DE102016103417B4 - Steuervorrichtung und steuerverfahren für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), wobei die Brennkraftmaschine (10) einen Einlassdurchgang (12), einen Auslassdurchgang (32) und einen Aktor aufweist, wobei die Steuervorrichtung gekennzeichnet ist durcheine elektronische Steuereinheit (60), die gestaltet ist, um:ein Steuerbefehlssignal an den Aktor auszugeben und eine gesteuerte Variable der Brennkraftmaschine (10) zu steuern;einen Einlassdruck in dem Einlassdurchgang (12) zu erlangen;einen Atmosphärendruck zu erlangen;einen normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der normalisierte Einlassdruck ein Druck ist, der durch ein Normalisieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird;ein Pumpverlustdrehmoment der Brennkraftmaschine (10) basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen;einen ersten Wert oder einen Wert einer linearen Funktion, in der der erste Wert eine unabhängige Variable ist, als den normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der erste Wert durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird;Vergleichsdaten zu speichern, wobei die Vergleichsdaten Daten sind, die einen Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren;den Ausgabewert basierend auf dem normalisierten Einlassdruck und den Vergleichsdaten zu berechnen,wobei der Ausgabewert einer von einem zweiten Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Atmosphärendruck erlangt wird, einem normalisierten Pumpverlustdrehmoment als einen Wert einer linearen Funktion, in der der zweite Wert eine unabhängige Variable ist, einem dritten Wert, der durch ein Dividieren eines Abgasdrucks als ein Druck in dem Auslassdurchgang (32) durch den Atmosphärendruck erlangt wird, und einem normalisierten Abgasdruck als einen Wert einer linearen Funktion ist, in der der dritte Wert eine unabhängige Variable ist; undeinen von dem Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck und dem Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck zu berechnen, wobei der Abgasdruck verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf einem Differenzialdruck von dem Einlassdruck zu berechnen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, die ein Pumpverlustmoment bzw. -drehmoment berechnen.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Die japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2000-064900 ( JP 2000-064900 A ) offenbart eine Vorrichtung, die einen Pumpverlust (ein Pumpverlustmoment) basierend auf einer Differenz zwischen einem integrierten Wert eines In-Zylinderdrucks, der durch einen In-Zylinderdrucksensor in einem Abgashub bzw. Auslasshub erfasst wird, und einem integrierten Wert des In-Zylinderdrucks schätzt, der durch den In-Zylinderdrucksensor in einem Ansaughub erfasst ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es kann schwierig sein, die vorangehend genannte Vorrichtung auf eine Maschine anzuwenden, bei der der In-Zylinderdrucksensor nicht vorgesehen ist. Es kann außerdem denkbar sein, einen Einlassdruck, der durch einen Einlassdrucksensor erfasst wird, für den In-Zylinderdruck in dem Ansaugtakt zu ersetzen und einen erfassten Wert eines Abgas- bzw. Auslassdrucksensors, der einen Druck in einem Abgasdurchgang erfasst, für den In-Zylinderdruck in dem Auslasshub zu ersetzen. In diesem Fall werden jedoch sowohl der Einlassdrucksensor als auch der Auslassdrucksensor benötigt. Der Erfinder hat herausgefunden, dass der Abgas- bzw. Auslassdruck von einem Atmosphärendruck und dem Einlassdruck abhängt, und hat versucht, das Pumpverlustdrehmoment bzw. -moment basierend auf dem Atmosphärendruck und dem Einlassdruck zu berechnen. Jedoch, wenn das Pumpverlustdrehmoment lediglich unter Verwendung des Atmosphärendrucks und des Einlassdrucks anstelle des Auslassdrucks berechnet wird, werden Daten, die zumindest den Atmosphärendruck und den Einlassdruck mit dem Auslass-bzw. Abgasdruck und dem Pumpverlustdrehmoment assoziieren, angepasst. In der Folge steigen die Mannstunden bzw. der Arbeitsaufwand für eine Anpassung.
  • Die Offenbarung bietet eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, die ein Pumpverlustdrehmoment aus einem Einlassdruck und einem Atmosphärendruck berechnen können, während die Mannstunden bzw. der Arbeitsaufwand für eine Anpassung darin beschränkt werden, sich zu erhöhen.
  • Ein Beispielaspekt der Offenbarung sieht eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vor, wobei die Brennkraftmaschine einen Einlassdurchgang, einen Auslassdurchgang und einen Aktor aufweist, wobei die Steuervorrichtung eine elektronische Steuereinheit aufweist. Die elektronische Steuereinheit ist gestaltet, um: ein Steuerbefehlssignal an den Aktor auszugeben und eine gesteuerte Variable der Brennkraftmaschine zu steuern; einen Einlassdruck in dem Einlassdurchgang zu erlangen; einen Atmosphärendruck zu erlangen; einen normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der normalisierte Einlassdruck ein Druck ist, der durch ein Normalisieren des Einlassdrucks durch den bzw. mit dem Atmosphärendruck erlangt wird; ein Pumpverlustdrehmoment der Brennkraftmaschine basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen; einen ersten Wert oder einen Wert einer linearen Funktion, in der der erste Wert eine unabhängige Variable ist, als den normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der erste Wert durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; Vergleichsdaten zu speichern, wobei die Vergleichsdaten Daten sind, die einen Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren; den Ausgabewert basierend auf dem normalisierten Einlassdruck und den Vergleichsdaten zu berechnen, wobei der Ausgabewert einer von einem zweiten Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Atmosphärendruck erlangt wird, einem normalisierten Pumpverlustdrehmoment als einem Wert einer linearen Funktion, in der der zweite Wert eine unabhängige Variable ist, einem dritten Wert, der durch ein Dividieren eines Abgasdrucks als ein Druck in dem Abgasdurchgang durch den Atmosphärendruck erlangt wird, und einem normalisierten Auslass- bzw. Abgasdruck als einem Wert einer linearen Funktion, in der der dritte Wert eine unabhängige Variable ist, ist; und um einen von dem Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck und dem Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck zu berechnen, wobei der Abgasdruck verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf einem Differenzialdruck aus dem Einlassdruck zu berechnen.
  • Gemäß der vorangehend genannten Konfiguration kann das Pumpverlustdrehmoment aus dem Einlassdruck und dem Atmosphärendruck berechnet werden, während die Mannstunden bzw. Arbeitszeit zur Anpassung darin beschränkt ist, sich zu erhöhen. In der Steuervorrichtung kann der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, das normalisierte Pumpverlustdrehmoment sein, die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um das normalisierte Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck zu berechnen.
  • In der vorangehend genannten Konfiguration assoziieren die Vergleichsdaten das normalisierte Pumpverlustdrehmoment mit dem normalisierten Einlassdruck. Deshalb kann die arithmetische Operationslast kleiner gemacht werden als in dem Fall, in dem der normalisierte Abgasdruck mit dem normalisierten Einlassdruck assoziiert ist, da der Prozess eines Berechnens des Pumpverlustdrehmoments aus dem Abgas nicht ausgeführt wird.
  • In der Steuervorrichtung kann die Brennkraftmaschine ferner mit einem variablen Ventilcharakteristikmechanismus bzw. variablen Ventileigenschaftsmechanismus ausgestattet sein, der variable Ventileigenschaftsmechanismus kann gestaltet sein, um eine Ventileigenschaft eines Einlassventils der Brennkraftmaschine zu ändern, wobei die Vergleichsdaten eine Ventilöffnungszeit bzw. - zeitgebung des Einlassventils auf das normalisierte Pumpverlustdrehmoment zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck beziehen, wobei die Vergleichsdaten das normalisierte Pumpverlustdrehmoment derart assoziieren, dass das normalisierte Pumpverlustdrehmoment, wenn die Ventilöffnungszeit auf einer Verzögerungsseite ist, größer als das normalisierte Pumpverlustdrehmoment ist, wenn die Ventilöffnungszeit auf einer Vorversatzseite ist, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um das normalisierte Pumpverlustdrehmoment basierend auf der Ventilöffnungszeit und den Vergleichsdaten zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen.
  • In dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit des Einlassventils verzögert ist, verringert sich die Arbeit, die auf den Kolben durch Einlassluft während eines Versatzes bzw. Hubs des Kolbens zu dem unteren Totpunkt hin aufgebracht wird, wenn die Arbeit, die auf den Kolben durch das Arbeitsfluid aufgebracht wird, als positiv angenommen wird. Deshalb, in dem Fall, in dem der Wert, der durch ein Subtrahieren der Arbeit, die auf den Kolben durch das Arbeitsfluid in einem Ansaughub aufgebracht wird, von der Arbeit, die auf das Arbeitsfluid durch den Kolben in einem Auslasshub aufgebracht wird, erlangt wird, das gleiche Vorzeichen wie das Pumpverlustdrehmoment hat, steigt das Pumpverlustdrehmoment, wenn die Ventilöffnungszeit des Einlassventils verzögert wird. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts das Pumpverlustdrehmoment in Übereinstimmung mit der Ventilöffnungszeit des Einlassventils berechnet. Daher kann das Pumpverlustdrehmoment mit höherer Genauigkeit berechnet werden.
  • In der Steuervorrichtung kann die elektronische Steuereinheit gestaltet sein, um einen gleichen Wert des normalisierten Pumpverlustdrehmoments wie in einem Fall zu berechnen, in dem ein Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich eines oberen Totpunkts eines Kolbens gleich einem vorgeschriebenen Wert ist, wenn der Betrag eines Vorversatzes gleich wie oder größer als der vorgeschriebene Wert ist, und der vorgeschriebene Wert kann ein Wert gleich wie oder größer als Null sein.
  • In dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit des Einlassventils mit dem oberen Totpunkt übereinstimmt oder von dem oberen Totpunkt zu einem bestimmten Ausmaß hin vorversetzt ist, selbst wenn die Ventilöffnungszeit weiter vorversetzt wird, ändert sich der Betrag einer Arbeit, die durch Einlassluft auf den Kolben aufgebracht wird, nicht, wenn der Kolben beginnt, zu dem unteren Totpunkt hin versetzt zu werden. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit des Einlassventils hinsichtlich des oberen Totpunkts des Kolbens gleich wie oder größer als der vorgeschriebene Wert ist, der gleiche Wert des normalisierten Pumpverlustdrehmoments wie in dem Fall berechnet, in dem der Betrag eines Vorversatzes gleich dem vorgeschriebenen Wert ist.
  • In der Steuervorrichtung können die Vergleichsdaten erste Daten und zweite Daten aufweisen, wobei die ersten Daten Daten sind, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich des oberen Totpunkts des Kolbens gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, und die zweiten Daten Daten sind, wenn die Ventilöffnungszeit am weitesten zurückversetzt bzw. verzögert ist, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den Ausgangs- bzw. Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, durch eine interpolierende arithmetische Operation des Ausgangs- bzw. Ausgabewerts, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, in jeden von den ersten Daten und den zweiten Daten zu berechnen, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich des oberen Totpunkts des Kolbens kleiner als der vorgeschriebene Wert ist.
  • Wenn die Ventilöffnungszeit von dem TDC (oberer Totpunkt) zurückversetzt ist, verringert sich die Arbeit, die durch Einlassluft auf den Kolben aufgebracht wird, in dem Fall, in dem die Arbeit, die durch das Arbeitsfluid auf den Kolben aufgebracht wird, als positiv angenommen wird. Deshalb erhöht sich in dem Fall, in dem der Wert, der durch ein Subtrahieren der Arbeit, die durch das Arbeitsfluid in einem Ansaugtakt auf den Kolben aufgebracht wird, von der Arbeit, die durch den Kolben in einem Auslasstakt auf das Arbeitsfluid aufgebracht wird, das gleiche Vorzeichen wie das Pumpverlustdrehmoment hat, das Pumpverlustdrehmoment monoton bzw. gleichbleibend, wenn die Ventilöffnungszeit von dem TDC zurückversetzt wird. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts der Ausgabewert in dem Fall, in dem der vorangehend genannte Betrag eines Vorversatzes kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, durch ein Ausführen einer interpolierenden arithmetischen Operation des Ausgabewerts gemäß jeden von den zwei Stücken von Daten berechnet. Deshalb kann das Pumpverlustdrehmoment, das gleichmäßig steigt, wenn die Ventilöffnungszeit zurückversetzt bzw. verzögert wird, geeignet berechnet werden, während das Ausmaß bzw. die Größe der Daten soweit wie möglich darin beschränkt wird, sich zu erhöhen.
