DE102008003832B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102008003832B4
DE102008003832B4 DE102008003832A DE102008003832A DE102008003832B4 DE 102008003832 B4 DE102008003832 B4 DE 102008003832B4 DE 102008003832 A DE102008003832 A DE 102008003832A DE 102008003832 A DE102008003832 A DE 102008003832A DE 102008003832 B4 DE102008003832 B4 DE 102008003832B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve lift
pressure
intake manifold
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102008003832A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008003832A1 (de
Inventor
Matthias Delp
Jürgen DINGL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102008003832A priority Critical patent/DE102008003832B4/de
Priority to KR1020080137398A priority patent/KR101502309B1/ko
Priority to US12/350,465 priority patent/US7690350B2/en
Publication of DE102008003832A1 publication Critical patent/DE102008003832A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008003832B4 publication Critical patent/DE102008003832B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0226Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406Intake manifold pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • F02D2250/21Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub, welches die folgenden Schritte umfasst:
• Bestimmen des Druckes im Saugrohr bei aktuellem Ventilhub
• Vorausbestimmen des Druckes im Saugrohr nach einer Umschaltung des Ventilhubes
• Bestimmen eines Auswahlkriteriums für einen einzustellenden Ventilhub
• Einstellen des Ventilhubes, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, sofern das Auswahlkriterium nicht die Verwendung des Ventilhubes fordert, bei welchem sich der niedrigere Druck im Saugrohr einstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub. Solche Motoren mit zwei- oder mehrstufiger Ventilhubumschaltung können gegenüber Brennkraftmaschinen mit festem Ventilhub in einer größeren Zahl von Betriebszuständen nahezu entdrosselt betrieben werden. Diese Betriebsart hat einen bekanntermaßen guten Wirkungsgrad. Die Erfindung befasst sich insbesondere mit der Aufgabe, die Betriebspunkte zu bestimmen, an denen von einem in den anderen Ventilhub umgeschaltet werden soll.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine Brennkraftmaschine an unterschiedliche Betriebszustände anzupassen, indem eine zwei- oder mehrstufige Ventilhubumschaltung vorgesehen wird. Beispielsweise kann eine elektrohydraulische Ventilhubumschaltung realisiert werden, indem ein Verriegelungselement in einen Schaltschlepphebel mittels Öldruck gegen eine Feder betätigt wird. Entsprechend dem Aktivierungs- oder Deaktivierungszustand schaltet der Schlepphebel zwischen zwei verschiedenen Erhebungskurven der Nockenwelle. Zur Umschaltung wird ein im Ölkreislauf befindliches Magnetventil bestromt, das daraufhin öffnet. Der Öldruck baut sich auf und das Verriegelungselement bewegt sich gegen eine Feder, bis der Verriegelungsvorgang vollzogen ist. Wird das Magnetventil wieder geschlossen, baut sich der Öldruck über eine Leckölleitung ab und das Verriegelungselement gleitet durch Federkraft in seine Ausgangsposition zurück. Neben diesem beschriebenen zweistufigem System sind auch mehrstufige oder kontinuierlich arbeitende Ventilhubumstellungen gebräuchlich.
  • Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Betriebspunkte für den Wechsel von einem Sollwert des Ventilhubes zu einem anderen Sollwert in Kennfeldern abzulegen und entsprechend dem Betriebszustand des Motors zu schalten. Als Parameter für die Ansteuerung der Ventilhubumschaltung kommen gemäß dem Stand der Technik der Luftmassensollwert und die Motordrehzahl in Frage. Beispielsweise wird bei geringem Luftmassen-Sollwert ein kleiner Ventilhub ausgewählt und bei großem Luftmassen-Soll-Wert ein großer Ventilhub. Dazwischen wird eine möglichst momentenneutrale Umschaltung angestrebt.
