabstimmung
In einem Übergangszustand, in dem eine Beschleunigerposition geändert wird, um ein Brennkraftmaschinenausgangsmoment zu ändern, wird eine Brennkraftmaschinenlast in Übereinstimmung mit einer Beschleunigerposition geschätzt 102, und eine Zielventilzeit eines Einlassventils wird basierend auf der geschätzten Last eingestellt 103. Daher wird die Zielventilzeit vorausgehend zu der tatsächlichen Änderung der Drosselposition geändert 104, die sich mit einer Verzögerung relativ zu der Beschleunigerposition ändert. Eine Drosselverzögerungszeit Td von der Beschleunigerpositionsänderung hin zu der tatsächlichen Ventilzeitänderung wird im Wesentlichen gleich einer Verzögerungszeit Vd gemacht, die von der Zielventilzeitänderung hin zu der tatsächlichen Ventilzeitänderung ist. Folglich sind die tatsächliche Laständerung und die tatsächliche Ventilzeitänderung fast zueinander synchronisiert.In a transient state in which an accelerator position is changed to change an engine output torque, an engine load is estimated 102 in accordance with an accelerator position, and an intake valve target valve timing is set based on the estimated
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