  • In der Steuervorrichtung kann der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, der normalisierte Abgasdruck sein. Die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den normalisierten Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den Abgas- bzw. Auslassdruck basierend auf dem normalisierten Abgas- bzw. Auslassdruck und dem Atmosphärendruck zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Abgasdruck und dem Einlassdruck zu berechnen.
  • Der Pumpverlust ist eine Arbeit, die durch das Gas in der Brennkammer in einem Ansaugtakt und einem Auslasstakt auf dem Kolben aufgebracht wird. Wenn der Druck in der Brennkammer in dem Ansaugtakt und der Druck in der Brennkammer in dem Auslasstakt durch den Einlassdruck und den Auslassdruck jeweils angenähert werden, kann der Pumpverlust durch ein Multiplizieren des Differenzialdrucks zwischen dem Auslassdruck und dem Einlassdruck durch das Volumen erlangt werden, das durch den Kolben während dessen Versatz bzw. Hub von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt hin weggedrückt wird. Andererseits ist das Pumpverlustdrehmoment um ein Vielfaches einer Konstante verschieden von dem Pumpverlust. Deshalb kann das Pumpverlustdrehmoment auch basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Auslass- bzw. Abgasdruck und dem Einlassdruck berechnet werden. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts das Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Auslassdruck, der durch die Berechnungsprozesseinheit des nicht normalisierten Werts berechnet ist, und dem erlangten Einlassdruck berechnet.
  • In der Steuervorrichtung können die Vergleichsdaten eine Drehzahl der Brennkraftmaschine mit dem Ausgabewert zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck in Beziehung setzen, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den Ausgabewert basierend auf der Drehzahl und den Vergleichsdaten zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen.
  • Die Beziehung zwischen dem Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, und dem normalisierten Einlassdruck hängt von der Drehzahl ab. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, in Erwägung der Drehzahl berechnet. In der Steuervorrichtung können die Vergleichsdaten eine Drehzahl der Brennkraftmaschine mit dem Ausgabewert zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck und der Ventilöffnungszeit in Beziehung setzen und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um den Ausgabewert basierend auf dem normalisierten Einlassdruck, der Ventilöffnungszeit, der Drehzahl und den Vergleichsdaten zu berechnen.
  • Die Beziehung zwischen dem Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, und dem normalisierten Einlassdruck hängt von der Drehzahl ab. In der vorangehend genannten Konfiguration wird in Anbetracht dieses Punkts der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, in Erwägung der Drehzahl berechnet. In der Steuervorrichtung kann die elektronische Steuereinheit gestaltet sein, um ein erforderliches Axialdrehmoment der Brennkraftmaschine zu berechnen, die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um ein erforderliches angegebenes Drehmoment der Brennkraftmaschine basierend auf einem Prozess eines Addierens eines Reibungsdrehmoments der Brennkraftmaschine zu dem erforderlichen axialen Drehmoment bzw. Axialdrehmoment zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um einen Betätigungsbetrag des Aktors der Brennkraftmaschine basierend auf einem Wert einzustellen, der durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments zu dem erforderlichen angegebene Drehmoment erlangt wird.
  • In der vorangehen genannten Konfiguration wird der Betätigungsbetrag des Aktors der Brennkraftmaschine basierend auf dem Wert eingestellt, der durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments zu dem erforderlichen angegebenen Drehmoment erlangt wird, weshalb der Betätigungsbetrag in Erwägung des Pumpverlustdrehmoments eingestellt werden kann. Deshalb kann das Axialdrehmoment bzw. das axiale Drehmoment der Brennkraftmaschine auf das erforderliche axiale Drehmoment mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
  • In der Steuervorrichtung kann die Brennkraftmaschine ein Drosselventil aufweisen. Die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um Luftmengenumwandlungsdaten und Einlassdruckumwandlungsdaten zu speichern, wobei die Luftmengenumwandlungsdaten den Wert, der durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments zu dem erforderlichen angegebenen Drehmoment erlangt wird, mit einer Sollluftmenge assoziieren und wobei die Einlassdruckumwandlungsdaten die Sollluftmenge mit dem Einlassdruck assoziieren. Die elektronische Steuereinheit kann gestaltet sein, um die Sollluftmenge unter Verwendung der Luftmengenumwandlungsdaten zu berechnen und dann einen Prozess eines Berechnens eines Solleinlassdrucks unter Verwendung der berechneten Sollluftmenge und der Einlassdruckumwandlungsdaten auszuführen, wobei die Sollluftmenge ein arithmetischer Parameter ist, um einen Öffnungsgrad des Drosselventils einzustellen, und ein Prozess eines Erlangens des Einlassdrucks ein Prozess eines Erlangens des Solleinlassdrucks ist.
  • In der vorangehend genannten Konfiguration wird der Solleinlassdruck, der der Sollluftmenge entspricht, die durch die Betätigungsbetragsberechnungsprozesseinheit in einem Einstellen des Betätigungsbetrags (der Öffnungsgrad) des Drosselventils verwendet wird, durch die Einlassdruckerlangungsprozesseinheit erlangt. Dann wird der Solleinlassdruck durch die Normalisierungsprozesseinheit normalisiert. Dementsprechend wird der normalisierte Einlassdruck berechnet. Deshalb kann in der Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit das Pumpverlustdrehmoment, das dem Einlassdruck entspricht, der durch den Prozess eines Einstellens des Öffnungsgrads des Drosselventils durch die Betätigungsbetragsberechnungsprozesseinheit angenommen wird, berechnet werden.
  • Ein anderer Beispielsaspekt der Offenbarung bietet ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Einlassdurchgang, einen Auslassdurchgang und einen Aktor aufweist, wobei das Steuerverfahren Folgendes aufweist: ein Erlangen eines Einlassdrucks des Einlassdurchgangs; ein Erlangen eines Atmosphärendrucks; ein Berechnen eines normalisierten Einlassdrucks, wobei der normalisierte Einlassdruck ein Druck ist, der durch ein Normalisieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; ein Berechnen eines Pumpverlustdrehmoments der Brennkraftmaschine basierend auf dem normalisierten Einlassdruck; ein Berechnen eines ersten Werts oder eines Werts einer linearen Funktion, in der der erste Wert eine unabhängige Variable ist, als den normalisierten Einlassdruck, wobei der erste Wert durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; ein Speichern von Vergleichsdaten, wobei die Vergleichsdaten Daten sind, die einen Ausgangs- bzw. Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren, ein Berechnen des Ausgabewerts basierend auf dem normalisierten Einlassdruck und den Vergleichsdaten, wobei der Ausgabewert einer von einem zweiten Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Atmosphärendruck erlangt wird, einem normalisierten Pumpverlustdrehmoment als einem Wert einer linearen Funktion, in der der zweite Wert eine unabhängige Variable ist, einem dritten Wert, der durch ein Dividieren eines Abgas- bzw. Auslassdrucks als ein Druck in dem Abgasdurchgang durch den Atmosphärendruck erlangt wird, und einem normalisierten Abgasdruck als einem Wert einer linearen Funktion, in der der dritte Wert eine unabhängige Variable ist; und ein Berechnen von einem von dem Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck und dem Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck, wobei der Abgasdruck verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf einem Differenzialdruck von dem Einlassdruck zu berechnen.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Signifikanz von Beispielsauführungsformen werden nachfolgend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
    • 1 eine Ansicht eines Maschinensystems einschließlich einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
    • 2 ein Blockdiagramm ist, das einen Prozess bzw. Ablauf eines Teils einer Drehmomentanforderungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 3 ein PV-diagramm ist;
    • 4 Messdaten repräsentiert, die eine Beziehung zwischen einem Einlassdruck und „einem Auslassdruck - einem Atmosphärendruck“ zeigen;
    • 5 Messdaten repräsentiert, die eine Beziehung zwischen einem normalisierten Wert des Einlassdrucks und einem normalisierten Wert von „dem Auslassdruck - dem Atmosphärendruck“ zeigen;
    • 6 ein Blockdiagramm ist, das Prozesse bzw. Abläufe einer Vorprozesseinheit bzw. Vorstufenprozesseinheit (Preliminary Process Unit) und einer Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 7 eine Ansicht ist, die einen Effekt der ersten Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
    • 8 ein PV-diagramm ist, das die technische Geeignetheit der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 9 ein Blockdiagramm ist, das Prozesse bzw. Abläufe einer Vorprozesseinheit bzw. Vorstufenprozesseinheit (Preliminary Process Unit) und einer Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
    • 10 ein Flussdiagramm ist, das ein Ablaufprozedere einer Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und
    • 11 ein Blockdiagramm ist, das Abläufe einer Vorprozesseinheit und einer Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Der Erfinder hat herausgefunden, dass, obwohl „(ein Abgas- bzw. Auslassdruck) - (einem Ist-Atmosphärendruck)“ von dem vorliegenden Atmosphärendruck als auch einem Einlassdruck abhängt, eine entsprechende Beziehung zwischen Werten, die durch ein Dividieren „(den Abgasdruck) - (den Ist-Atmosphärendruck)“ bzw. des Einlassdrucks durch einen Korrekturkoeffizienten, der durch ein Dividieren des Ist-Atmosphärendrucks durch einen vorbestimmten Atmosphärendruck (einen Referenzatmosphärendruck) erlangt wird, der an einer Stelle angenommen wird, die sich auf einer Höhe von 100 m oder weniger überhalb von Meeresniveau befindet, als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden kann. Entsprechend kann der Arbeitsaufwand (Mannstunden) zur Anpassung reduziert werden, wenn Vergleichsdaten, die einen Wert, der durch ein Dividieren des vorangehend genannten Einlassdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, mit einem Wert assoziieren, der durch ein Dividieren „(des Abgasdrucks) - (dem Ist-Atmosphärendruck)“ durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, anstelle eines Erzeugens von Vergleichsdaten erzeugt werden, die den Einlassdruck und den Ist-Atmosphärendruck mit „(dem Abgasdruck) - (dem Ist-Atmosphärendruck)“ assoziieren.
  • Der Wert, der durch ein Dividieren „(des Abgasdrucks) - (dem Ist-Atmosphärendruck)“ durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, erfüllt einen relationalen Ausdruck, der nachfolgend gezeigt ist. ( der Referenzatmosphärendruck ) ⋅ { ( dem Abgasdruck ) − ( dem Ist- Atmosphärendruck ) } / ( den Ist-Atmosphärendruck ) = ( der Referenzatmosphä − rendruck ) ⋅ ( dem Abgasdruck ) / ( den Ist-Atmosphärendruck ) − ( dem Refe- renzatmosphärendruck )
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  • Der Referenzatmosphärendruck ist ein fester Wert. Entsprechend kann eine entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, und einem Wert, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, ebenfalls als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Zum Beispiel in dem Fall, in dem eine entsprechende Beziehung zwischen zwei Parametern A und B als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden kann, auf der Annahme, dass a, b, c und d Konstanten sind (a und b müssen nicht gleich zueinander sein, aber sind nicht Null), werden „a·A+b“ und „c·B+d“ lediglich durch ein Ändern der Einheit von A und B oder ein Ändern des Ursprungs erhalten. Es ist deshalb offensichtlich, dass eine entsprechende Beziehung zwischen „a·A+b“ und „c·B+d“ ebenfalls als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden kann.