  • Die JP 08170549 AA zeigt ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventiltrieb. Zur Verbesserung der Füllung eines Zylinders wird der Schließzeitpunkt eines Einlassventils aus den aktuell anliegenden Betriebszustand (Drosselklappenöffnungswinkel und Korbelwellenwinkel) berechnet. Dieser berechnete Wert wird anschließend mit einer Korrektur versehen, wobei der Korrekturwert so gewählt wird, dass der Maximalwert des Saugrohrdruckes minimiert wird.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optimiertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Umsetzung anzugeben, mit welchem die Betriebspunkte für den Wechsel des Ventilhubes zuverlässiger bestimmt werden können. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub anzugeben, durch welches Schadstoffemissionen vermindert und Kraftstoff eingespart werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub, bei welchem zunächst der herrschende Druck im Saugrohr bestimmt wird. Daraufhin wird im Motorsteuergerät der Druck im Saugrohr nach einer Umschaltung des Ventilhubes bestimmt. Daraufhin wird stets der Ventilhub eingestellt, bei welchesich der größere Druck im Saugrohr einstellt, sofern nicht ausnahmsweise ein Auswahlkriterium besteht, welches die Ver wendung desjenigen Ventilhubes fordert, bei welchem sich der niedrigere Druck im Saugrohr einstellt.
  • Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einer Vorrichtung zu Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub, welche eine Einrichtung zum Erfassen des Drehmomentes sowie des Druckes im Saugrohr aufweist, sowie Mittel zum Vorausberechnen des Druckes nach einer Umschaltung des Ventilhu bes, wobei Mittel zum Einstellen des Ventilhubes dafür vorgesehen sind, denjenigen Ventilhub einzustellen, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, sofern Mittel zu Vorausberechnen des Ventilhub-Sollwertes nicht die Verwendung des Ventilhubes fordern, bei welchem sich der niedrigere Druck einstellt.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich ein optimierter Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mehreren möglichen Schaltzuständen des Ventilhubes in besonders einfacher Weise einstellt, sofern statt dem Luftmassen-Sollwert der Druck im Saugrohr für die Entscheidung herangezogen wird, ob eine Ventilhubumschaltung erforderlich ist oder nicht. Dabei hat sich gezeigt, dass die Entscheidung einer Ventilhubumschaltung aufgrund des Saugrohrdruckes mit dem einfachen Kriterium auskommt, im Regelfall denjenigen Ventilhub zu wählen, bei welchem sich der höhere Saugrohrdruck einstellt. Nur in wenigen, ausgewählten Betriebszuständen, welche separat im Motorsteuergerät überwacht werden müssen, ist ausnahmsweise ein anderer Ventilhub zu wählen. Im Regelfall ist der Betriebszustand mit dem höchsten Saugrohrdruck derjenige Betriebszustand, bei welchem die Drosselklappe die größte Öffnung aufweist. Somit zeichnet sich der Betriebszustand mit dem höchsten Saugrohrdruck dadurch aus, dass die geringsten Drosselverluste auftreten.
  • Obgleich die Erfindung exemplarisch an einer zweistufigen Ventilhubumschaltung erläutert wird, wird der Fachmann das offenbarte Prinzip ohne weiteres auch auf mehrstufige oder variable Ventilhubumschaltungen anwenden können.
  • Die erfindungsgemäß notwendige Bestimmung des aktuellen Druckes im Saugrohr kann in besonders einfacher Weise durch einen Drucksensor im Ansaugtrakt erfolgen. Je nach Messort kann es dabei erforderlich werden, im Motorsteuergerät den gemessenen Druck zu einem tatsächlich am Einlassventil anliegenden Druck zu korrigieren. Hierzu kann der Messwert mit Korrektur werten verrechnet oder aus dem Messwert ein korrigierter Wert aus einem Kennfeld ausgelesen werden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Bestimmung des aktuellen Druckes jedoch auch mittelbar durch ein Kennfeld oder ein neuronales Netz oder durch Berechnung aus anderen Messgrößen möglich. Beispielsweise kann der aktuelle Druck im Saugrohr in Abhängigkeit der Drehzahl, der Luftmasse und der Temperatur in Fahrversuchen und/oder Prüfstandsversuchen ermittelt werden und dann im Betrieb der Brennkraftmaschine vom Steuergerät aus diesen Messgrößen ermittelt werden.
  • Um zu entscheiden, ob der Druck im Saugrohr bei der aktuell gewählten Einstellung des Ventilhubes oder bei einer anderen Einstellung des Ventilhubes höher liegt, muss der Saugrohrdruck bei der jeweils anderen Ventilhubeinstellung ermittelt werden. Bevorzugt, aber nicht zwingend, erfolgt diese Ermittlung entweder durch Berechnung, durch Auslesen aus einem Kennfeld oder mittels eines neuronalen Netzes. Alternativ kann das Motorsteuergerät auch probeweise die Umschaltung in den jeweils anderen Ventilhub veranlassen und den sich dadurch einstellenden Saugrohrdruck durch Messung bestimmen. Sofern es sich dabei um einen höheren Saugrohrdruck handelt, unterbleibt die Umschaltung zurück zum ursprünglich gewählten Ventilhub. Im Falle eines niedrigeren Saugrohrdruckes wird nach einigen Motortakten eine Rückumschaltung initiiert.
  • Die Bestimmung des Druckes im Saugrohr für zwei Ventilhübe kann in einer Weiterbildung der Erfindung nicht nur für den aktuellen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erfolgen, sondern auch für einen zukünftig anliegenden Betriebspunkt, wenn dieser sich in absehbarer Zeit einstellt oder mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit einstellen könnte, beispielsweise durch einen bereits erfassten Fahrerwunsch.
  • Um die Umschaltung in einen im Einzelfall unzutreffenden Ventilhub zu vermeiden, wird weiterhin ein Auswahlkriterium bestimmt, welches eine solche Umschaltung in ausgewählten Be triebszuständen vermeidet, selbst wenn damit eine an sich vorteilhafte Erhöhung des Saugrohrdruckes verbunden wäre. Solche Betriebspunkte können beispielsweise im Motorsteuergerät abgelegt sein. Beispielsweise liegt ein solcher Betriebszustand an, wenn die aktuell erforderliche Drehmomentabgabe bei dem Ventilhub, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, nicht erreicht werden kann. In diesem Fall muss eine Umschaltung unterbleiben, um keinen Einbruch des Drehmomentes zu provozieren.
  • Weiterhin muss eine Umschaltung auch dann unterbleiben, wenn ein erfasster Fahrerwunsch erwarten lässt, dass eine Umsetzung der zukünftig möglicherweise erforderlichen Drehmomentabgabe mit dem Ventilhub, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, nicht realisieren lässt. Das Motorsteuerungsgerät enthält hierfür bevorzugt Vorausberechnungsmittel, um eine zukünftig erforderlich werdende Drehmomentabgabe mit möglichst hoher Genauigkeit zu schätzen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung werden auch Betriebszustände vermieden, aus welchen eine Umschaltung ohne Änderung des abgegebenen Drehmomentes nicht mehr möglich ist. Beispielsweise kann dies ein Betriebpunkt im oberen Teillastbereich sein, welcher mit niedrigem Ventilhub noch darstellbar ist, bei welchem aber aufgrund des großen Luftmassenunterschieds zu einem drehzahl- und momentengleichen Betriebspunkt mit hohem Ventilhub keine momentenneutrale Umschaltung mehr möglich ist. Das Anfahren einer solchen Sackgasse wird durch die bevorzugte Weiterbildung zuverlässig verhindert.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, einen Inselpunkt, bei welchem sich die bevorzugte Druckerhöhung nur in einem schmalen Drehzahlbereich einstellt, von einer Umschaltung auszusparen und so die Anzahl der Umschaltprozesse zu minimieren.