  • Das heißt, die Einheit wird zuerst betrachtet. Zum Beispiel kann eine entsprechende Beziehung zwischen einem Paar von Werten, d. h., dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt wird, als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden, selbst wenn ein Messergebnis, das in Form von „MPa“ ausgedrückt wird, bezüglich jedes Paars von Werten erlangt wird und dann jedes von dem Paar der Werte in einen Wert umgewandelt wird, der in Form von „Bar“ ausgedrückt ist. In diesem Fall wird das Paar der Werte selbst in Werte umgewandelt, die durch ein Multiplizieren der Werte, die in Form von „MPa“ ausgedrückt sind, mit „10“ erlangt werden. Bei dem gleichen Wert kann die entsprechende Beziehung zwischen dem Paar von Werten als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden, selbst wenn jeder von dem Paar von Werten mit einer Beziehung zwischen Werten ersetzt wird, die in Form von „atm“ ausgedrückt sind. In diesem Fall wird das Paar von Werten selbst in jene umgewandelt, die durch ein Multiplizieren der Werte, die in Form von „MPa“ ausgedrückt sind, mit „9, 869“ erlangt werden. Es ist aus dem Vorangehenden ersichtlich, dass dann, wenn die entsprechende Beziehung zwischen A und B erst als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden kann, die entsprechende Beziehung zwischen jenen, die durch ein Multiplizieren von A und B durch den gleichen Koeffizienten a, nämlich „a·A“ und „a·B“, erlangt werden, ebenfalls als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden kann. Ferner, in dem Fall, in dem zum Beispiel die entsprechende Beziehung zwischen A und B, die in Form „MPa“ ausgedrückt sind, als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen werden kann, selbst wenn lediglich B von einem Wert, der in Form von „MPa“ ausgedrückt ist, in einen Wert umgewandelt wird, der in Form von „atm“ oder dergleichen ausgedrückt ist, kann die entsprechende Beziehung zwischen A, das in Form von „MPa“ ausgedrückt ist, und B, das in Form von „atm“ ausgedrückt ist, ebenfalls als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Deshalb müssen die vorangehend genannten Koeffizienten a und b nicht gleich zueinander sein.
  • Die Änderung von Achsenabschnitten b und d entspricht der Änderung des Ursprungs. Jedoch wurde diese Änderung bereits gemacht, wenn sie in der vorangehenden Beschreibung genannt ist, dass „die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt ist, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks durch den Korrekturkoeffizienten erlangt ist, unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck ist“. Das heißt, selbst wenn die Achsenabschnitte b und d geändert werden, ist die entsprechende Beziehung zwischen A und B unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck. Nebenbei ist die vorangehende Beschreibung äquivalent zu der Definition einer physikalischen Quantität durch die Bewegung des Ursprungs durch den Referenzatmosphärendruck.
  • Entsprechend werden „Daten, die einen normalisierten Abgasdruck mit einem normalisierten Einlassdruck assoziieren“ Daten, die es dem normalisierten Abgasdruck ermöglichen, mit hoher Genauigkeit aus dem normalisierten Einlassdruck berechnet zu werden. Dann kann ein Pumpverlustdrehmoment aus einem Differenzialdruck zwischen dem Abgasdruck, der aus den Daten berechnet werden kann, und dem Einlassdruck berechnet werden.
  • Der Wert, der durch ein Multiplizieren „(des Abgasdrucks) - (den Einlassdruck)“ mit einem Volumen erlangt wird, das durch einen Kolben während seines Hubs von einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt weggedrückt wird, äquivalent zu einem Pumpverlust ist und proportional zu dem Pumpverlustdrehmoment ist. Entsprechend ist der Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Ist-Atmosphärendruck erlangt wird, proportional zu „{(den Abgasdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)} - {(den Einlassdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)}“. Wie vorangehend beschrieben ist, kann die entsprechende Beziehung zwischen „(dem Abgasdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)“ und „(dem Einlassdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)“ als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Das heißt, die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Ist-Atmosphärendruck und „(den Einlassdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)“ erlangt wird, kann ebenfalls als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Entsprechend kann die entsprechende Beziehung zwischen einem Wert, der durch ein Ändern der Einheit oder des Ursprungs der Werts erlangt wird, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Ist-Atmosphärendruck und „(den Einlassdruck)/(den Ist-Atmosphärendruck)“ erlangt wird, als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Darüber hinaus kann die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Ändern der Einheit oder des Ursprungs des Werts erlangt wird, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Ist-Atmosphärendruck und den normalisierten Einlassdruck erlangt wird, als unabhängig von dem Ist-Atmosphärendruck angesehen werden. Entsprechend sind „die Daten, die das normalisierte Pumpverlustdrehmoment mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren“ Daten, die es dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment ermöglichen, mit hoher Genauigkeit aus dem normalisierten Einlassdruck berechnet zu werden.
  • Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Drosselventil 14, das den Strömungsdurchgangsquerschnittsbereich eines Einlassdurchgangs 12 einer Brennkraftmaschine 10 einstellt, in dem Einlassdurchgang 12 angeordnet. Ein Kraftstoffeinspritzventil 16 ist stromabwärts von dem Drosselventil 14 vorgesehen. Die Mischung des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzt wird, und der Luft, die aus einem Bereich stromaufwärts des Drosselventils 14 angesaugt wird, wird in eine Brennkammer 24 gesaugt, die durch einen Zylinder 20 und einen Kolben 22 definiert ist, wenn ein Einlassventil 18 betätigt wird, um sich zu öffnen. Eine Zündkerze 26 ist zu der Brennkammer 24 hin freiliegend. Die Mischung bzw. das Gemisch, das in die Brennkammer 24 gesaugt wird, wird durch eine Funkenentladung durch die Zündkerze 26 verbrannt. Die Energie, die durch eine Verbrennung erzeugt wird, wird in Rotationsenergie einer Kurbelwelle 28 als eine Maschinenausgangswelle durch einen Hub bzw. Versatz des Kolbens 22 umgewandelt. Ein Antriebsrad eines Fahrzeugs ist mechanisch an die Kurbelwelle 28 gekoppelt. Deshalb wird die Bewegungsenergie der Kurbelwelle 28 an das Antriebsrad übertragen.
  • Das Gemisch, das in der Brennkammer 24 verbrannt wird, wird an einen Abgasdurchgang 32 als Abgas abgegeben durch einen Ventilöffnungsbetrieb eines Auslassventils 30. Das vorangehend genannte Einlassventil 18 wird angetrieben, um in Übereinstimmung mit einem Rotationsbetrieb einer Nockenwelle 40 geöffnet/geschlossen zu werden. Die Nockenwelle 40 für das Einlassventil 18 ist mit einem variablen Ventilzeitmechanismus 42 versehen, der die Zeiten bzw. Zeitgebungen zum Öffnen/Schließen des Einlassventils 18, nämlich Ventilzeiten des Einlassventils 18, einstellt. Die Drehkraft der Kurbelwelle 28 wird von einer Steuerkette 44 an den variablen Ventilzeitmechanismus 42 übertragen und wird an die Nockenwelle 40 über den variablen Ventilzeitmechanismus 42 übertragen. Wenn die Drehkraft der Kurbelwelle 28 an die Nockenwelle 40 übertragen wird, wird das Einlassventil 18 angetrieben, um durch eine Drehung eines Nockens 43, der einstückig mit der Nockenwelle 40 vorgesehen ist, geöffnet/geschlossen zu werden.
  • Der variable Ventilzeitmechanismus 42 ist ein Mechanismus, der den Drehwinkel der Nockenwelle 40 relativ zu dem Drehwinkel der Kurbelwelle 28 ändert. Der variable Ventilzeitmechanismus 42 macht die Ventilzeiten variabel, während er den Hubbetrag und Arbeitswinkel des Ventils beibehält, durch ein Ändern des relativen Drehwinkels.
  • Ein Turbolader 50 ist stromaufwärts des Drosselventils 14 in dem vorangehend genannten Einlassdurchgang 12 und in dem Abgasdurchgang 32 vorgesehen. Eine elektronische Steuereinheit (eine ECU) 60 ist eine Steuervorrichtung, die gestaltet ist, um die Brennkraftmaschine 10 zu steuern. Die ECU 60 ist mit einem nichtflüchtigen Speicher 62 ausgerüstet, der ein Speicher ist, der Daten ungeachtet dessen behält, ob elektrische Leistung dort hinzugeführt wird oder nicht. Die ECU 60 ruft erfasste Werte von verschiedenen Sensoren ab, wie zum Beispiel einen Atmosphärendruck Pa, der durch einen Atmosphärendrucksensor 70 erfasst ist, eine Drehzahl NE der Kurbelwelle 28, die durch einen Kurbelwinkelsensor 72 erfasst ist, eine Kühlmitteltemperatur THW der Brennkraftmaschine 10, die durch einen Kühlmitteltemperatursensor 74 erfasst ist, einen Betätigungsbetrag ACCP eines Beschleunigerpedals, der durch einen Beschleunigersensor 76 erfasst wird, und dergleichen. Dann gibt die ECU 60 Steuerbefehle MS1 bis MS4 und dergleichen an verschiedene Aktoren, wie zum Beispiel das Drosselventil 14, das Kraftstoffeinspritzventil 16, die Zündkerze 26, den variablen Ventilzeitmechanismus 42 und dergleichen basierend auf diesen erfassten Werten aus und steuert die gesteuerten Variablen (das Drehmoment, das Luftkraftstoffverhältnis und dergleichen) der Brennkraftmaschine 10. Insbesondere berechnet die ECU 60 ein erforderliches axiales Drehmoment Trqa* als ein axiales Drehmoment, das von der Brennkraftmaschine 10 basierend auf dem Betätigungsbetrag ACCP des Beschleunigerpedals angefordert wird, und führt eine sogenannte Drehmomentanforderungssteuerung zum Steuern des Drehmoments der Brennkraftmaschine 10 durch, so dass das vorliegende axiale Drehmoment der Brennkraftmaschine 10 gleich dem erforderlichen axialen Drehmoment Trqa* wird. Eine Drehmomentanforderungssteuerung wird hiernach im Detail beschrieben.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das einem Teil einer Drehmomentanforderungssteuerung zeigt, die durch die ECU 60 durchgeführt wird. Eine Bedarfsaxialdrehmomentberechnungsprozesseinheit M10 berechnet das Bedarfsaxialdrehmoment Trqa* basierend auf dem Betätigungsbetrag ACCP des Beschleunigerpedals. Das berechnete Bedarfsaxialdrehmoment Trqa* ist die Summe eines Drehmoments für das Antriebsrad, das in Übereinstimmung mit dem Betätigungsbetrag ACCP des Beschleunigerpedals bestimmt ist, und eines Drehmoments (einem Lastdrehmoment) für Hilfsaggregate, wie zum Beispiel einer Lichtmaschine, einem Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage und dergleichen. Deshalb zieht die Bedarfsaxialdrehmomentberechnungsprozesseinheit M10 die Betätigungsbeträge der Lichtmaschine und des Kompressors bei einem Berechnen des Bedarfsaxialdrehmoments Trga* in Betracht.
  • Eine Reibungsdrehmomentberechnungsprozesseinheit M12 berechnet ein Reibungsdrehmoment zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinder 20 der Brennkraftmaschine 10 basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 74 erfasst ist. In einer Zusatzprozesseinheit M13 wird ein Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi* durch ein Addieren des Reibungsdrehmoments zu dem Bedarfsaxialdrehmoment Trqa* berechnet.
  • Eine Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet ein Pumpverlustdrehmoment Pump basierend auf Ausgaben einer Vorprozesseinheit M20a, an die der Atmosphärendruck Pa, der durch den Atmosphärendrucksensor 70 erfasst wird, die Drehzahl Ne, die durch den Kurbelwinkel 72 erfasst wird, und ein später beschriebener Solleinlassdruck Pm* eingegeben werden.
  • Eine Zusatzprozesseinheit M14 summiert das Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi* und das Pumpverlustdrehmoment Pump auf. Die Summe des angegebenen Drehmoments bzw. Anzeigedrehmoments und des Pumpverlustdrehmoments wird hiernach als ein Verbrennungsdrehmoment bezeichnet. Deshalb berechnet die Zusatzprozesseinheit M14 ein Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc* und gibt dieses aus.
  • Eine Zündzeiteinstellprozesseinheit M15 stellt eine Zündzeit als eine Zeit zum Starten einer Funkenentladung der Zündkerze 26 ein. Die Zündzeiteinstellprozesseinheit M15 stellt die Zündzeit durch verschiedene Arten einer wohlbekannten Steuerung, wie zum Beispiel einer Klopfsteuerung, einer Katalysatoraufwärmsteuerung und dergleichen ein.