  • Völlig überraschend hat sich gezeigt, dass entgegen den bisher verwendeten Steuerverfahren auch im unteren Teillastbe reich, bei vergleichsweise niedrigen Drehmomenten, der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen gesenkt werden können, wenn die Brennkraftmaschine mit großem Ventilhub und Entdrosselung betrieben wird. Aufgrund der bei niedriger Drehzahl geringen angesaugten Luftmasse, stellt sich dann wieder ein höherer Saugrohrdruck ein, als bei gleichem Betriebspunkt bei kleinem Ventilhub. Unter einem Betriebspunkt mit niedriger Drehmomentabgabe wird dabei ein Betriebspunkt verstanden, bei welchem etwa 5% bis etwa 40%, insbesondere etwa 10% bis etwa 30% des maximalen Drehmomentes bereitgestellt werden.
  • Die Entscheidung, ob eine Ventilhubumschaltung erforderlich ist oder nicht, kann vom Motorsteuergerät beispielsweise in vorgebbaren Zeitintervallen getroffen werden. Insbesondere kann ein solches Zeitintervall etwa 5 ms bis etwa 100 ms betragen. Das Zeitintervall kann dabei fest gewählt werden oder aber dynamisch an die Betriebsbedingungen, beispielsweise die Drehzahl, angepasst werden. Ein solches drehzahlabhängiges Zeitintervall kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Saugrohrdruck alle n Kurbelumdrehungen bestimmt wird. Für die Wahl der Zahl n wird der Fachmann insbesondere einen Wert aus dem Intervall von etwa 2 bis etwa 100 in Betracht ziehen.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann der aktuelle Druck im Saugrohr und der sich in einer Ventilhubumschaltung ergebenden Druck im Saugrohr auch ereignisgesteuert bestimmt werden. Das Ereignis, an welchem der bisher eingestellte Ventilhub einer Überprüfung unterzogen wird, kann beispielsweise eine Änderung des Fahrerwunsches und/oder eine Änderung der Fahrstufe und/oder ein Schaltzustand eines Verbrauchers und/oder die Erkennung von Radschlupf. Selbstverständlich ist diese Aufzählung nicht abschließend. In Frage kommt vielmehr jedes Ereignis, welches Einfluss auf die Drehmomentabgabe oder den Drehmomentsollwert der Brennkraftmaschine hat. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eignet sich insbesondere für Brennkraftmaschinen, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut sind. Daneben kommt auch die Verwendung in Booten oder Kleinflugzeugen in Betracht. Die Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung in Verbindung mit einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
  • 1 und 2 zeigen den Zusammenhang zwischen der angesaugten Luftmasse und der Motordrehzahl für zwei verschiedene Einstellungen des Ventilhubes.
  • In 1 ist in Fettdruck der jenige Ventilhub eingetragen, welcher sich bei der Ventilhubsteuerung nach der angesaugten Luftmasse ergibt.
  • In 2 ist in Fettdruck diejenige Einstellung des Ventilhubes hervorgehoben, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewählt wird.
  • 1 zeigt die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmasse auf der Hochachse gegen die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die maximal mögliche Ansaugluftmasse ändert sich aufgrund des eingestellten Ventilhubes. Die erste, flacher verlaufende Gerade, welche mit „LOW” bezeichnet ist, stellt dabei das Schluckverhalten für eine Einstellung mit niedrigem Ventilhub dar. Die zweite, steiler verlaufende Gerade, welche mit „Std” bezeichnet ist, stellt das Schluckverhalten für eine Einstellung mit größerem Ventilhub dar.
  • Gemäß dem Stand der Technik wird die größere Einstellung des Ventilhubes stets dann verwendet, wenn der Brennkraftmaschine im oberen Lastbereich eine große Luftmasse zugeführt werden muss. Ausgehend von der Maximaldrehzahl findet eine Leistungsbegrenzung der Brennkraftmaschine dadurch statt, dass mittels einer Drosselklappe der Druck im Saugrohr gesenkt wird. Aufgrund des niedrigeren Saugrohrdruckes gelangt bei gleichem Öffnungshub des Einlassventils eine geringere Luftmasse in den Zylinder. Um das ideale, stöchiometrische Kraftstoff/Luftverhältnis beizubehalten, wird zusammen mit der angesaugten Luftmasse auch die eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert.
  • Bei einer weiteren Reduktion von Drehzahl und Drehmoment erfolgt an einer vorgebbaren, im Motorsteuergerät gespeicherten Schwelle n3 die Umschaltung auf einen kleineren Ventilhub. Um die angesaugte Luftmasse konstant zu halten, wird gleichzeitig die Drosselklappe wieder geöffnet. Diese Öffnung bewirkt einen Druckanstieg im Saugrohr. Dadurch reduzieren sich die Drosselverluste. Weiterhin wird die Einströmgeschwindigkeit der angesaugten Luft am Einlassventil erhöht. Die dadurch entstehende Turbulenz verbessert die Durchmischung des Kraftstoff/Luftgemisches und damit die Verbrennung.
  • Ausgehend von der Schaltdrehzahl n3 kann nun die Drehzahl und das Drehmoment weiter verringert werden, indem die Drosselklappe sukzessive geschlossen und die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend reduziert wird. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine bis zur Leerlaufdrehzahl gedrosselt werden.
  • 2 zeigt hervorgehoben denjenigen Ventilhub, welcher sich aufgrund des erfindungsgemäßen Auswahlkriteriums des Saugrohrdruckes einstellt. Ausgehend von der höchsten Leistung und der höchsten Drehzahl der Brennkraftmaschine muss wiederum der größtmögliche zur Verfügung stehende Ventilhub gewählt werden. Bis zum ersten Schaltpunkt n3 wird die Leistung und das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Drosselung der Luftzufuhr reduziert.
  • Bei Schaltpunkt n3 ist ein Betriebszustand erreicht, welcher sowohl mit großem als auch mit kleinem Ventilhub realisiert werden kann. Daher können die Betriebszustände zwischen den Schaltpunkten n1 und n3 zur momentenneutralen Umschaltung des Ventilhubes genutzt werden. Zur Auswahl des jeweils anzuwendenden Ventilhubes wird das Kriterium herangezogen, das die Brennkraftmaschine möglichst entdrosselt zu betreiben ist. Eine geöffnete Drosselklappe äußert sich in einem höheren Saugrohrdruck, als er sich bei geschlossener Drosselklappe einstellt.
  • Daher schaltet das Motorsteuergerät im Bereich zwischen den Schaltpunkten n1 und n3 dynamisch zwischen beiden Ventilhubstellungen, sodass sich jeweils der höhere Saugrohrdruck ergibt. Dadurch befindet sich die Brennkraftmaschine zwischen den Schaltpunkten n1 und n3 stets im optimalen Wirkungsgradbereich.
  • Insbesondere wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auch zwischen den Schaltpunkten n1 und n2, bei welchen gemäß dem Stand der Technik niemals eine Umschaltung auf den größeren Ventilhub erfolgte, fallweise auf den größeren Ventilhub umzuschalten. Betrachtet man die Brennkraftmaschine als Vakuumpumpe, welche das Volumen des Ansaugrohres evakuiert, so nimmt die Saugleistung dieser Pumpe mit fallender Drehzahl ab. Völlig überraschend hat sich gezeigt, dass bei einem Betriebspunkt unterhalb des Schnittpunktes n2 der Schlucklinien das Saugvermögen stark abfällt und aufgrund dessen der Saugrohrdruck, welcher mit zunehmender Drosselung sinkt, wieder ansteigt. Somit ist es möglich, im Intervall zwischen den Schaltpunkten n1 und n2 den Motor effizient mit großem Ventilhub und Entdrosselung zu betreiben. Erst bei Drehzahlen, welche unterhalb der Schwelle n1 liegen, ist eine momentenneutrale Umschaltung von hohem Ventilhub auf niedrigen Ventilhub nicht mehr möglich. Daher wird sicherheitshalber bei Schaltschwelle n1 auf niedrigen Ventilhub umgeschaltet und der Motor durch Schließen der Drosselklappe in seiner Drehmomentabgabe begrenzt.