  • Eine Erhöhungsdrehmomentberechnungsprozesseinheit M16 berechnet ein erforderliches Drehmoment bzw. Bedarfsdrehmoment Trq* durch ein Dividieren des erforderlichen Verbrennungsdrehmoments bzw. Bedarfsverbrennungsdrehmoments Trqc* durch einen Effizienzwert, der durch die Zündzeiteinstellprozesseinheit M15 ausgegeben wird. Eine Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18, an die das Bedarfsdrehmoment Trq*, die Drehzahl NE und ein SollLuftkraftstoffverhältnis A/F* eingegeben werden, berechnet die Sollluftmenge KL0* als einen Sollwert der Menge von Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird. Wenn die Ist-Zündzeit ein Minimum vor einem besten Drehmoment (einem MBT) ist, welche eine Zündzeit mit einer maximalen Maschinendrehmomenterzeugungseffizienz ist, stellt die Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18 die Menge an in die Brennkammer 24 anzusaugende Luft in einem Realisieren des Bedarfsdrehmoments Trq* auf die Sollluftmenge KL0* ein. Dies kann durch ein Speichern eines Kennfelds als Luftmengenumwandlungsdaten, die das Bedarfsdrehmoment Trq*, die Drehzahl NE und das Sollluftkraftstoffverhältnis A/F* mit der Menge an in die Brennkammer 24 anzusaugender Luft assoziieren, in dem nichtflüchtigen Speicher 62 realisiert werden. Dieses Kennfeld kann zum Beispiel durch ein Messen von Drehmomenten der Brennkraftmaschine 10 erzeugt bzw. gestaltet werden, wenn die Zündzeit auf das MBT eingestellt ist und die Menge an Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, das Luftkraftstoffverhältnis und die Drehzahl NE auf entsprechend verschiedene Werte eingestellt sind. Die Drehzahl NE, die hierin genannt ist, ist ein Wert in einem stetigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10. Das Kennfeld ist eine Sammlung von Daten, die die Werte einer Ausgabevariablen für eine Vielzahl von gegenseitig verschiedenen Werten (diskrete Werte) einer Eingabevariablen entsprechend bestimmen.
  • Die vorangehend genannte Erhöhungsdrehmomentberechnungsprozesseinheit M16 ist unter Erwägung dessen vorgesehen, dass die Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18 die Sollluftmenge KL0* unter der Prämisse berechnet, dass die Zündzeit die MBT ist. Das heißt, das Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc* wird in der Erhöhungsdrehmomentberechnungsprozesseinheit M16 derart korrigiert, dass die Sollluftmenge KL0* zum Realisieren des Bedarfsverbrennungsdrehmoments Trqc* durch die Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18 berechnet werden kann, wenn die vorliegende Zündzeit, die durch die Zündzeiteinstellprozesseinheit M15 eingestellt ist, nicht die MBT ist. Deshalb ist das Bedarfsdrehmoment Trq* nicht ein Wert, um wie das Verbrennungsdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 realisiert zu werden, sondern ein arithmetischer Parameter zum Steuern des Verbrennungsdrehmoments der Brennkraftmaschine 10 auf das Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc*.
  • Ein Inversluftmodell M30 berechnet einen Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 als einen Betätigungsbetrag zum Steuern des Axialdrehmoments der Brennkraftmaschine 10 auf das Bedarfsaxialdrehmoment Trqa* basierend auf der Sollluftmenge KL0*, der Drehzahl NE und einer Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18. Als Nächstes wird das Inversluftmodell M30 im Detail beschrieben.
  • Eine Einlassdruckberechnungsprozesseinheit M31 berechnet einen Solleinlassdruck Pm0* basierend auf der Sollluftmenge KL0*, der Drehzahl NE und der Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18. Dies kann realisiert werden durch ein Speichern eines Kennfelds als Einlassdruckumwandlungsdaten, die die Menge an Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, die Drehzahl NE und die Ventilöffnungszeit IVO mit dem Einlassdruck assoziieren, vorab in den nichtflüchtigen Speicher 62. Dieses Kennfeld kann vorab erzeugt werden, zum Beispiel durch ein Messen von Einlassdrücken, wenn die Menge von Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, die Drehzahl NE und die Ventilöffnungszeit IVO auf verschiedene Werte eingestellt sind. Der Einlassdruck, der in dem Kennfeld bestimmt ist, ist ein Einlassdruck, der dem Einfluss einer Druckpulsation entzogen ist, und entspricht zum Beispiel einem Durchschnittseinlassdruck.
  • Eine obere Grenzwächterprozesseinheit M32 berechnet den Solleinlassdruck Pm* durch ein Unterziehen des Solleinlassdrucks Pm0* einem oberen Grenzwächterprozess basierend auf der Drehzahl NE und dem Atmosphärendruck Pa. Dieser Prozess ist ein Prozess eines Einstellens des Solleinlassdrucks Pm* als ein oberer Grenzwert, wenn der Solleinlassdruck Pm0* höher als der obere Grenzwert ist. Der obere Grenzwert wird in Übereinstimmung mit der Drehzahl NE bestimmt, da der maximale Wert, der durch den Einlassdruck angenommen werden kann, von der Drehzahl ME abhängt. Der Prozess eines Einstellens des oberen Grenzwerts kann realisiert werden durch ein Erzeugen eines Kennfelds oder eines Vergleichsausdrucks bzw. Relationalausdrucks basierend auf einem Messergebnis, das durch ein Messen eines Maximalwerts von Einlassdrücken erlangt wird, wenn die Drehzahl NE auf verschiedene Werte eingestellt ist und die Betätigungsbeträge der Aktoren auf verschiedene Werte bei den entsprechenden Drehzahlen NE eingestellt sind, und ein Speichern des Kennfelds oder des Relationalausdrucks in dem nichtflüchtigen Speicher 62 vorab. Dieses Kennfeld oder Relationalausdruck besteht aus entsprechenden Messergebnissen der Atmosphärendrücke Pa, die voneinander verschieden sind.
  • Eine Luftmengenberechnungsprozesseinheit M33 berechnet eine Sollluftmenge KL1* basierend auf dem Solleinlassdruck Pm*, der Drehzahl NE und der Ventilöffnungszeit IVO. Dies kann realisiert werden durch ein Speichern eines Kennfelds, das den Einlassdruck, die Drehzahl und die Ventilöffnungszeit IVM mit der Menge der Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, assoziiert, in dem nichtflüchtigen Speicher 62 vorab. Dieses Kennfeld kann vorab erzeugt werden, zum Beispiel durch ein Messen von Mengen von Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, wenn der Einlassdruck, die Drehzahl und die Ventilöffnungszeit IVO auf verschiedene Werte eingestellt sind. Der Einlassdruck, der hierin genannt ist, ist ein Wert, der dem Einfluss einer Druckpulsation entzogen ist, und entspricht zum Beispiel einem Durchschnitt. Die Drehzahl und die Ventilöffnungszeit sind Werte in einem stetigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine.
  • Eine Luftströmungsratenberechnungsprozesseinheit M34 berechnet einen Wert, der durch ein Multiplizieren der Sollluftmenge KL1* mit der Drehzahl NE und einem Dividieren des Produkts durch einen Strömungsgeschwindigkeitskoeffizienten KV erlangt wird, als eine Sollluftmenge KL2* als ein Sollwert der Strömungsrate von Luft, die durch das Drosselventil 14 hindurchführt. Es soll hierin vermerkt sein, dass die Sollluftmenge KL1* mit der Drehzahl NE in Anbetracht der Tatsache multipliziert wird, dass die Anzahl der Ankunft eines Ansaughubs, in dem Luft in die Brennkammer 24 gesaugt wird, pro Einheitszeit steigt, wenn die Drehzahl NE zunimmt. Das Produkt wird durch den Strömungsgeschwindigkeitskoeffizienten KV dividiert, da die Strömungsrate von Luft, die durch das Drosselventil 14 hindurchführt, von dem Differenzialdruck über das Drosselventil 14 hinweg abhängt und dieser Differenzialdruck fluktuiert über das Drosselventil hinweg. Der Strömungsgeschwindigkeitskoeffizient KV ist ein arithmetischer Parameter, um die Menge von Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, gleich der Sollluftmenge KL0* zu machen, ungeachtet der Änderungen in der Strömungsrate von Luft, welche aus dem Differenzialdruck über das Drosselventil hinweg resultieren, und wird basierend auf dem Solleinlassdruck Pm* und dem Atmosphärendruck Pa eingestellt.
  • Eine Atmosphärendruckkorrekturprozesseinheit M35 berechnet eine Sollluftmenge KL* als einen finalen Sollwert der Strömungsrate von Luft, die durch das Drosselventil 14 hindurchführt, durch ein Korrigieren der Sollluftmenge KL2* basierend auf einem Atmosphärendruckkorrekturkoeffizienten Ka. Es soll hierin vermerkt werden, dass der Atmosphärendruckkorrekturkoeffizient Ka ein Parameter ist, der in Übereinstimmung mit dem Atmosphärendruck Pa variabel eingestellt ist.
  • Eine Öffnungsgradeinstellprozesseinheit M36 berechnet den Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 basierend auf der Sollluftmenge KL*. Die Öffnungsgradeinstellprozesseinheit M36 ist gestaltet, um mit einem Kennfeld ausgerüstet zu sein, das eine Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 und der Menge von Luft, die durch das Drosselventil 14 hindurchführt, bestimmt, wenn der Differenzialdruck über das Drosselventil 14 hinweg ein Referenzdifferenzialdruck ist und der Atmosphärendruck ein vorbestimmter Druck ist. Deshalb, wenn der Differenzialdruck über das Drosselventil 14 hinweg von einem Referenzwert etc. abweicht, ist die Sollluftmenge KL*, die an die Öffnungsgradeinstellprozesseinheit M36 eingegeben wird, nicht ein Steuerbefehlswert der Menge an Luft, die aktuell bzw. derzeit durch das Drosselventil 14 hindurchführt. Die Sollluftmenge KL* ist ein arithmetischer Parameter zum Einstellen des Öffnungsgrads TA des Drosselventils 14 auf einen geeigneten Wert.
  • Der vorangehend genannte berechnete Öffnungsgrad TA ist ein Leerlaufbetätigungsbetrag (Open-Loop-Betätigungsbetrag) zum Steuern der Menge an Luft, die in die Brennkammer 24 gesaugt wird, auf die Sollluftmenge KL0*. Die ECU 60 stellt den Öffnungsgrad des Drosselventils 14 durch ein Übertragen eines Steuerbefehlssignals MS1 an das Drosselventil 14 ein, so dass der berechnete Öffnungsgrad TA erlangt wird.
  • Als Nächstes werden Prozesse bzw. Abläufe der vorangehend gennannten Vorprozesseinheit M20a und der vorangehend genannten Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 im Detail beschrieben. 3 ist ein einfaches PV-diagramm. Ein Volumen Vc, das in 3 gezeigt ist, ist ein Volumen, das durch den Kolben 20 während eines Hubs bzw. eines Versatzes des Kolbens 20 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt weggedrückt wird. Die Fläche eines Bereichs T2 ist äquivalent zu einem Pumpverlust. In 3 wird der Druck in der Brennkammer 24 in einem Ansaughub bzw. Einlasshub als ein Einlassdruck Pm angenähert und der Druck in der Brennkammer 24 wird in einem Auslasshub als ein Auslassdruck Pex angenähert. Der Einlassdruck Pm und der Auslassdruck Pex sind physikalische Mengen, die mit einer Druckpulsation fluktuieren. Die Durchschnitte dieser physikalischen Mengen sind gut angenäherte Werte des Durchschnitts des Drucks in der Brennkammer 24 in dem Einlasshub bzw. des Durchschnitts des Drucks in der Brennkammer 24 in dem Auslasshub. Deshalb ist die Arbeit, die durch das Fluid auf der Seite der Brennkammer 24 in dem Einlasshub auf den Kolben 22 aufgebracht wird, das Produkt des Einlassdrucks Pm und des Volumens Vc, und die Arbeit, die durch den Kolben 22 in dem Auslasshub auf der Seite der Brennkammer 24 auf das Fluid aufgebracht wird, ist das Produkt des Auslass- bzw. Abgasdrucks Pex und des Volumens Vc. Deshalb ist die Arbeit, die in dem Einlasshub und einem Verbrennungshub bzw. Arbeitstakt durch das Fluid auf der Seite der Brennkammer 24 auf den Kolben 22 aufgebracht wird, „Pm·Vc-Pex·Vc“.
  • Das Pumpverlustdrehmoment ist eine physikalische Menge bzw. physikalische Größe mit der Dimension eines Drehmoments, das durch ein Multiplizieren des Pumpverlusts mit einer vorbestimmten Konstante berechnet wird. Es soll jedoch vermerkt werden, dass der Pumpverlust, der hierin erwähnt ist, als eine Arbeit definiert ist, die durch das Fluid auf der Seite der Brennkammer 24 in dem Einlasstakt und dem Arbeitstakt in einem Zyklus auf den Kolben 22 aufgebracht wird, welcher aus vier Takten besteht. Übrigens, da im Allgemeinen „Pm < Pex“ gilt, ist „Pm.Vc-Pex.Vc“ negativ. Jedoch werden der Pumpverlust und das Pumpverlustdrehmoment hiernach als positive Werte in dem Fall von „Pm < Pex“ definiert.