  • Durch dieses frühzeitige Umschalten bei der Schwelle n1 wird vermieden, dass ein Fahrer, welcher beim beispielhaft gewählten Betriebpunkt nB mit großem Ventilhub seine Brennkraftmaschine verbrauchseffizient treibt, bei einer weiteren, deutlichen Absenkung der Drehzahl in einen Betriebszustand gerät, welcher mit großem Ventilhub nicht darstellbar ist. Ausgehend von nB wäre eine Umschaltung zu niedrigem Ventilhub nur möglich, wenn vorher die Drehzahl wieder bis zur Schwelle n1 ansteigen würde. Ein solcher Anstieg von Drehzahl und Drehmoment bei entgegenstehendem Fahrerwunsch wäre jedoch überraschend und somit gefährlich. Daher bildet der Betriebszustand bei der Drehzahl nB und großem Ventilhub eine Sackgasse, welche vom Steuergerät nicht angefahren wird. Bei einer Drehzahlabsenkung unter n1 wird stets der kleinere Ventilhub gewählt. In analoger Weise wird ein Betriebspunkt oberhalb von n3 nur im großen Ventilhub angesteuert.
  • Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Funktionseinheiten beschrieben. Diese Funktionseinheiten wird der Fachmann fallweise in Hardwarebausteinen oder in Software realisieren. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren mittels einem Mikroprozessor, einem Mikrocontroller, einem ASIC oder einem FPGA verwirklicht werden.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub, welches die folgenden Schritte umfasst: • Bestimmen des Druckes im Saugrohr bei aktuellem Ventilhub • Vorausbestimmen des Druckes im Saugrohr nach einer Umschaltung des Ventilhubes • Bestimmen eines Auswahlkriteriums für einen einzustellenden Ventilhub • Einstellen des Ventilhubes, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, sofern das Auswahlkriterium nicht die Verwendung des Ventilhubes fordert, bei welchem sich der niedrigere Druck im Saugrohr einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhub ausgewählt wird, bei welchem sich der geringere Druck im Saugrohr einstellt, wenn die aktuelle Drehmomentabgabe im Ventilhub, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, nicht erreicht werden kann.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhub gewählt wird, bei welchem sich der geringere Druck im Saugrohr einstellt, wenn ein erfasster Fahrerwunsch im Ventilhub, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, nicht umgesetzt werden kann.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhub gewählt wird, bei welchem sich der geringere Druck im Saugrohr einstellt, um zu vermeiden, dass die Brennkraftmaschine in einen Betriebszustand gelangt, welcher nicht mit beiden möglichen Einstellungen des Ventilhubes einstellbar ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit dem Ventilhub betrieben wird, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, wenn die Brennkraftmaschine bei einem Betriebspunkt mit einer Drehzahl unterhalb des Schnittpunktes zweier Schluckkurven betrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Betriebspunkt mit einer Drehzahl unterhalb des Schnittpunktes zweier Schluckkurven etwa 5% bis etwa 40%, insbesondere etwa 10% bis etwa 30% des maximalen Drehmomentes bereitgestellt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Druck im Saugrohr und der sich nach einer Ventilhubumschaltung ergebende Druck in vorgebbaren Zeitintervallen bestimmt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall etwa 5 ms bis etwa 100 ms beträgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Druck im Saugrohr und der sich nach einer Ventilhubumschaltung ergebende Druck ereignisgesteuert bestimmt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ereignis ausgewählt ist aus einem Fahrerwunsch und/oder einer Änderung der Fahrstufe und/oder dem Schaltzustand eines Verbrauchers und/oder dem Eingriff einer Schlupfregelung.
  11. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub, welche eine Einrichtung zum Erfassen des Drehmomentes sowie des Druckes im Saugrohr aufweist, sowie Mittel zum Vorausbestimmen des Druckes nach einer Umschaltung des Ventilhubes, wobei Mittel zum Einstellen des Ventilhubes dafür vorgesehen sind, denjenigen Ventilhub einzustellen, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt, sofern Mittel zur Vorausbestimmung des Ventilhub-Sollwertes nicht die Verwendung des Ventilhubes fordern, bei welchem sich der niedrigere Druck im Saugrohr einstellt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Vorausbestimmung des Ventilhub-Sollwertes dazu eingerichtet sind, eine Überprüfung vorzunehmen, ob die aktuelle Drehmomentabgabe mit dem Ventilhub erreichbar ist, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erfassung eines Fahrerwunsches vorhanden sind und die Mittel zur Vorausbestimmung des Ventilhub-Sollwertes dazu eingerichtet sind eine Überprüfung vorzunehmen, ob ein erfasster Fahrerwunsch mit dem Ventilhub umsetzbar ist, bei welchem sich der größere Druck im Saugrohr einstellt.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Vorausbestimmung des Ventilhub-Sollwertes dazu eingerichtet sind eine Überprüfung vorzunehmen, ob Ventilhub momentenneutral umschaltbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Vorausbestimmung des Ventilhub-Sollwertes und/oder die Mittel zum Vorausbestimmen des Druckes nach einer Umschaltung des Ventilhubes eine numerische Kennfeldmatrix und/oder einen Mikroprozessor und/oder ein neuronales Netz umfassen.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Timer zur Bestimmung einer vorgebbaren Zeitspanne vorgesehen ist.
  17. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 16.
DE102008003832A 2008-01-10 2008-01-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug Active DE102008003832B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008003832A DE102008003832B4 (de) 2008-01-10 2008-01-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug
KR1020080137398A KR101502309B1 (ko) 2008-01-10 2008-12-30 가변 밸브 리프트를 가지는 내연 기관 제어 방법 및 장치와이를 구비하는 모터 자동차
US12/350,465 US7690350B2 (en) 2008-01-10 2009-01-08 Method and device for controlling an internal combustion engine with variable valve lift and motor vehicle equipped therewith

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008003832A DE102008003832B4 (de) 2008-01-10 2008-01-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008003832A1 DE102008003832A1 (de) 2009-07-23
DE102008003832B4 true DE102008003832B4 (de) 2010-04-08

Family

ID=40785701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008003832A Active DE102008003832B4 (de) 2008-01-10 2008-01-10 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7690350B2 (de)
KR (1) KR101502309B1 (de)
DE (1) DE102008003832B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011116737A1 (de) 2011-10-22 2013-04-25 Axel Nossek Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug
DE102010049287B4 (de) * 2009-10-28 2017-02-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Systeme und Verfahren zur Steuerung von zweistufigen Ventilstößeln

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8091527B1 (en) * 2010-09-08 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for managing combustion mode transitions in an internal combustion engine
KR101209742B1 (ko) * 2010-11-04 2012-12-07 기아자동차주식회사 연속 가변 밸브 리프트(cvvl)기구 탑재 엔진간 밸브리프트 편차 보상방법
GB2563393B (en) * 2017-06-12 2020-08-05 Jaguar Land Rover Ltd Controlling an air charge provided to an engine
KR102075426B1 (ko) * 2019-08-22 2020-02-10 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 엔진 실린더의 밸브 리프트 지속시간 추정 장치 및 방법
US11459962B2 (en) * 2020-03-02 2022-10-04 Sparkcognitton, Inc. Electronic valve control
CN113236421B (zh) * 2021-04-09 2022-08-12 联合汽车电子有限公司 可变气门升程装置的检测方法、装置、设备和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08170549A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JPH09256879A (ja) * 1996-03-22 1997-09-30 Nissan Motor Co Ltd 火花点火式内燃機関
JP2002180877A (ja) * 2000-10-05 2002-06-26 Toyota Motor Corp 内燃機関制御装置
JP2005172593A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Fuji Heavy Ind Ltd 可変動弁機構付きエンジンの診断方法及び診断装置
JP2005240750A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関のバルブ特性制御装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866020B2 (en) * 2002-06-12 2005-03-15 Delphi Technologies, Inc. Vacuum management system for engine with variable valve lift
US6863048B2 (en) * 2002-06-12 2005-03-08 Delphi Technologies, Inc. Vacuum system for engine with variable valve lift
JP4214766B2 (ja) 2002-11-28 2009-01-28 日産自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US7469667B2 (en) * 2005-07-07 2008-12-30 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable event valvetrain