  • Das Pumpverlustdrehmoment Pump kann aus der Fläche des vorangehend genannten Bereichs T2 berechnet werden und kann daher aus dem Differenzialdruck zwischen dem Einlassdruck Pm und dem Auslass-bzw. Abgasdruck Pex berechnet werden. 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Einlassdruck Pm und dem Differenzialdruck ΔPex (=Pex-Pa) zwischen dem Atmosphärendruck Pa und dem Abgasdruck Pex in dem Fall, in dem die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 10 konstant ist. Es soll jedoch vermerkt sein, dass die Daten, die in 4 gezeigt sind, aus den Daten zu der Zeit, wenn der Atmosphärendruck Pa „70 kPa“ ist, und den Daten zu der Zeit besteht, wenn der Atmosphärendruck Pa „101,3 kPa“ ist. Übrigens sind der Einlassdruck Pm und der Auslass-bzw. Abgasdruck Pex in 4 nicht momentane Werte des Ist-Einlassdrucks und des Ist-Abgasdrucks mit einer Druckpulsation, sondern sind Durchschnitte des Einlassdrucks und des Auslass- bzw. Abgasdrucks mit einer Druckpulsation. Wie in 4 gezeigt ist hängt der Differenzialdruck ΔPex von dem Atmosphärendruck Pa als auch dem Einlassdruck Pm ab.
  • 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch einen Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Differenzialdrucks ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, in dem Fall, in dem die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 10 konstant ist. Es soll hierin vermerkt sein, dass der Korrekturkoeffizient ekpa ein Wert ist, der durch ein Dividieren des Ist-Atmosphärendrucks Pa durch einen Atmosphärendruck in einem Standardzustand (ein Referenzatmosphärendruck Pa0) erlangt wird. Das heißt, „ekpa = Pa/Pa0“. Übrigens wird in diesem Fall der Referenzatmosphärendruck angenommen, ein Atmosphärendruck „102,2 kPa“ an einer Stelle zu sein, die sich auf einer Standardhöhe über Meeresniveau (z. B. gleich wie oder geringer als 100 m) befindet. Wie in 5 gezeigt ist wird die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Differenzialdrucks ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen.
  • 4 und 5 bedeuten, dass der Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, mit dem Wert, der durch ein Dividieren des Differenzialdrucks ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, anstelle eines Assoziierens des Differenzialdrucks ΔPex mit zwei Parametern, nämlich dem Atmosphärendruck Pa und dem Einlassdruck Pm, assoziiert werden kann. Es soll hierin vermerkt sein, dass der Wert, der durch ein Dividieren des Differenzialdrucks ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, ein Wert ist, der durch ein Subtrahieren des Referenzatmosphärendrucks Pa0 von dem Wert erlangt wird, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks Pbx durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, wie aus der folgenden Berechnung ersichtlich ist. Δ Pex/ekpa = ( Pex − Pa ) ⋅ Pa0 / Pa = ( Pa0 ⋅ Pex/Pa ) − Pa0 = ( Pex/ekpa ) − Pa0
    Figure DE102016103417B4_0002
  • Der vorangehend genannte Referenzatmosphärendruck Pa0 ist ein fester Wert. Deshalb, wenn die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Differenzialwerts ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen werden kann, kann auch die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, und dem Wert, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks Pex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen werden.
  • Nun wird diese entsprechende Beziehung als Pex/Pa = PexO(Pm/ekpa) ausgedrückt. Dann ist die Fläche des Bereichs T2, der in 3 gezeigt ist, wie folgt. ( Fläche des Bereichs T2 ) = ( Pex − Pm ) ⋅ Vc = { Pex0 ( Pm/ekpa ) ⋅ ekpa − ( Pm/ekpa ) ⋅ ekpa } ⋅ Vc = { Pex0 ( Pm/ekpa ) − ( Pm/ekpa ) } ⋅ Vc ⋅ ekpa
    Figure DE102016103417B4_0003
  • Die vorangehend genannte Gleichung bedeutet, dass der Wert, der durch ein Dividieren der Fläche des Bereichs T2 durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, eindeutig durch Pm/ekpa bestimmt ist.
  • Nebenbei bemerkt kann das Pumpverlustdrehmoment Pump durch ein Dividieren der Fläche des vorangehend genannten Bereichs T2 durch eine vorbestimmte Konstante berechnet werden. Entsprechend ist der Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments Pump durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, eindeutig durch „Pm/ekpa“ bestimmt. Hiernach wird der Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments Pump durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als ein Parameter betrachtet, der derart normalisiert ist, dass der Atmosphärendruck Pa gleich dem Referenzatmosphärendruck Pa0 wird, wobei der Wert, der durch ein Dividieren des Einlassdrucks Pm durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als ein normalisierter Einlassdruck Pm/ekpa bezeichnet wird, und der Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, als ein normalisiertes Pumpverlustdrehmoment Pump0 bezeichnet wird. Dann kann die entsprechende Beziehung zwischen dem normalisierten Einlassdruck Pm/ekpa und dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen werden. Die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet das Pumpverlustdrehmoment durch die Verwendung dieser entsprechenden Beziehung.
  • 6 zeigt Prozesse der Vorprozesseinheit M20a und der Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20. Eine Korrekturkoeffizientenberechnungsprozesseinheit M21 berechnet den Korrekturkoeffizienten ekpa durch ein Dividieren des Atmosphärendrucks Pa durch den Referenzatmosphärendruck Pa0. Eine Normalisierungsprozesseinheit M22 berechnet den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa durch ein Dividieren des Solleinlassdrucks Pm*durch den Korrekturkoeffizienten ekpa. Es soll hierin vermerkt sein, dass die Vorprozesseinheit M20a den letzten Wert des Solleinlassdrucks Pm* erlangt und den erlangten Wert an die Normalisierungsprozesseinheit M22 eingibt. Diese Einstellung wird derart gemacht, dass eine Berechnung des Solleinlassdrucks Pm* nach einer Berechnung des Pumpverlustdrehmoments Pump durchgeführt wird.
  • Die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet das Pumpverlustdrehmoment Pump basierend auf dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE. In konkreter Form berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24 zuerst ein normalisiertes Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE. Dies kann durch ein Speichern eines Kennfelds realisiert werden, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, vorab in dem nichtflüchtigen Speicher 62 und durch ein Verwenden dieses Kennfelds. Es soll hierin vermerkt sein, dass das Kennfeld eine Sammlung von aufgenommenen Daten bezüglich der Werte des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 zu der Zeit ist, wenn der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE eine Vielzahl von gegenseitig verschiedenen Werten (diskrete Werte) jeweils sind. Übrigens kann das Kennfeld kreiert sein durch ein Messen des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 vorab, wenn der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE auf verschiedene Werte eingestellt sind. Nebenbei kann das Kennfeld erzeugt werden durch ein Messen des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump vorab, wenn der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE auf verschiedene Werte eingestellt sind. Nebenbei ist die Drehzahl NE, die hierin genannt ist, ein Wert in einem stetigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10. Der Einlassdruck, welcher eine Basis bei einem Berechnen des normalisierten Einlassdrucks bildet, ist ein Wert, der dem Einfluss einer Druckpulsation entzogen ist, und entspricht zum Beispiel einem Durchschnitt.
  • Eine Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheit bzw. eine Berechnungsprozesseinheit eines nicht normalisierten Werts M25 berechnet das Pumpverlustdrehmoment Pump durch ein Multiplizieren des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa. Dies ist eine Ausgabe der Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20.
  • 7 zeigt ein Evaluierungsresultat der Genauigkeit bei einem Berechnen des Pumpverlustdrehmoments Pump durch die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20. In 7 ist der Referenzatmosphärendruck „101,3 kPa“ und die Ist-Pumpverlustdrehmomente zu der Zeit, wenn der Atmosphärendruck Pa „70,8 kPa“ ist und der Einlassdruck Pm „32,5 kPa“ bzw. „53,7 kPa“ ist, und das Pumpverlustdrehmoment Pump, das durch die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet ist, werden im Gegensatz zueinander gezeigt. Übrigens ist in 7 der aktuell gemessene Wert des Pumpverlustdrehmoments gezeigt, wenn der Atmosphärendruck Pa „101,3 kPa“ ist, und das Pumpverlustdrehmoment Pump, das durch die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet ist, ist nicht genannt. Wie in 7 gezeigt ist, wenn der Atmosphärendruck Pa „70,8 kPa“ ist, stimmt das Pumpverlustdrehmoment Pump, das durch die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 berechnet ist, mit dem Ist-Pumpverlustdrehmoment mit hoher Genauigkeit überein.
  • 8 zeigt gemessene Werte von In-Zylinderdrücken in einem Einlasshub und einem Auslasshub, wenn der Atmosphärendruck Pa „101,3 kPa“ und „70 kPa“ ist. In dem Messergebnis, das in 8 gezeigt ist, wenn die In-Zylinderdrücke in dem Einlasshub und dem Auslasshub zu der Zeit, wenn der Atmosphärendruck Pa „101,3 kPa“ ist, mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa multipliziert werden, stimmen sie mit den In-Zylinderdrücken in dem Einlasshub und dem Auslasshub zu der Zeit, wenn der Atmosphärendruck Pa „70 kPa“ entsprechend ist, mit hoher Genauigkeit überein. Dies bedeutet, dass die Werte, die durch ein Normalisieren der In-Zylinderdrücke in dem Einlasshub und dem Auslasshub durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt sind, nicht von dem Wert des Atmosphärendrucks Pa abhängen. Diese Tatsache zeigt außerdem die Geeignetheit eines Handhabens des normalisierten Einlassdrucks und dergleichen in der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung.
  • Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung wird nun beschrieben. In der Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24 wird das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa, der aus dem Atmosphärendruck Pa und dem Solleinlassdruck Pm* berechnet ist, und der Drehzahl NE berechnet. Dann wird in der Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheit M25 das Pumpverlustdrehmoment Pump durch ein Multiplizieren des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa berechnet.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorangehend beschriebenen Offenbarung werden die nachfolgend genannten Effekte erreicht. (1) Nachdem die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24 das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE berechnet hat, berechnet die Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheit M25 das Pumpverlustdrehmoment Pump durch ein Multiplizieren des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa. Deshalb kann das Pumpverlustdrehmoment Pump durch eine einfache arithmetische Operation berechnet werden durch ein Anpassen von Vergleichsdaten (einem Kennfeld), das zwei Parameter, nämlich den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert. Im Gegensatz dazu, wenn der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa nicht verwendet wird, hängt der Abgasdruck Pex von dem Einlassdruck Pm und dem Atmosphärendruck Pa ab. Deshalb gibt es einen Bedarf, Vergleichsdaten anzupassen, die drei Parameter, nämlich die Drehzahl NE, den Einlassdruck Pm und den Atmosphärendruck Pa mit dem Pumpverlustdrehmoment Pump assoziieren. Es soll hierin vermerkt sein, dass 1000 Werte als der Wert des Pumpverlustdrehmoments Pump beispielsweise in dem Fall angepasst werden, wenn der Wert des Pumpverlustdrehmoments Pump angepasst wird, wenn jede von der Drehzahl NE, dem Einlassdruck Pm und dem Atmosphärendruck Pa 10 gegenseitig verschiedene Werte annimmt. Andererseits ist es ausreichend, lediglich 100 Werte als den Wert des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 in dem Fall anzupassen, in dem der Wert des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 angepasst wird, wenn jeder von dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE 10 gegenseitig verschiedene Werte annimmt.
  • Deshalb kann in der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung das Pumpverlustdrehmoment aus dem Einlassdruck und dem Atmosphärendruck berechnet werden, während der Arbeitsaufwand bzw. die Mannstunden für eine Anpassung darin beschränkt wird, sich zu erhöhen. (2) Der Referenzatmosphärendruck Pa0, der in dem Korrekturkoeffizienten ekpa verwendet wird, ist ein Atmosphärendruck, der an einem Ort angenommen wird, der sich auf einer Höhe von 100 Meter oder weniger über Meeresniveau befindet. Deshalb kann der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa und das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 annähernd gleich dem Solleinlassdruck Pm* und dem Pumpverlustdrehmoment Pump0 gemacht werden, jeweils mit Ausnahme davon, wenn das Fahrzeug auf einem Hochland fährt.
  • (3) Der Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 wird basierend auf dem Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc* berechnet, das durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments Pump zu dem Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi* erlangt wird. Deshalb kann der Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 mit einer hohen Genauigkeit in Erwägung des Pumpverlustdrehmoments Pump berechnet werden.
  • (4) Die Sollluftmenge KL0* ist basierend auf dem Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc* eingestellt, das durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments Pump zu dem Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi* erlangt ist. Deshalb kann die Anzahl von Parametern reduziert werden, die bei einem Einstellen der Sollluftmenge KL0* in Betracht zu ziehen sind. Im Gegensatz dazu werden in dem Fall, in dem die Sollluftmenge KL0* aus dem Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi* eingestellt wird, die Parameter, die verwendet werden, um das Pumpverlustdrehmoment Pump zu berechnen, zusätzlich zu dem Bedarfsanzeigedrehmoment Trqi*, dem Sollluftkraftstoffverhältnis A/F* und der Drehzahl NE bei einem Einstellen der Sollluftmenge KL0* als notwendig erachtet.
  • (5) Der Solleinlassdruck Pm* wird als der Einlassdruck verwendet, der verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment Pump zu berechnen. Daher kann das Pumpverlustdrehmoment gemäß dem Einlassdruck, der durch den Prozess eines Einstellens des Öffnungsgrads TA des Drosselventils 14 durch die Öffnungsgradeinstellprozesseinheit M36 angenommen wird, berechnet werden.
  • Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der Offenbarung wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, mit dem Fokus darauf, was zu der ersten Ausführungsform der Offenbarung verschieden ist.
  • 9 zeigt Prozesse bzw. Abläufe der Vorprozesseinheit M20a und der Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung. Übrigens werden die Prozesse, die jenen entsprechen, die in 6 gezeigt sind, der Einfachheit halber durch die gleichen Bezugszeichen jeweils in 9 bezeichnet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit bzw. die Berechnungsprozesseinheit des normalisierten Werts M24a das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf der Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE. Dies kann realisiert werden durch ein Speichern eines Kennfelds, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, vorab in dem nichtflüchtigen Speicher 62, wenn die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 mit dem oberen Totpunkt des Kolbens 22 übereinstimmt bzw. wenn die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 das am weitesten zurückversetzte bzw. verzögerte Timing bzw. Zeit ist.
  • 10 zeigt den Ablauf von Prozessen eines Berechnens des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung. Diese Prozesse werden wiederholt ausgeführt, zum Beispiel in einem vorbestimmten Zyklus durch die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a.
  • In der Reihenfolge der Prozesse, die in 10 gezeigt sind, bestimmt zuerst die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a, ob die Ventilöffnungszeit IVO eine Ventilöffnungszeit IVOTDC ist oder nicht, die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens 22 übereinstimmt oder von der Ventilöffnungszeit IVOTDC vorversetzt ist, die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens 22 übereinstimmt (S10). Übrigens ist in diesem Prozess die Ventilzeit in solch einer Art und Weise quantifiziert, um zu steigen, wenn der Betrag eines Vorversatzes hinsichtlich einer am weitesten zurückversetzten Zeit IVOAVI steigt, mit Bezug auf die Zeit, wenn die Ventilöffnungszeit IVO die am weitesten zurückversetzte Zeit IVOAVI ist. Das heißt, die Ventilöffnungszeit IVO ist als „15°“ quantifiziert, wenn die Ventilöffnungszeit IVO „15°ATDC“ in dem Fall ist, in dem die am weitesten zurückversetzte Zeit IVOAVI „30°ATDC“ ist. Es soll jedoch vermerkt sein, dass die am weitesten zurückversetzte Zeit IVOAVI als ein Absolutwert ausgedrückt ist und angenommen wird, „30°“ zu sein.
  • Falls es bestimmt wird, dass die Ventilöffnungszeit IVO die Ventilöffnungszeit IVOTDC ist oder von dieser vorversetzt ist (JA in S10), wählt die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit 24a das Kennfeld aus, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, wenn die Ventilöffnungszeit IVO die vorangehend genannte Ventilöffnungszeit IVOTDC ist (S12). Dann berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf dem ausgewählten Kennfeld (S14). Deshalb berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 von dem gleichen Einzelkennfeld ungeachtet dessen, ob die Ventilöffnungszeit IVO von der Ventilöffnungszeit IVOTDC vorversetzt ist oder gleich der Ventilöffnungszeit IVOTDC ist. Dies zieht das Folgende in Betracht. Das heißt, in dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 von der Ventilöffnungszeit IVOTDC zu einem bestimmten Ausmaß vorversetzt ist, selbst wenn die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 weiter vorversetzt wird, ändert sich der Betrag einer Arbeit, die durch Einlassluft auf den Kolben 22 aufgebracht wird, nicht, wenn der Kolben 22 beginnt, zu dem unteren Totpunkt hin versetzt zu werden. Deshalb verschwindet die Sensitivität bzw. Empfindlichkeit des Pumpverlustdrehmoments Pump in Erwiderung auf die Ventilöffnungszeit IVO.
  • Andererseits, falls es bestimmt wird, dass die Ventilöffnungszeit IVO von der vorangehend genannten Ventilöffnungszeit IVOTDC zurückversetzt ist (NEIN in S10), berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 durch die Verwendung von beiden zuvor genannten Kennfeldern. Das heißt, die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a berechnet zuerst das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0TDC basierend auf dem Kennfeld, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, wenn die Ventilöffnungszeit IVO die vorangehend genannte Ventilöffnungszeit IVOTDC ist (S16). Nebenbei berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a ein normalisiertes Pumpverlustdrehmoment PumpOAVI basierend auf dem Kennfeld, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, wenn die Ventilöffnungszeit IVO die am weitesten zurückversetzte Zeit IVOAVI ist (S18). Dann berechnet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 basierend auf einem Prozess eines Erlangens eines gewichteten Durchschnitts des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0TDC und des normalisierten Pumpverlustdrehmoments Pump0AVI (S20). Konkret verwendet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a die folgende Gleichung. Pump0 = { ( Pump0AVI − Pump0TDC ) ⋅ ( IVO − IVOAVI ) / ( − IVOAVI ) } + Pump0TDC
    Figure DE102016103417B4_0004
  • Dies ist eine interpolierende arithmetische Operation, die die Tatsache in Betracht zieht, dass der Pumpverlust gleichbleibend steigt, da die Arbeit, die durch Einlassluft auf den Kolben 22 aufgebracht wird, sinkt, wenn die Ventilöffnungszeit IVO von dem oberen Totpunkt TDC zurückversetzt wird, wenn die Arbeit, die durch das Arbeitsfluid auf den Kolben 22 aufgebracht wird, als positiv angenommen wird.
  • Nebenbei bemerkt, wenn die Prozesse von Schritt S14 und Schritt S20 beendet bzw. vervollständigt sind, beendet die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M24a diese Serie bzw. Abfolge von Prozessen zeitweilig. Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der Offenbarung wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, mit dem Fokus darauf, was von der ersten Ausführungsform der Offenbarung verschieden ist.
  • 11 zeigt Prozesse der Vorprozesseinheit M20a und der Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung. Übrigens werden die Prozesse, die jenen entsprechen, die in 6 gezeigt sind, der Einfachheit halber durch die gleichen Bezugszeichen jeweils in 11 bezeichnet.
  • Wie in 11 gezeigt ist, berechnet in der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung eine Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit bzw. eine Berechnungsprozesseinheit eines normalisierten Werts M26 einen normalisierten Abgasdruck bzw. Auslassdruck Pex0, welcher ein Wert ist, der durch ein Dividieren des Auslass- bzw. Abgasdrucks Pex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, basierend auf einem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und der Drehzahl NE. Dies zieht die Tatsache in Betracht, dass die entsprechende Beziehung zwischen dem normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und dem normalisierten Abgasdruck Pex0 als unabhängig von dem Atmosphärendruck angesehen werden kann, wie mit Bezug auf 3 und 4 in der ersten Ausführungsform der Offenbarung beschrieben ist. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform der Offenbarung ein Kennfeld, das den normalisierten Einlassdruck Pm*/ekpa und die Drehzahl NE mit dem normalisierten Abgasdruck Pex0 assoziiert, vorab in dem nichtflüchtigen Speicher 62 gespeichert und der normalisierte Abgasdruck Pex0 wird basierend auf diesem Kennfeld berechnet.
  • Eine Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheit bzw. eine Berechnungsprozesseinheit eines nicht normalisierten Werts M27 berechnet den Abgasdruck Pex durch ein Multiplizieren des normalisierten Abgasdrucks Pex0 mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa. Dann wird in einer Ausgabeeinheit M28 das Pumpverlustdrehmoment Pump basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Abgasdruck Pex und dem Solleinlassdruck Pm* berechnet.
  • Zumindest einer der entsprechenden Gegenstände in den vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung kann wie folgt modifiziert werden.
  • Die Vorprozesseinheit M20a muss nicht absolut den Solleinlassdruck Pm* erlangen. Zum Beispiel kann in dem Fall, in dem ein Sensor vorgesehen ist, der den Druck in dem Einlassdurchgang 12 stromabwärts von dem Drosselventil 12 erfasst, die Einlassdruckerlangungsprozesseinheit M20a einen erfassten Wert des Sensors erlangen. Jedoch in diesem Fall ist es wünschenswert, den erfassten Wert des Sensors mehrmals in Intervallen kürzer als „720° / (die Anzahl der Zylinder)“ abzufragen bzw. abzutasten und einen sich bewegenden Durchschnitt dieser abgetasteten Werte als einen Parameter für eine Berechnung des Pumpverlustdrehmoments Pump zu erlangen, aber die Offenbarung ist nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann der erfasste Wert einmal in solch einer Art und Weise abgetastet werden, um einer Kraftstoffeinspritzung in jedem der Zylinder zu entsprechen, und die Abtastzeit bzw. -Zeitgebung kann derart angepasst werden, dass der abgetastete Wert gleich dem vorangehend genannten Durchschnitt wird. Übrigens ist die Verwendung des Durchschnitts nicht auf Fälle begrenzt, in denen der erfasste Wert des Sensors abgetastet wird. Zum Beispiel, wenn ein transienter Strömungszustand des Fluids durch die Verwendung eines Modells anstelle eines Berechnens der Durchschnitte des Einlassdrucks Pm und der Menge von Luft wie in dem Fall des vorangehend genannten InversLuftmodells M30 auch berechnet wird, ist es wünschenswert, einen Durchschnitt von einer Vielzahl von abgetasteten Werten des Einlassdrucks, der durch das Modell ausgegeben wird, und abgetasteten Werten an vorbestimmten Zeiten zu erlangen.
  • Übrigens, selbst in dem Fall, in dem ein Sensor vorgesehen ist, werden die Effekte wie der vorangehend genannte (5) und dergleichen unzweifelhaft durch ein Erlangen des Solleinlassdrucks Pm* erreicht. Die Vorprozesseinheit M20a ist nicht absolut erforderlich, um den Atmosphärendruck Pa, der durch den Atmosphärendrucksensor 70 erfasst wird, zu verwenden, sondern kann einen geschätzten Wert verwenden, der in der ECU 60 geschätzt wird. Dies kann zum Beispiel durch einen Prozess eines Betreibens eines geschätzten Werts des Atmosphärendrucks als einen Betriebsbetrag zum sich verringernden Steuern des Fehlers zwischen der Menge an Einlassluft, die durch einen Luftmengenmesser erfasst wird, und der geschätzten Menge an Luft realisiert werden.
  • Bezüglich dem normalisierten Einlassdruck und der Normalisierungsprozesseinheit M22 ist der Referenzatmosphärendruck Pa0 nicht auf die vorangehend genannten Werte begrenzt. Zum Beispiel kann der Referenzatmosphärendruck Pa0 „95 bis 105 kPa“ sein. Nebenbei kann zum Beispiel der Referenzatmosphärendruck Pa0 „70 bis 105 kPa“ sein. Nebenbei ist es nicht notwendig, den Referenzatmosphärendruck Pa0, der in dem Korrekturkoeffizienten ekpa verwendet wird, auf den Wert einzustellen, der an der Stelle angenommen wird, die sich auf der Höhe über Meeresniveau befindet, die angenommen wird, wenn das Fahrzeug fährt. Zum Beispiel kann der Korrekturkoeffizient „Pa/1“ oder „Pa/0,01“ sein. In Summe ist es ausreichend, dass der Korrekturkoeffizient als „a·(Pm/Pa)+b“ ausgedrückt wird, unter Verwendung des Koeffizienten a (eine reale Zahl verschieden zu 0), der vorab bestimmt wird, und des Achsenabschnitts b, mit anderen Worten ein Wert einer linearen Funktion zu sein, in der „Pm/Pa“ eine unabhängige Variable ist. Dem ist so, da der Wert der linearen Funktion, in der „Pm/Pa“ eine unabhängige Variable ist, lediglich durch ein Ändern der Einheit von „Pm/ekpa“ oder ein Ändern des Ursprungs erlangt wird. Das heißt, selbst wenn die Einheit der Abszissenachse oder der Ursprung in zum Beispiel 5 geändert wird, ändert sich der Grad einer Verteilung bzw. Streuung von gedruckten Punkten nicht. Deshalb kann die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert der linearen Funktion, in der „Pm/Pa“ eine unabhängige Variable ist, und „Pm/ekpa“ in den vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung als von dem Atmosphärendruck unabhängig angesehen werden. Deshalb können Effekte ähnlich zu jenen der vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung erreicht werden. Im Gegensatz dazu wird zum Beispiel in dem Fall, in dem die Werte einer quadratischen Funktion und einer kubischen Funktion, in der „Pm/Pa“ eine unabhängige Variable ist, verwendet werden, wenn eine Beziehung zwischen diesen Werte und „ΔPex/ekpa“ gedruckt wird, die Verteilung, die in 5 gezeigt ist, nicht garantiert, um beibehalten zu werden. Die Möglichkeit des Auftretens einer Verteilung, wie in 4 gezeigt ist, ist unleugbar.
  • Das normalisierte Pumpverlustdrehmoment ist nicht auf den Wert „Pump/ekpa“ begrenzt, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments Pump durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird. In Summe ist es ausreichend, dass das normalisierte Pumpverlustdrehmoment als „c·(Pump/ekpa)+d“ ausgedrückt wird, unter Verwendung eines Koeffizienten c (eine reale Zahl verschieden zu 0), der vorab bestimmt ist, und des Achsenabschnitts d, mit anderen Worten der Wert einer linearen Funktion zu sein, in der „Pump/ekpa“ eine unabhängige Variable ist. Obwohl dies das Gleiche ist, kann das normalisierte Pumpverlustdrehmoment der Wert einer linearen Funktion sein, in der „Pump/Pa“ eine unabhängige Variable ist. Der Wert dieser linearen Funktion wird lediglich durch ein Ändern der Einheit von „Pump/ekpa“ oder des Ursprungs erlangt. Deshalb kann die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert der linearen Funktion und dem normalisierten Einlassdruck als von dem Atmosphärendruck unabhängig angesehen werden. Deshalb können Effekte ähnlich jenen der vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung erreicht werden.
  • Der normalisierte Abgasdruck ist nicht auf den Wert „Pex/Pa“ begrenzt, der durch ein Dividieren des Abgasdrucks Pex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird. In Summe ist es ausreichend, dass der normalisierte Abgasdruck als „e·(Pex/Pa)+f“ ausgedrückt wird, unter Verwendung eines Koeffizienten e (eine reale Zahl verschieden zu 0), der vorab bestimmt ist, und eines Achsenabschnitts f, mit anderen Worten der Wert einer linearen Funktion zu sein, in der „Pex/Pa“ eine unabhängige Variable ist. Der Wert dieser linearen Funktion wird lediglich durch ein Ändern der Einheit von „Pex/ekpa“ oder des Ursprungs erlangt. Deshalb kann die entsprechende Beziehung zwischen dem Wert der linearen Funktion und dem normalisierten Einlassdruck als von dem Atmosphärendruck unabhängig angesehen werden. Deshalb können Effekte ähnlich zu jenen der vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung erreicht werden.
  • Die Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheiten bzw. die Berechnungsprozesseinheiten der nicht normalisierten Werte M25 und M27 brauchen nicht absolut den Ausgabewert der Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa multiplizieren. Zum Beispiel wird in der vorangehend genannten dritten Ausführungsform der Offenbarung (11), wenn das Kennfeld, das durch die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M26 verwendet wird, den normalisierten Einlassdruck Pm/ekpa mit dem Wert assoziiert, der durch ein Dividieren des vorangehend genannten Differenzialdrucks ΔPex durch den Korrekturkoeffizienten ekpa erlangt wird, der Referenzatmosphärendruck Pa0 zuerst zu dem Ausgabewert der Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M26 hinzugefügt und die Summe wird dann mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa multipliziert. Daher kann der Abgasdruck Pex in der gleichen Weise wie in der vorangehend genannten dritten Ausführungsform der Offenbarung berechnet werden. Nebenbei kann anstelle dieser Berechnung der Ausgabewert der Normalisierungswertberechnungsprozesseinheit M26 mit dem Korrekturkoeffizienten ekpa multipliziert werden, und dann kann der Atmosphärendruck Pa zu dem Produkt hinzugefügt werden. Auch auf diese Weise kann der Abgasdruck Pex in der gleichen Art und Weise wie in der vorangehend genannten dritten Ausführungsform der Offenbarung berechnet werden.
  • In jeder von den vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung wird bezüglich des vorgeschriebenen Werts zum Bestimmen des Betrags eines Vorversatzes hinsichtlich des oberen Totpunkts TDC das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 aus dem gleichen Kennfeld wie in dem Fall berechnet, in dem die Ventilöffnungszeit IVO mit dem oberen Totpunkt TDC übereinstimmt, wenn die Ventilöffnungszeit IVO hinsichtlich des oberen Totpunkts TDC vorversetzt ist, jedoch ist die Offenbarung nicht darauf begrenzt. Mit anderen Worten, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit IVO hinsichtlich des oberen Totpunkts TDC gleich wie oder größer als der vorgeschriebene Wert ist, wird das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 durch die Verwendung des gleichen Kennfelds wie in dem Fall berechnet, in dem der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit IVO hinsichtlich des oberen Totpunkts TDC gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, und der vorgeschriebene Wert wird auf Null gesetzt, jedoch ist die Offenbarung nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel kann der vorgeschriebene Wert größer als Null sein. Dies zieht die Tatsache in Betracht, dass das Pumpverlustdrehmoment in dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 von dem oberen Totpunkt TDC vorversetzt ist, von dem Pumpverlustdrehmoment in dem Fall verschieden sein kann, in dem die Ventilöffnungszeit IVO mit dem oberen Totpunkt TDC übereinstimmt, als ein Ergebnis einer Antwortverzögerung der Einlassluft. Es soll hierin vermerkt sein, dass der vorgeschriebene Wert auf solch einen Betrag eines Vorversatzes eingestellt werden kann, dass sich der Pumpverlust nicht ändert, selbst wenn die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 weiter vorversetzt wird.
  • Bezüglich den Vergleichsdaten sind in der vorangehend genannten zweiten Ausführungsform der Offenbarung das Kennfeld in dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 mit dem oberen Totpunkt TDC übereinstimmt, und das Kennfeld in dem Fall, in dem die Ventilöffnungszeit IVO des Einlassventils 18 die am weitesten zurückversetzte Zeit IVOAVI ist, vorgesehen, jedoch ist die Offenbarung nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel können Kennfelder jeweils bezüglich Fällen vorgesehen sein, in denen die Ventilöffnungszeit drei oder mehrere gegenseitig verschiedene Zeiten annimmt.
  • In dem Kennfeld, das den normalisierten Einlassdruck Pm/ekpa mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziiert, und dem Kennfeld, das den normalisierten Einlassdruck Pm/ekpa mit den normalisierten Abgasdruck Pex0 assoziiert, ist es nicht unverzichtbar bzw. notwendig, den normalisierten Einlassdruck Pm/ekpa mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 oder den normalisierten Abgasdruck Pex0 für jede von den gegenseitig verschiedenen Drehzahlen NE zu assoziieren. Selbst die Daten bei der einzelnen Drehzahl NE sind effektiv bzw. wirksam bei einem Berechnen des Pumpverlustdrehmoments mit einer hohen Genauigkeit zum Beispiel in dem Fall, in dem die Drehzahl NE in dem vorliegenden Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 10 begrenzt ist. Übrigens ist der gedachte Zweck eines Begrenzens der Drehzahl NE dazu gedacht, die Handlung eines Variabelmachens des Drehmoments zu umfassen, durch ein Festlegen bzw. Fixieren der Drehzahl, wenn die Brennkraftmaschine 10 in Betrieb in zum Beispiel einem seriellen Hybridfahrzeug und dergleichen ist.
  • Zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck, der Drehzahl NE und der Ventilöffnungszeit IVO können die Daten die Zündzeit mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem normalisierten Abgasdruck assoziieren. Daher kann das normalisierte Pumpverlustdrehmoment und der normalisierte Abgasdruck in Erwägung von Änderungen in dem Pumpverlustdrehmoment berechnet werden, die aus Änderungen in dem Abgasdruck resultieren, die der Zündzeit zuschreibbar sind.
  • Die Kennfelder sind nicht notwendig. Zum Beispiel können Relationalausdrücke bzw. Relativausdrücke verwendet werden. Das heißt, zum Beispiel in der vorangehend genannten dritten Ausführungsform der Offenbarung können der Koeffizient α und der Achsenabschnitt β in „(Pex/ekpa) = α·(Pm/ekpa)+β“ für jede von den Drehzahlen NE angepasst sein. In diesem Fall ist jedoch der Relativausdruck nicht absolut erforderlich, um ein linearer Ausdruck zu sein. Selbst in dem Fall, in dem der Relativausdruck dementsprechend verwendet wird, kann die Arbeitszeit bzw. die Mannstunden für eine Anpassung durch die Verwendung des normalisierten Einlassdrucks Pm*/ekpa reduziert werden. Das heißt, zum Beispiel wenn der normalisierte Einlassdruck Pm*/ekpa nicht anstelle der ersten Ausführungsform der Offenbarung verwendet wird, wird der Relationalausdruck bzw. Relativausdruck, der den Einlassdruck Pm, den Atmosphärendruck Pa und die Drehzahl NE mit dem Pumpverlustdrehmoment Pump assoziiert, angepasst. Da es eine große Anzahl von Variablen gibt, steigt der Arbeitsaufwand für eine Anpassung.
  • In der ersten Ausführungsform der Offenbarung (6) und der zweiten Ausführungsform der Offenbarung (9) ist die Pumpverlustdrehmomentberechnungsprozesseinheit M23 gestaltet, um den Ausgabewert der Nichtnormalisierungswertberechnungsprozesseinheit bzw. der Berechnungsprozesseinheit des nicht normalisierten Werts M25 auszugeben, jedoch ist die Offenbarung nicht darauf begrenzt. Zum Beispiel, wenn die Normalisierungswertberechnungsprozesseinheiten M24 und M24a ein Kennfeld verwenden, das das normalisierte Pumpverlustdrehmoment Pump0 nicht mit der Zündzeit assoziiert, kann der Wert, der durch ein Korrigieren des Ausgabewerts der Berechnungsprozesseinheit des nicht normalisierten Werts M25 basierend auf der Zündzeit erlangt wird, ausgegeben werden. Daher, selbst wenn das Kennfeld, das das normalisierte Pumpverlustdrehmoment nicht mit der Zündzeit assoziiert, verwendet wird, können das Pumpverlustdrehmoment Pump und der Abgasdruck Pex, der Änderungen in dem Pumpverlustdrehmoment in Betracht zieht, welche aus Änderungen in dem Abgasdruck resultieren, die der Zündzeit zuschreibbar sind, ausgegeben werden.
  • Der variable Ventileigenschaftsmechanismus ist nicht auf den variablen Ventilzeitmechanismus 42 begrenzt. Zum Beispiel kann ein variabler Ventilarbeitswinkeimechanismus eingesetzt werden, der die Arbeitswinkel von Ventilen variabel macht. Auch in diesem Fall ist es wirksam, Vergleichsdaten zu verwenden, die die Ventilöffnungszeit des Einlassventils 18 mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment Pump0 assoziieren.
  • Die Betätigungsbetragseinstellprozesseinheiten M16, M18 und M30 können mit einem Kennfeld ausgerüstet sein, das bestimmt, wie sich das Bedarfsverbrennungsdrehmoment Trqc*, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F und die Drehzahl NE zu dem Einlassdruck in der Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18 für jede von den Zündzeiten auswirken bzw. in welcher Beziehung stehen, anstelle eines Ausgestattetseins mit der Berechnungsprozesseinheit des erhöhten Drehmoments bzw. der Erhöhungsdrehmomentberechnungsprozesseinheit M16.
  • Die obere Grenzwächterprozesseinheit M32 muss nicht vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Solleinlassdruck Pm0*, der durch die Einlassdruckberechnungsprozesseinheit M31 berechnet wird, an die Vorprozesseinheit M20a eingegeben werden und der Strömungsgeschwindigkeitskoeffizient Kv kann basierend auf dem Solleinlassdruck Pm0* berechnet werden, der durch die Einlassdruckberechnungsprozesseinheit M31 berechnet ist.
  • Die Öffnungsgradeinstellprozesseinheit M36 ist nicht absolut erforderlich, um die Daten zu verwenden, die die Einlassluftmenge mit dem Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 assoziieren, wenn der Differenzialdruck zwischen dem Bereich stromaufwärts des Drosselventils 14 und dem Bereich stromabwärts des Drosselventils 14 der Referenzdifferenzialdruck ist. Zum Beispiel können die Daten, die die Einlassluftmenge mit dem Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 assoziieren, für jeden von gegenseitig verschiedenen Werten des vorangehend genannten Differenzialdrucks vorgesehen werden und der Öffnungsgrad TA kann unter Verwendung dieser Daten eingestellt werden. In diesem Fall muss die Korrektur nicht mit dem Strömungsgeschwindigkeitskoeffizienten Kv in der Luftströmungsratenberechnungsprozesseinheit M34 gemacht werden.
  • Die Verwendung des Inversluftmodells M30 ist ebenfalls nicht unverzichtbar. Zum Beispiel kann ein Einlassdrucksensor vorgesehen sein, wobei die Sollluftmenge KL0*, die durch die Sollluftmengeneinstellprozesseinheit M18 eingestellt ist, in die Sollluftmenge, die durch das Drosselventil 14 hindurchführt, umgewandelt werden kann, und der Öffnungsgrad TA des Drosselventils 14 zum Erreichen der Sollluftmenge kann basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Atmosphärendruck Pa und dem Einlassdruck Pm eingestellt werden, der durch den Einlassdrucksensor erfasst wird. Dies kann durch ein Bereitstellen eines Kennfelds realisiert werden, das die Sollluftmenge und den Differenzialdruck mit dem Öffnungsgrad assoziiert.
  • Bezüglich der Brennkraftmaschine ist das Kraftstoffeinspritzventil nicht absolut erforderlich, um Kraftstoff in den Einlassdurchgang einzuspritzen. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff direkt in die Brennkammer 24 einspritzen.
  • Die Zündfunkenzündungsbrennkraftmaschine ist nicht unersetzbar. Zum Beispiel kann eine Kompressionszündungsbrennkraftmaschine, wie zum Beispiel eine Dieselmaschine oder dergleichen, eingesetzt werden. Auch in diesem Fall ist es zum Beispiel dann, wenn eine Drehmomentanforderungssteuerung unter Verwendung des Bedarfsverbrennungsdrehmoments Trqc* durchgeführt wird, effektiv, das Pumpverlustdrehmoment Pump in der Art und Weise der vorangehend genannten Ausführungsformen der Offenbarung zu berechnen.

Claims (11)

  1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (10), wobei die Brennkraftmaschine (10) einen Einlassdurchgang (12), einen Auslassdurchgang (32) und einen Aktor aufweist, wobei die Steuervorrichtung gekennzeichnet ist durch eine elektronische Steuereinheit (60), die gestaltet ist, um: ein Steuerbefehlssignal an den Aktor auszugeben und eine gesteuerte Variable der Brennkraftmaschine (10) zu steuern; einen Einlassdruck in dem Einlassdurchgang (12) zu erlangen; einen Atmosphärendruck zu erlangen; einen normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der normalisierte Einlassdruck ein Druck ist, der durch ein Normalisieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; ein Pumpverlustdrehmoment der Brennkraftmaschine (10) basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen; einen ersten Wert oder einen Wert einer linearen Funktion, in der der erste Wert eine unabhängige Variable ist, als den normalisierten Einlassdruck zu berechnen, wobei der erste Wert durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; Vergleichsdaten zu speichern, wobei die Vergleichsdaten Daten sind, die einen Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren; den Ausgabewert basierend auf dem normalisierten Einlassdruck und den Vergleichsdaten zu berechnen, wobei der Ausgabewert einer von einem zweiten Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Atmosphärendruck erlangt wird, einem normalisierten Pumpverlustdrehmoment als einen Wert einer linearen Funktion, in der der zweite Wert eine unabhängige Variable ist, einem dritten Wert, der durch ein Dividieren eines Abgasdrucks als ein Druck in dem Auslassdurchgang (32) durch den Atmosphärendruck erlangt wird, und einem normalisierten Abgasdruck als einen Wert einer linearen Funktion ist, in der der dritte Wert eine unabhängige Variable ist; und einen von dem Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck und dem Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck zu berechnen, wobei der Abgasdruck verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf einem Differenzialdruck von dem Einlassdruck zu berechnen.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, das normalisierte Pumpverlustdrehmoment ist, die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um das normalisierte Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck zu berechnen.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Brennkraftmaschine (10) ferner mit einem variablen Ventileigenschaftsmechanismus (42) ausgerüstet ist, wobei der variable Ventileigenschaftsmechanismus gestaltet ist, um eine Ventileigenschaft eines Einlassventils (18) der Brennkraftmaschine (10) zu ändern, wobei die Vergleichsdaten eine Ventilöffnungszeit des Einlassventils (18) mit dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment zusätzlich in Beziehung zu dem normalisierten Einlassdruck setzen, wobei die Vergleichsdaten das normalisierte Pumpverlustdrehmoment derart assoziieren, dass das normalisierte Pumpverlustdrehmoment dann, wenn die Ventilöffnungszeit auf einer Rückversatzseite ist, größer als das normalisierte Pumpverlustdrehmoment ist, wenn die Ventilöffnungszeit auf einer Vorversatzseite ist, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um das normalisierte Pumpverlustdrehmoment basierend auf der Ventilöffnungszeit und den Vergleichsdaten zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um einen gleichen Wert des normalisierten Pumpverlustdrehmoments wie in einem Fall zu berechnen, in dem ein Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich eines oberen Totpunkts eines Kolbens gleich einem vorgeschriebenen Wert ist, wenn der Betrag eines Vorversatzes gleich wie oder größer als der vorgeschriebene Wert ist, und der vorgeschriebene Wert ein Wert gleich wie oder größer als Null ist.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vergleichsdaten erste Daten und zweite Daten aufweisen, wobei die ersten Daten Daten sind, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich des oberen Totpunkts des Kolbens gleich dem vorgeschriebenen Wert ist, und die zweiten Daten Daten sind, wenn die Ventilöffnungszeit am weitesten zurückversetzt ist, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um den Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, durch eine interpolierende arithmetische Operation des Ausgabewerts, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, in jeden von dem ersten Daten und den zweiten Daten zu berechnen, wenn der Betrag eines Vorversatzes der Ventilöffnungszeit hinsichtlich des oberen Totpunkts des Kolbens kleiner als der vorgeschriebene Wert ist.
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, der normalisierte Abgasdruck ist, die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um den normalisierten Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen, die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um den Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem Differenzialdruck zwischen dem Abgasdruck und dem Einlassdruck zu berechnen.
  7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 6, wobei die Vergleichsdaten eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) mit dem Ausgabewert zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck in Relation bringen, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um den Ausgabewert basierend auf der Drehzahl und den Vergleichsdaten zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck zu berechnen.
  8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Vergleichsdaten eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) mit dem Ausgabewert zusätzlich zu dem normalisierten Einlassdruck und der Ventilöffnungszeit in Verbindung setzen, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um den Ausgabewert basierend auf dem normalisierten Einlassdruck, der Ventilöffnungszeit, der Drehzahl und den Vergleichsdaten zu berechnen.
  9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um ein Bedarfsaxialdrehmoment der Brennkraftmaschine (10) zu berechnen, die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um ein Bedarfsanzeigedrehmoment der Brennkraftmaschine (10) basierend auf einem Prozess eines Addierens eines Reibungsdrehmoments der Brennkraftmaschine (10) zu dem Bedarfsaxialdrehmoment zu berechnen, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um einen Betätigungsbetrag des Aktors der Brennkraftmaschine (10) basierend auf einem Wert einzustellen, der durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments zu dem Bedarfsanzeigedrehmoment erlangt wird.
  10. Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 9, wobei die Brennkraftmaschine (10) ein Drosselventil (14) aufweist, die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um Luftmengenumwandlungsdaten und Einlassdruckumwandlungsdaten zu speichern, wobei Luftmengenumwandlungsdaten den Wert, der durch ein Addieren des Pumpverlustdrehmoments zu dem Bedarfsanzeigedrehmoment erlangt wird, mit einer Sollluftmenge assoziieren, und die Einlassdruckumwandlungsdaten die Sollluftmenge mit dem Einlassdruck assoziieren, und die elektronische Steuereinheit (60) gestaltet ist, um die Sollluftmenge unter Verwendung der Luftmengenumwandlungsdaten zu berechnen und dann einen Prozess eines Berechnens eines Solleinlassdrucks unter Verwendung der berechneten Sollluftmenge und den Einlassdruckumwandlungsdaten auszuführen, wobei die Sollluftmenge ein arithmetischer Parameter ist, um einen Öffnungsgrad des Drosselventils einzustellen, und einen Prozess eines Erlangens des Einlassdrucks auszuführen, der ein Prozess eines Erlangens des Solleinlassdrucks ist.
  11. Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine (10), wobei die Brennkraftmaschine (10) einen Einlassdurchgang (12), einen Auslassdurchgang (32) und einen Aktor aufweist, wobei das Steuerverfahren gekennzeichnet ist durch ein Erlangen eines Einlassdrucks des Einlassdurchgangs (12); ein Erlangen eines Atmosphärendrucks; ein Berechnen eines normalisierten Einlassdrucks, wobei der normalisierte Einlassdruck ein Druck ist, der durch ein Normalisieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; ein Berechnen eines Pumpverlustdrehmoments der Brennkraftmaschine (10) basierend auf dem normalisierten Einlassdruck; ein Berechnen eines ersten Werts oder eines Werts einer linearen Funktion, in der der erste Wert eine unabhängige Variable ist, als den normalisierten Einlassdruck, wobei der erste Wert durch ein Dividieren des Einlassdrucks durch den Atmosphärendruck erlangt wird; ein Speichern von Vergleichsdaten, wobei die Vergleichsdaten Daten sind, die einen Ausgabewert, der durch den Atmosphärendruck normalisiert ist, mit dem normalisierten Einlassdruck assoziieren; ein Berechnen des Ausgabewerts basierend auf dem normalisierten Einlassdruck und den Vergleichsdaten, wobei der Ausgabewert einer von einem zweiten Wert, der durch ein Dividieren des Pumpverlustdrehmoments durch den Atmosphärendruck erlangt wird, einem normalisierten Pumpverlustdrehmoment als einen Wert einer linearen Funktion, in der der zweite Wert eine unabhängige Variable ist, einem dritten Wert, der durch ein Dividieren eines Abgasdrucks als ein Druck in dem Abgasdurchgang (32) durch den Atmosphärendruck erlangt wird, und einem normalisierten Abgasdruck als einen Wert einer linearen Funktion ist, in dem der dritte Wert eine unabhängige Variable ist; und ein Berechnen von einem von dem Pumpverlustdrehmoment basierend auf dem normalisierten Pumpverlustdrehmoment und dem Atmosphärendruck und dem Abgasdruck basierend auf dem normalisierten Abgasdruck und dem Atmosphärendruck, wobei der Abgasdruck verwendet wird, um das Pumpverlustdrehmoment basierend auf einem Differenzialdruck aus dem Einlassdruck zu berechnen.
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