DE102005048703B3 (de) * 2005-10-11 2007-04-05 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit Ventilhubumschaltung
US7562530B2 (en) * 2006-04-05 2009-07-21 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an internal combustion engine having a variable event valvetrain
US7325521B1 (en) * 2006-08-02 2008-02-05 Ford Global Technologies, Llc System and method for improved cam retard
US8001936B2 (en) * 2007-07-04 2011-08-23 Hitachi, Ltd. Control apparatus for internal combustion engine and control method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08170549A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JPH09256879A (ja) * 1996-03-22 1997-09-30 Nissan Motor Co Ltd 火花点火式内燃機関
JP2002180877A (ja) * 2000-10-05 2002-06-26 Toyota Motor Corp 内燃機関制御装置
JP2005172593A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Fuji Heavy Ind Ltd 可変動弁機構付きエンジンの診断方法及び診断装置
JP2005240750A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関のバルブ特性制御装置

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patent Abstracts of Japan & JP 08 170 549 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 09 256 879 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 2002 180 877 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 2005 172 593 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 2005 240 750 A *
Patent Abstracts of Japan: JP 2005 172 593 AA, JP 08 170 549 AA, JP 2005 240 750 AA, JP 2002 180 877 AA, JP 09 256 879 AA

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010049287B4 (de) * 2009-10-28 2017-02-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Systeme und Verfahren zur Steuerung von zweistufigen Ventilstößeln
DE102011116737A1 (de) 2011-10-22 2013-04-25 Axel Nossek Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090077684A (ko) 2009-07-15
KR101502309B1 (ko) 2015-03-13
DE102008003832A1 (de) 2009-07-23
US7690350B2 (en) 2010-04-06
US20090178644A1 (en) 2009-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008003832B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit variablem Ventilhub sowie damit ausgestattetes Kraftfahrzeug
DE102008006731B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Drucks in einem ungezündeten Zylinder
DE102014210207B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für Innenverbrennungsmotor
DE102005049861B4 (de) Steuervorrichtung und Ventilcharakteristikschätzverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE10332231A1 (de) Anordnung und Verfahren zur leistungsbasierten Leerlaufdrehzahlregelung
DE102013100498A1 (de) Steuerverfahren für CVVL-Verbrennungsmotor
DE102006027823B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Anpassen der Ventilcharakteristik eines Kraftstoff-Einspritzventils
DE102004036305A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit variablem Hubraum
DE4236009B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Luftdurchsatzes durch einen Verbrennungsmotor im Schiebebetrieb
EP1331382B1 (de) Verfahren, Computerprogramm und Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
DE102007058227B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10319666A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung einer variablen Verdichtung bei einem Verbrennungsmotor
EP2262995A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einer massenstromleitung
DE10344326B4 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung und Verfahren zur Berechnung der Einlassmenge in diese Verbrennungskraftmaschine
DE102005051296B4 (de) Ventilkenngrößensteuereinrichtung und -Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
WO2015189256A1 (de) Verfahren und steuereinheit zum ausführen eines gaswechsels in einem zylinder einer verbrennungskraftmaschine sowie verbrennungskraftmaschine mit einer solchen steuereinheit
DE102008003833B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP2142783B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE102015204155B3 (de) Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine
DE102008000986B4 (de) Kraftmaschinenstoppsteuerungsgerät und -system
DE102013016699A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Dieselmotors
DE102005058994B4 (de) Ventilkennlinien-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Verfahren für dieselbe
DE112006000194B4 (de) Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE3606880C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Erregung eines elektromagnetischen Hochdruckventils
DE102008054773A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur eines Spätzündwinkelgrenzwertes eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R084 Declaration of willingness to licence
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE