DE102019130955B4 - Verfahren zum steuern eines luft-kraftstoff-verhältnisses eines fahrzeugs, das eine variable-ventilöffnungsdauer-vorrichtung und ein aktives entlüftungssystem hat - Google Patents

Verfahren zum steuern eines luft-kraftstoff-verhältnisses eines fahrzeugs, das eine variable-ventilöffnungsdauer-vorrichtung und ein aktives entlüftungssystem hat Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein aktives Entlüftungssystem zum Entlüften eines Kraftstoffverdampfungsgases durch Verwenden einer Entlüftungspumpe (16) und eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) aufweist, wobei das Verfahren aufweist:Berechnen, durch eine Steuervorrichtung (6), einer in einen Zylinder eines Motors gefüllte Luftmenge basierend auf einer Frischluftmenge, die von außerhalb durch ein Drosselventil (4) des Motors eingeströmt ist, einer Restluftmenge, die beim Öffnen eines Einlassventils (20) des Motors innerhalb des Zylinders des Motors verbleibt, und einer Rückstromgasmenge, die in den Zylinder zurück strömt, wobei die Rückstromgasmenge berechnet wird basierend auf einer Ventilöffnungsdauer, die von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) gesteuert wird, und einer Ventilüberschneidung des Einlassventils (20) und eines Auslassventils (30) des Motors,Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Entlüftungsgasflussrate von Entlüftungsgas, welches einem Ansaugkrümmer (5) des Motors zugeführt wird, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird,Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Endluftmenge durch Korrigieren der berechneten, in den Zylinder gefüllten Luftmenge mit der berechneten Entlüftungsgasflussrate,Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Menge eines Kraftstoffbestandteils, der in dem Entlüftungsgas enthalten ist, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird,Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Endkraftstoffmenge durch Korrigieren einer Kraftstoffmenge, die von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt wird, mit der berechneten Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils undSteuern, durch die Steuervorrichtung (6), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Mischung, um ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf der Endluftmenge und der Endkraftstoffmenge zu erfüllen.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), und insbesondere ein Verfahren zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses unter Berücksichtigung des Falls, in dem die Luftmenge und die Menge des Kraftstoffs verändert werden durch das Betreiben eines aktiven Entlüftungssystems bzw. Spülsystems (im Folgenden „Entlüftungssystem“ genannt) in einem Fahrzeug, das eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung und ein aktives Entlüftungssystem hat.
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Erfindung/Offenbarung und müssen keinen Stand der Technik bilden.
  • Üblicherweise wurde als eine Vorrichtung zum Ändern einer Ventilöffnungsdauer eine Kontinuierlich-Variabler-Ventilhub-Technik (kurz: CWL-Technik, abgeleitet vom englische Begriff „Continously Variable Valve Lift technique“) entwickelt, bei der ein Ventil implementiert ist, um mit einem unterschiedlichen Hub zu arbeiten/zu wirken gemäß der Drehzahl eines Motors, aber in solch einem CWL-System ist die Ventilöffnungsdauer variabel, jedoch wird der Ventilhub gleichzeitig verändert, wodurch der Freiheitsgrad der Steuerung reduziert wird.
  • Um ein solches Problem zu lösen, wurde eine wie in der KR 10 1 326 818 B1 (11. November 2013) offenbarte Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (kurz: CWD-Vorrichtung, abgeleitet vom englischen Begriff „Continously Variable Valve Duration Apparatus“) entwickelt. In dem Fall der CVVD-Technik, wie in 3 dargestellt, kann die Ventilöffnungsdauer effektiv variieren, ohne den Ventilhub zu verändern. Zusätzlich ist es möglich, die Öffnungs-/Schließ-Zeitvorgaben des Ventils unabhängig zu steuern und somit eine optimale Öffnungs-/Schließ-Zeitvorgabe des Ventils einzustellen.
  • Zwischenzeitlich wird der in einem Kraftstofftank des Fahrzeugs gespeicherte Kraftstoff gemäß dem Fluss und der Innentemperatur in dem Kraftstofftank verdampft, um ein Kraftstoffverdampfungsgas zu erzeugen. Wenn ein solches Kraftstoffverdampfungsgas in die Atmosphäre entweicht, verursacht es ein Umweltverschmutzungsproblem. Um dies zu verhindern, wird zurzeit, wie in der in dem koreanischen Patent KR 10 0 290 337 B1 (24. Oktober 2001) offenbarten Technologie, ein Entlüftungssystem verwendet zum Sammeln des Verdampfungsgases in einem Kanister und zum Einströmen des Verdampfungsgases in ein Einlasssystem bzw. Ansaugsystem (im Folgenden „Einlasssystem“ genannt) des Motors durch Verwenden des negativen Drucks der Einlassluft, um wiederzuverbrennen.
  • In dem Fall des konventionellen Entlüftungssystems, wie in der KR 10 0 290 337 B1 (24. Oktober 2001), insbesondere im Fall eines mit einem Turbolader ausgestatteten Motors, haben wir entdeckt, dass es schwierig ist, einen negativen Druck an dem vorderen Ende des Einlassventils des Motors zu erzeugen, so dass es schwierig ist, das Entlüftungssystem, welches den konventionellen negativen Druck des Einlasses verwendet, zu verwenden.
  • Weitere konventionelle Entlüftungssysteme, bei denen eine Berücksichtigung der Kraftstoffanteile, die aus einem Kraftstoffdampfrückhaltesystem in den Ansaugbereich strömen, erfolgt und bei denen die Frischluftmassenströme abhängig von der Drosselklappe bzw. den Einlassventilen oder den Abgasrückführungen ermittelt werden, sind aus der DE 103 32 107 A1 , der nachveröffentlichten DE 10 2017 210 768 A1 , der DE 10 2017 214 563 A1 , der US 2013 / 0 245 922 A1 und der US 2015 / 0 330 326 A1 bekannt.
  • ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
  • Akkurates Berechnen der Einlassluftmenge und der bereitgestellten Kraftstoffmenge eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs ist verlangt zum Verbessern der Leistung und Kraftstoffeffizienz des Motors. Zusätzlich ist es auch wichtig, den Bestandteil des Abgases akkurat zu bestimmen. Wenn die Einlassluftmenge des Motors falsch berechnet wird, sodass sie größer als der eigentliche Wert ist, wird der dazu korrespondierende Kraftstoff eingespritzt, wodurch die Kraftstoffeffizienz verschlechtert wird und schädliche Gase (CO (Kohlenstoffmonoxid), HC (Kohlenwasserstoff)) ausströmen. Darüber hinaus, umgekehrt, wenn die Einlassluftmenge des Motors falsch berechnet wird, sodass sie kleiner als der eigentliche Wert ist, wird der dazu korrespondierende Kraftstoff verhältnismäßig wenig eingespritzt, wodurch die Ausgangsleistung des Motors geschwächt wird und schädliches Gas (NOx (Stickoxide)) ausgestoßen wird.
  • Jedoch, in dem Fall eines Fahrzeugs, bei dem ein aktives Entlüftungssystem (APS) verwendet wird, wenn das Entlüftungssystem betrieben wird, wird das von einer Entlüftungspumpe ausgestoßene Gas einem Ansaugkrümmer zugeführt und das an Kraftstoffbestandteil reiche Entlüftungsgas strömt in den „Frei“-Zustand (Leerlauf), oder umgekehrt, wenn magere Luft (mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch) dorthinein strömt, wird eine zu magere oder reichhaltige Verbrennungs-Atmosphäre geschaffen, so dass es das Phänomen des Stoppens des Motors verursachen kann.
  • 11 stellt ein solches Phänomen dar. Wenn die Entlüftungspumpe arbeitet, tritt der Fluss/Strom des Entlüftungsgases auf, welches eine vorbestimmte Konzentration (HC Konzentration) hat, und nachdem eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, erreicht das Entlüftungsgas der Ansaugkrümmer entlang der Entlüftungsleitung (‚①‘ in 11). In diesem Fall wird der von einer Lambdasonde (Lambdasensor) gemessene Lambda-Wert durch den Kraftstoffbestandteil (HC) verändert, der in dem Entlüftungsgas enthalten ist, und infolgedessen korrigiert eine Motorsteuereinheit (kurz: ECU, abgeleitet vom englischen Begriff „Engine Control Unit“) die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend dem gemessenen Lambda-Wert zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Bei diesem Vorgang tritt die Abweichung des Lambda-Werts erheblich auf, und daher wird der Verbrennungsvorgang während der Korrektur der Kraftstoffmenge sehr instabil (‚③‘ in 11).
  • Wie oben beschrieben haben wir herausgefunden, dass es wünschenswert ist, um den unerwünschten Motorstopp zu vermeiden und um die Stabilität sicherzustellen, die Luftmenge und die Kraftstoffmenge akkurat zu berechnen, wenn das aktive Entlüftungssystem ein akkurates Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aktiv durchführt. Insbesondere bei einem Fahrzeug, das eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung aufnimmt, ist es wünschenswert, beim Berechnen der Luftmenge nicht nur die Frischluftmenge, sondern bei der Ventilüberschneidung auch die Rückstromgasmenge zu beachten, so dass die Luftmenge und die Kraftstoffmenge genauer berechnet werden.
  • Die vorliegende Erfindung/Offenbarung schafft ein Verfahren zum angemessenen Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch akkurates Berechnen der Luftmenge und der Kraftstoffmenge im Fahrzeug durch Aufnehmen einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung und eines aktiven Entlüftungssystems.
  • Das Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Fahrzeugs, das ein aktives Entlüftungssystem zum Entlüften bzw. Spülen (im Folgenden „Entlüften“ genannt) eines Kraftstoffverdampfungsgases durch Verwenden einer Entlüftungspumpe und einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung hat, weist auf: Berechnen, durch eine Steuervorrichtung, einer in einen Zylinder eines Motors gefüllte Luftmenge basierend auf einer Frischluftmenge, die von außerhalb durch eine Drosselklappe bzw. ein Drosselventil (im Folgenden: „Drosselventil“ genannt) des Motors eingeströmt ist, einer Restluftmenge, die beim Öffnen eines Einlassventils des Motors innerhalb des Zylinders des Motors verbleibt, und einer Rückstromgasmenge, die in den Zylinder zurück strömt, wobei die Rückstromgasmenge berechnet wird basierend auf einer von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuerten Ventilöffnungsdauer und einer Ventilüberschneidung des Einlassventils und eines Auslassventils des Motors, Berechnen, durch die Steuervorrichtung, einer Entlüftungsgasflussrate des Entlüftungsgases, das einem Ansaugkrümmer des Motors zugeführt wird, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, Berechnen, durch die Steuervorrichtung, einer Endluftmenge durch Korrigieren der berechneten, in den Zylinder gefüllten Luftmenge mit der berechneten Entlüftungsgasflussrate, Berechnen, durch die Steuervorrichtung, einer Menge eines in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, Berechnen, durch die Steuervorrichtung, einer Endkraftstoffmenge durch Korrigieren einer von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffmenge mit der berechneten Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils, und Steuern, durch die Steuervorrichtung, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Mischung, um ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf der Endluftmenge und der Endkraftstoffmenge zu erfüllen.
  • Zu dieser Zeit wird die Entlüftungsgasflussrate berechnet durch Verwenden der Drehzahl (U/min) der Entlüftungspumpe und eines Druckunterschieds an einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Entlüftungspumpe.
  • Das Berechnen der Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils weißt auf: Berechnen einer Konzentration des Entlüftungsgases durch Verwenden der Drehzahl (U/min) der Entlüftungspumpe und des Druckes an einem hinteren Ende der Entlüftungspumpe, Berechnen einer Dichte des Kraftstoffbestandteils in dem Entlüftungsgas durch Verwenden der berechneten Entlüftungsgaskonzentration, und Berechnen einer Masse des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils durch Verwenden der Dichte der Kraftstoffkomponente und der Entlüftungsgasflussrate.
  • Um die Entlüftungskonzentration akkurater zu berechnen, wird die Berechnung der Entlüftungskonzentration ausgeführt, wenn ein Entlüftungsventil zum Öffnen und Schließen der Entlüftungspassage geschlossen wurde.
  • Um den Einfluss der Höhenlage und der Temperatur an dem Punkt, an dem sich ein Fahrzeug befindet, zu berücksichtigen, weist das Berechnen der Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils ferner auf: Kompensieren der berechneten Dichte des Kraftstoffbestandteils gemäß der äußeren Lufttemperatur und der Höhenlage eines Fahrzeugs.
  • Um den Zeitpunkt, zu dem das Entlüftungsgas in einen Ansaugkrümmer einströmt, und die Entlüftungskonzentration zu dieser Zeit/zu diesem Zeitpunkt akkurat zu berechnen, kann die Konzentration des in ein Einlasssystem eingeströmten Entlüftungsgases ermittelt werden durch Verwenden eines Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases bis dieses von der Entlüftungspumpe abgeführt wird und durch eine Entlüftungspassage in das Einlasssystem des Motors einströmt.
  • Bei einer Ausführungsform ist beim Berechnen der in den Zylinder gefüllten Luftmenge die Rückstromgasmenge ein Wert, der erhalten wird durch Korrigieren einer Basisrückstromgasmenge, die ermittelt wird basierend auf dem Auslassdruck (Abgasdruck), dem Einlassdruck, der Auslasstemperatur (Abgastemperatur) und der Ventilüberschneidungszeitspanne in dem Ventilüberschneidungsabschnitt, die auf der durch den Betrieb der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung veränderten Ventilöffnungsdauer basiert.
  • Bei einer anderen Ausführungsform, wenn die Basisrückstromgasmenge korrigiert wird, wird die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate/Umrechnungsrate korrigiert durch Verwenden des Ventilprofils, das bestimmt wird basierend auf der Weiteste-Öffnung-Position (kurz: MOP, abgeleitet vom englischen Begriff „Most-Opening-Position) und dem Ventilschließzeitpunkt des Einlassventils oder des Auslassventils, welche von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuert werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform, wenn die Basisrückstromgasmenge korrigiert wird, wird die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate/Umrechnungsrate korrigiert durch Verwenden des Ventilprofils, das bestimmt wird basierend auf der Weiteste-Öffnung-Position (MOP) und dem Ventilöffnungszeitpunkt des Einlassventils oder des Auslassventils, welche von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuert werden.
  • In noch einer anderen Ausführungsform, wenn die Basisrückstromgasmenge korrigiert wird, wird die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate/Umrechnungsrate korrigiert durch Verwenden des Ventilprofils, das bestimmt wird basierend auf dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt des Einlassventils oder des Auslassventils, welche von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuert werden.
  • Als eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung, wenn die Basisrückstromgasmenge korrigiert wird, wird die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate/Umrechnungsrate korrigiert durch Verwenden eines Ventilprofils, das bestimmt wird basierend auf der Ventilöffnungsdauer und der Weiteste-Öffnungs-Position (MOP) des Einlassventils oder des Auslassventils, welche durch die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung/Offenbarung wird die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate/Umrechnungsrate korrigiert durch Verwenden des Ventilprofils, das bestimmt wird durch ein (mathematische) Funktion der Ventilöffnungsdauer des Einlassventils oder des Auslassventils, welche von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung gesteuert wird.
  • Bei einem Fahrzeug, das mit einem Abgasrückführungssystem (kurz: EGR-System, abgeleitet vom englischen Begriff „exhaust gas recirculation system“) ausgestattet ist, wird die Endluftmenge berechnet durch Korrigieren der Luftmenge, die durch die Flussrate des Entlüftungsgases mit der Flussrate des durch ein Abgasrückführungssystem (EGR-System) rückgeführten Abgases korrigiert wird/ist, um die EGR-Menge (zurückgeführte Abgasmenge)in der Luftmenge widerzuspiegeln/zu berücksichtigen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung, wenn das Verdampfungsgas durch das aktive Entlüftungssystem entlüftet wird, ist es möglich, die zusätzlich durch das Entlüftungsgas zugeführte Kraftstoffmenge akkurat zu berechnen, und, indem man diese verwendet, die Kraftstoffmenge akkurat zu berechnen, welche zum Motor zu der derzeitigen Zeit zugeführt wird, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angemessen gesteuert wird.
  • Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung möglich, die dem Motor zu der derzeitigen Zeit zugeführte Luftmenge akkurat zu berechnen unter Berücksichtigung der Frischluftmenge, der Restluftmenge und der Rückstromluftmenge, wenn die Ventilöffnungsdauer von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung verändert wird und die Entlüftungsgasflussrate während des aktiven Entlüftungsbetriebs bereitgestellt wird, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angemessen gesteuert wird.
  • Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung möglich, wenn das Entlüftungsgas von dem aktiven Entlüftungssystem entlüftet wird, den Konzentrationsbestandteil des Entlüftungsgases, das dem Ansaugkrümmer zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zugeführt wird, akkurat abzuschätzen (z.B. berechnen) durch Berücksichtigen der Diffusion und der Zuführverzögerung des Entlüftungsgases, welches entlang der Entlüftungspassage strömt. Daher ist es möglich, unter dieser Berücksichtigung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis akkurat zu steuern.
  • Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung möglich, Phänomene des Motor-Oszillations-Fehlers, der Leerlauf-Instabilität, des Motorabwürgens und dergleichen, die durch das Einströmen des Entlüftungsgases verursacht werden, zu verhindern.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden durch die hierin bereitgestellte Beschreibung ersichtlich. Es sollte verstanden sein, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele nur für den Zweck der Veranschaulichung bestimmt sind und nicht dafür bestimmt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung/Offenbarung einzuschränken.
  • ZEICHUNGEN
  • Damit die vorliegende Erfindung/Offenbarung gut verstanden werden kann, werden nun verschiedene Ausführungsformen davon beschrieben, die als Beispiele dienen, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
    • 1 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren darstellt zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Fahrzeugs in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung / Offenbarung,
    • 2 ein Flussdiagramm ist, dass ein Verfahren darstellt zum Berechnen der Luftfüllungsmenge bzw. Luftbeladungsmenge (im Folgenden „Luftfüllungsmenge“ genannt) eines Zylinders in dem Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung,
    • 3 ein Schaubild ist, das eine Veränderung der Ventilöffnungsdauer, die von einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung geändert wird, und des Ventilprofils zu dieser Zeit darstellt,
    • 4A und 4B Schaubilder sind, die die Veränderung des Ventilprofils darstellen, wenn ein Einlassventil und ein Auslassventil jeweils durch Verwenden einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung bei der Ventilüberschneidung verändert werden,
    • 5 ein Flussdiagramm ist, das das Verfahren zum Berechnen der Kraftstoffbestandteil-Menge (Entlüftungskraftstoffmenge) und der Entlüftungsgasflussrate in dem Entlüftungsgas darstellt, wenn im Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs ein aktives Entlüftungssystem ausgeführt wird,
    • 6 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Entlüftungsgasflussrate und dem Druckunterschied zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe darstellt,
    • 7 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Entlüftungskonzentration und dem Druck am hinteren Ende der Entlüftungspumpe darstellt,
    • 8A bis 8D Schaubilder sind zum Erklären eines Verfahrens zum Berechnen der Entlüftungsgaskonzentration, die in einen Ansaugkrümmer hineinströmt, durch Verwenden eines Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases,
    • 9 eine schematische Gestaltungsdarstellung eines (Ausführungs-)Beispiels einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung ist, auf welche das Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann,
    • 10 eine Gestaltungsdarstellung des aktiven Entlüftungssystems ist, auf welches das Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, und
    • 11 ein Signalschaubild ist zum Darstellen der Instabilität einer Lambda-Steuerung gemäß dem Einströmen der Entlüftungsluft, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird.
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen sind nur für Zwecke der Veranschaulichung und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung/Offenbarung in irgendeiner Weise einzuschränken.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist nur exemplarischer Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung/Offenbarung, Anwendung oder Verwendung einzuschränken. Es sollte verstanden sein, dass durchgehend durch die Zeichnungen übereinstimmende Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale anzeigen.
  • Nachfolgend werden ein Entlüftungskonzentration-Berechnung-Steuerverfahren und ein Kraftstoffmenge-Steuerverfahren mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Jedoch wird eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die den Gegenstand/Inhalt der vorliegenden Erfindung/Offenbarung verunklaren kann/könnte, weggelassen.
  • Zuerst werden eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung und ein aktives Entlüftungssystem eines Fahrzeugs, auf das ein Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben.
  • 9 ist eine schematisches Gestaltungsdarstellung eines Beispiels einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung, auf die ein Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann.
  • Eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 weist auf: eine Nockenwelle 110, die eine daran geformte Nockenwellenaussparung 112 hat, und einen Nockenabschnitt 120, der auf der Nockenwelle 110 bereitgestellt ist, so dass die Relativphase variabel ist, der Nocken 121, 122 und eine daran geformte Nockenaussparung 124 hat, und sein Rotationszentrum mit dem Rotationszentrum der Nockenwelle 100 zusammenfallend hat.
  • Die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 hat einen Rollenführungsabschnitt 130, und der Rollenführungsabschnitt 130 ist verbunden mit der Nockenwellenaussparung 112 und der Nockenaussparung 124 darin. Ein Ende des Rollenführungsabschnitts 130 ist über ein Gelenk 131 und einen Halter 150 mit dem Motor verbunden und eine Steueraussparung 132 ist am anderen Ende davon geformt. Darüber hinaus hat die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 eine Steuerwelle 140, die parallel zu der Nockenwelle 110 bereitgestellt ist, und die einen Steuerstift 141 hat, der in die Steueraussparung 132 eingesetzt ist, wobei er am Zentrum davon außermittig geformt ist.
  • Das Rotationszentrum des Rollenführungsabschnitts 130 ist parallel zu dem Rotationszentrum der Nockenwelle 110, und das Rotationszentrum davon kann bewegt werden durch Verwenden eines Aktuators, eines Elektromotors oder dergleichen, der durch eine nicht dargestellte Steuereinheit gesteuert wird. Durch Erzeugen eines Unterschieds zwischen dem Rotationszentrum des Rollenführungsabschnitts 130 und dem Rotationszentrum der Nockenwelle 110, kann der Relativphasenwinkel zwischen der Nockenwellenaussparung 112 und der Nockenaussparung 124 variiert werden, so dass die relativen Drehzahlen (U/min) der Nockenwelle 110 und des Nockenabschnitts 120 variiert werden, und daher kann die abgelaufene Zeit zwischen der Öffnungszeit und der Schließzeit des Ventilhubs die Ventilöffnungsdauer variieren.
  • Zusätzlich kann die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 die die Ventilöffnungsdauer variieren durch Festsetzen/Fixieren des Ventilöffnungszeitpunkts oder Ventilschließzeitpunkts entsprechend der Gestaltung/Anordnung der Position des Gelenks 131 und durch Ändern der übrigen Position, und kann auch die Ventilöffnungsdauer variieren durch Festsetzen/Fixieren der Weiteste-Öffnung-Position (MOP) und durch Variieren des Ventilöffnungszeitpunkts und des Ventilschließzeitpunkts. Die Ventil-Öffnungs/Schließ-Zeitpunkt-Steuerung und die Ventilöffnungsdauer können einfach und variabel gesteuert werden durch Kombinieren der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 und der konventionellen Variable-Ventil-Öffungs/Schließ-Zeitpunkt-Steuerung-Vorrichtung.
  • Die in 9 dargestellte Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 ist nur ein Beispiel der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung, auf die das Steuerverfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, und die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung, auf die das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, ist nicht auf den Aufbau der in 9 dargestellten Vorrichtung beschränkt.
  • 10 ist eine Gestaltungsdarstellung eines aktiven Entlüftungssystems, auf das das Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann.
  • Bezugnehmend auf 10 weist ein aktives Entlüftungssystem eines Fahrzeugs, auf das das Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, auf: einen Kraftstofftank 11, einen Kanister/Behälter 12 (im Folgenden „Kanister“) genannt, ein Kanister-Entlüftungsventil 13, einen Kansisterfilter 14, einen Druck- und Temperatursensor 15, eine Entlüftungspumpe 16, einen Drucksensor 17, ein Entlüftungsventil 18 und dergleichen.
  • Bei dem aktiven Entlüftungssystem wird das Kraftstoffverdampfungsgas, welches durch Verdampfen des in dem Kraftstofftank 11 gespeicherten Kraftstoffs gebildet wird, in dem Kanister 12 gesammelt. Das Kraftstoffverdampfungsgas, das in dem Kanister 12 gesammelt wird, wird durch die Entlüftungspumpe 16 ausgestoßen/verdrängt, und das durch die Entlüftungspumpe 16 ausgestoßene/verdrängte Kraftstoffverdampfungsgas (Entlüftungsgas) wird entlang der Entlüftungspassage 22 einem Ansaugkrümmer 5 zugeführt. Die Flussrate des zu dieser Zeit zugeführten Entlüftungsgases wird durch die Drehzahl (U/min) der Entlüftungspumpe 16 und die Öffnung des Entlüftungsventils 18 angepasst. Die Drucksensoren 15, 17 zum Messen des Drucks des Entlüftungsgases an dem vorderen Ende und an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 sind in jeweils zugeordneter Weise zwischen der Entlüftungspumpe 16 und dem Kanister 12 bzw. zwischen der Entlüftungspumpe 16 und dem Entlüftungsventil 18 bereitgestellt.
  • In 10 bezieht sich ein Bezugszeichen 6 auf eine Motorsteuereinheit (ECU) und das Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung wird von der Motorsteuereinheit 6 ausgeführt.
  • Das in 10 dargestellte aktive Entlüftungssystem ist nur ein Beispiel, auf welches das Steuerverfahren angewendet werden kann, und das aktive Entlüftungssystem, auf welches das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung angewendet werden kann, ist nicht auf den Aufbau der in 10 dargestellten Vorrichtung beschränkt.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung darstellt.
  • Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, ist es wünschenswert, die Luftmenge und die Kraftstoffmenge, welche aktuell in den Motor strömen, akkurat zu berechnen.
  • Für diesen Zweck berechnet die Motorsteuereinheit 6 zuerst die Luftmenge, die bei einem Ansaugtakt in den Zylinder eines Motors hineingefüllt werden soll, wenn das aktive Entlüftungssystem nicht betrieben wird S10. Die Luftmenge, die zu dieser Zeit in den Zylinder des Motors gefüllt wird, wird die Summe aus der Frischluftmenge, welche durch ein Drosselventil 4 einströmt, der Restluftmenge, welche beim Öffnen eines Einlassventils innerhalb des Zylinders des Motors verbleibt, und der Gasmenge, welche bei der Ventilüberschneidung des Einlassventils und des Auslassventils in den Zylinder zurückströmt. Ein detailliertes Verfahren zum Berechnen der Luftmenge wird später noch einmal im Detail beschrieben.
  • In der Zwischenzeit, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, strömt das Entlüftungsgas, welches von der Entlüftungspumpe 16 ausgestoßen wird, entlang der Entlüftungspassage 22 in den Ansaugkrümmer 5 des Motors. Daher erhöht sich die Luftmenge, welche in den Motor strömt durch/um die Entlüftungsgasflussrate.
  • Daher, um die Luftmenge akkurat zu berechnen, berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Entlüftungsgasflussrate S20. Ein detailliertes Verfahren zur Berechnung der Entlüftungsgasflussrate wird später noch einmal im Detail beschrieben. Dann berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Endluftmenge durch Summieren der Entlüftungsgasflussrate, welche im Schritt S20 berechnet wird, mit der Zylinderfüllungsluftmenge, welche im Schritt S10 berechnet wird S30.
  • Indessen, weil das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, strömt das Entlüftungsgas, welches durch die Entlüftungspumpe 16 ausgestoßen wird, entlang der Entlüftungspassage 22 in den Ansaugkrümmer 5 des Motors, wobei sich die Kraftstoffmenge, welche in den Zylinder strömt, um die Menge des Kraftstoffbestandteils (HC) erhöht, welche in dem Entlüftungsgas enthalten ist.
  • Daher, um die Luftmenge akkurat zu berechnen, berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Menge des Kraftstoffbestandteils HC, welche in dem Entlüftungsgas enthalten ist S40. Ein detailliertes Verfahren zur Berechnung der Luftmenge wird später noch einmal im Detail beschrieben. Dann berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Endkraftstoffmenge durch Summieren der im Schritt S40 berechneten Menge des im Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils mit der Kraftstoffmenge, welche von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt wird S50.
  • Dann bestimmt die Motorsteuereinheit 6 das aktuelle Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Mischung, welche dem Zylinder des Motors zugeführt wird, basierend auf der im Schritt S30 berechneten Endluftmenge und der im Schritt S60 berechneten Endkraftstoffmenge und führt, um basierend auf dem Obigen das optimale Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen, das Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aus zum Steuern des Drosselventils 4, der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und dergleichen des Motors S60.
  • Indessen kann als eine Maßnahme zum Reduzieren des Abgases ein Abgasrückführungssystem (EGR) aufgenommen werden zum Zurückleiten eines Teils des entnommenen Abgases in den Ansaugkrümmer 5. In diesem Fall, um die Luftmenge, welche in den Motor einströmt, akkurat zu berechnen, ist es gewünscht, die Menge des Rückführungsgases, welches durch das Abgasrückführungssystem (EGR) in den Ansaugkrümmer 5 einströmt, zusätzlich zu dem durch das aktive Entlüftungssystem eingeströmten Entlüftungsgas zu berücksichtigen. Daher, wenn das Abgasrückführungssystem betrieben wird, berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Endluftmenge durch Korrigieren der im Schritt S30 berechneten Endluftmenge mit der Flussrate des durch das Abgasrückführungssystem (EGR) rückgeführten Abgases. Das heißt, die Endluftmenge wird erhalten durch Summieren der im Schritt S30 berechneten Endluftmenge mit der Flussrate des durch das Abgasrückführungssystem (EGR) rückgeführten Abgases. Hier kann die Flussrate des durch das Abgasrückführungssystem (EGR) rückgeführten Abgases berechnet werden durch Verwenden der Öffnung (z.B. des Öffnungszeitpunkts) des EGR-Ventils, das in dem Abgasrückführungssystem verwendet wird, und des Abgasdruckes am Auslassabschnitt des Abgasrückführungssystems (EGR).
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zur Berechnung der Luftmenge, welche beim Ansaugtakt in den Zylinder des Motors gefüllt wird, wenn das aktive Entlüftungssystem nicht betrieben wird, und welches im Schritt S10 der 1 ausgeführt wird, detaillierter beschrieben.
  • Im Fall einer Variable-Ventilöffnungsdauer-Technologie kann die Ventilöffnungsdauer effektiv variiert werden ohne Verändern des Ventilhubs, wie in 3 dargestellt. Zusätzlich kann durch unabhängiges Steuern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts des Ventils das optimale Öffnen/Schließen (z.B. der optimal Öffnungs-/Schließzeitpunkt) des Ventils festgelegt werden. Jedoch, wenn die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung verwendet wird, wird das Profil des Ventils verändert, wie in den 4A und 4B dargestellt.
  • 4A veranschaulicht die Veränderung in der Form des Ventilprofils, wenn die Ventilöffnungsdauer des Einlassventils durch Verwenden der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung verändert wird in dem Zustand, in dem die Ventilöffnungsdauer des Auslassventils fest/fest festgesetzt/fixiert ist. In 4A stellt die X-Achse den Arbeitswinkel des Ventils dar und die Y-Achse stellt die Ventilhubhöhe dar. In 4A wird der Schließzeitpunkt des Ventils durch Verwenden der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung verändert (IC1 nach IC3) in dem Zustand, in dem der Öffnungszeitpunkt IO des Einlassventils fest/fest festgesetzt/ fixiert ist. In diesem Fall ist der Ventilüberschneidungsabschnitt derselbe, aber die effektive Fläche, in der die Ventilüberschneidung auftritt, variiert, da die Ventilöffnungsdauer des Einlassventils verändert wird.
  • In dem Beispiel der 4B ist, umgekehrt, die Ventilöffnungsdauer des Einlassventils fest/fest festgelegt/ fixiert und die Ventilöffnungsdauer des Auslassventils wird durch Vorziehen oder Verzögern des Öffnungszeitpunkts verändert in dem Zustand des Festsetzens/Fixierens des Schließzeitpunkts EC. Sogar in dem Beispiel der 4B ist, wie in dem Beispiel der 4A, der Ventilüberschneidungsabschnitt derselbe, aber die effektive Fläche, in der die Ventilüberschneidung auftritt, variiert, da die Ventilöffnungsdauer des Auslassventils verändert wird.
  • Die Tatsache, dass die durch die Ventilüberschneidung erzeugte effektive Fläche verändert wird, bedeutet, dass die Bewegung der Flussrate in dem Ventilüberschneidungsabschnitt verändert wird. Das heißt, die Rückstromgasmenge ist unterschiedlich und daher variiert schlussendlich die Luftmenge, die in den Zylinder gefüllt wird. Wie in den 4A und 4B dargestellt, wenn die Öffnungsdauer (Ventilöffnungsdauer) des Einlassventils oder das Auslassventils größer wird, wird die effektive Öffnungsfläche des Ventils sogar in demselben Ventilüberschneidungsabschnitt klein, so dass die Flussrate des Rückstromgases klein wird.
  • Wenn ein solches Phänomen nicht beachtet wird, wird die Luftfüllungsmenge des Zylinders berechnet, um größer zu sein als der tatsächliche Wert, wenn die Ventilöffnungsdauer groß ist. In diesem Fall wird der Kraftstoff eingespritzt, um kleiner als die tatsächliche Luftmenge (d.h. um kleiner als für die tatsächliche Luftmenge erforderlich) zu sein, wodurch sich die Leistung verschlechtert. Umgekehrt, wenn die Ventilöffnungsdauer klein ist, wird die Luftfüllungsmenge des Zylinders berechnet, um kleiner als der tatsächliche Wert zu sein. In diesem Fall wird der Kraftstoff eingespritzt, um größer als die tatsächliche Luftmenge (d.h. um größer als für die tatsächliche Luftmenge erforderlich) zu sein, wodurch sich die Kraftstoffeffizienz verschlechtert.
  • Daher sollten solche Charakteristiken beim Berechnen der Zylinderfüllungsluftmenge des Fahrzeugs, welches mit der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung ausgestattet ist, berücksichtigt werden. Nachfolgend wird ein die obigen Charakteristiken beachtendes Verfahren zum Berechnen der Zylinderfüllungsluftmenge in dem Fahrzeug, das mit der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung ausgestattet ist, mit Bezug auf 2 im Detail beschrieben.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren darstellt zum Berechnen der Zylinderluftfüllungsmenge in dem Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung.
  • Gemäß 2 misst die Motorsteuereinheit 6 zuerst die Frischluftmenge, welche ausgehend von dem Drosselventil 4 eingeströmt ist/wird S100. Bei einer Ausführungsform kann die Frischluftmenge durch einen Luftmengensensor (LUFTMASSENSTROM-SENSOR, MAF-Sensor) gemessen werden, der am hinteren Ende des Drosselventils 4 installiert ist.
  • Als Nächstes berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Basiszylinderrestgasmenge VREST im Öffnungszeitpunkt IVO des Einlassventils 20 S110. Die Motorsteuereinheit 6 berechnet die Restgasmenge VREST, die im Ventilöffnungszeitpunkt des Einlassventils innerhalb des Zylinders verbleibt, basierend auf dem Volumen, dem Innendruck, der Abgastemperatur und dergleichen innerhalb des Zylinders des Motors. Zu dieser Zeit bedeutet das Volumen innerhalb des Zylinders das Volumen einer Verbrennungskammer in dem Zylinder im Öffnungszeitpunkt des Einlassventils. Dann kann der Innendruck des Zylinders berechnet werden durch Verwenden des Druckes eines Ausgleichstanks und des Druckes des Abgases, gemessen von einem Ansaugkrümmer-AbsolutDruck-Sensor (kurz: „MAP-Sensor“, abgeleitet vom englischen Begriff „Manifold Absolute Pressure Sensor“) des Einlasssystems. Die Temperatur des Abgases kann durch einen Temperatursensor gemessen werden, der in dem Auslasssystem installiert ist.
  • Als Nächstes ermittelt die Motorsteuereinheit, ob die Ventilüberschneidung aufgetreten ist, um die Basisrückstromgasmenge zu berechnen S120. Die Ventilüberschneidung meint den Zustand, in dem das Auslassventil und das Einlassventil beide geöffnet sind, weil der Öffnungszeitpunkt IVO des Einlassventils vor dem Schließzeitpunkt EVC des Auslassventils auftritt. Daher ist es möglich, vom Schließzeitpunkt EVC des Auslassventils und vom Öffnungszeitpunkt IVO des Einlassventils zu bestätigen, ob die Ventilüberschneidung aufgetreten ist.
  • Wenn die Ventilüberschneidung nicht aufgetreten ist, liegt das Rückstromphänomen des Abgases in den Zylinder nicht vor, so dass die Motorsteuereinheit 6 die Endzylinderfüllungsluftmenge berechnet durch Summieren der im Schritt S100 gemessenen Frischluftmenge mit der in den Schritten S110 und S160 berechneten Basiszylinderrestgasmenge VREST.
  • Wenn ermittelt wird, dass die Ventilüberschneidung aufgetreten ist, berechnet die Motorsteuereinheit 6, um die Endzylinderfüllungsluftmenge zu bestimmen/ermitteln, eine Basisrückstromgasmenge VRÜCK, die im Ventilüberschneidungsabschnitt zu der Einlassluft zurückströmt S130. Der Rückstrom des Abgases, welcher bei der Ventilüberschneidung auftritt, wird verursacht durch einen Unterschied zwischen dem Druck an der Einlassseite und dem Druck an der Auslassseite. Dann wird beim Rückstrom das Verhalten des Gases verändert entsprechen der Temperatur des Abgases und der Ventilüberschneidungsperiode (Ventilüberschneidungszeitdauer) während eines vorbestimmten Arbeitswinkels.
  • Daher kann die Motorsteuereinheit 6 die Gesamtmenge des zum Einlassventils zurückströmenden Abgases VRÜCK berechnen durch Einsetzen der gemessenen Werte des Druckes an der Einlassseite und des Druckes an der Auslassseite, des gemessenen Wertes der Abgastemperatur und der Ventilüberschneidungszeitspanne in ein vorbestimmtes Kennfeld (Kennlinienfeld), welches die Beziehung zwischen diesen Werten und der Rückstromgasmenge spezifiziert. Zu dieser Zeit ist die Basisrückstromgasmenge VRÜCK ein Wert, der mit dem Basisventilprofil in Beziehung steht, wenn ein Ventilsteuern nicht durch die Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 ausgeführt wird.
  • Als Nächstes korrigiert die Motorsteuereinheit 6 die Basisrückstromgasmenge VRÜCK basierend auf der Ventilöffnungsdauer, die durch einen Betrieb der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 verändert ist/wird S140.
  • Wie in den 4A und 4B dargestellt wird das zu steuernde Ventilprofil des Einlassventils (4A) oder des Auslassventils (4B) verändert, wenn die Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 betrieben wird. Hier gibt das Ventilprofil eine Änderung in der Ventilhubhöhe gemäß dem Arbeitswinkel des Ventils an, und die Fläche innerhalb des Ventilprofils gibt die effektive Öffnungsfläche des korrespondierenden Ventils an.
  • In 4A wird angenommen, dass die Ventilöffnungsdauer ISTANDARD des Einlassventils 20, wenn die Ventilöffnungsdauer nicht von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, als die Zeit zum Schließzeitpunkt IC2 ausgehend vom Öffnungszeitpunkt IO des Einlassventils (als die Zeit vom Öffnen IO des Ventils bis zum Schließen des Ventils IC2) angesehen wird. Wenn in dem Zustand des Fixierens des Öffnungszeitpunkts IO des Einlassventils 20 der Schließzeitpunkt ausgehend von IC2 zu IC3 von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 nach hinten verschoben wird, wird die Ventilöffnungsdauer erhöht, um das Ventilprofil zu verändern, wobei zugleich die maximale Ventilhubhöhe beibehalten wird.
  • Daher, sogar wenn die Überschneidung zwischen denselben Zeitspannen IO bis EC auftritt, wird bei der Ventilüberschneidung die Fläche (effektive Öffnungsfläche) des Überschneidungsabschnitts der Ventilprofile des Einlassventils 20 und des Auslassventils 30 verändert. Infolgedessen wird bei der Ventilüberschneidung auch die Flussrate des Rückstromgases verändert. Daher korrigiert die Motorsteuereinheit 6 die im Schritt S130 berechnete Basisrückstromgasmenge basierend auf der durch den Betrieb der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 geänderten Ventilöffnungsdauer.
  • Bei einer Ausführungsform berechnet die Motorsteuereinheit 6 für diesen Zweck einen Korrekturfaktor ausgehend von der Änderung in der effektiven Öffnungsfläche, wenn die Ventilöffnungsdauer durch den Betrieb der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 verändert wird, und korrigiert die Basisrückstromgasmenge VRÜCK durch Multiplizieren der Basisrückstromgasmenge VRÜCK mit dem Korrekturfaktor.
  • Bei dem oben beschriebenen Beispiel der 4A wird das Basisventilprofil (IO --> IC2) des Einlassventils 20, wenn es nicht von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, in der Motorsteuereinheit 6 als ein vorbestimmter Wert gemäß der Spezifikation des im Fahrzeug angewendeten Ventils gespeichert. Daher, wenn es nicht von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, kann bei der Ventilüberschneidung die Überschneidungsfläche A1 des Ventilprofils (IO --> IC2) des Einlassventils 20 und des Profils (EO --> EC) des Auslassventils 30 bestimmt werden durch den Öffnungszeitpunkt IO des Einlassventils und durch den Schließzeitpunkt des Auslassventils.
  • Indessen wird das Ventilprofil (IO ➙ IC3) des Einlassventils 20, wenn es von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, ein Wert, der das Ventilprofil (IO --> IC2) um eine bestimmte Rate gemäß der Änderung in der Ventilöffnungsdauer ändert. Wenn das geänderte Ventilprofil (IO --> IC3) erhalten wird, kann die Überschneidungsfläche A2 des Ventilprofils des Einlassventils 20 und des Profils (EO ➙ EC) des Auslassventils 30, wenn es von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, erhalten werden durch Verwenden des korrespondierenden Ventilprofils (IO --> IC3) und des Öffnungszeitpunkts IO des Einlassventils und des Schließzeitpunkts EC des Auslassventils.
  • Wie oben beschrieben, wenn die Ventilöffnungsdauer verlängert wird, verkleinert sich die effektive Öffnungsfläche in demselben Ventilüberschneidungsabschnitt, und umgekehrt, wenn die Ventilöffnungsdauer verkürzt wird, vergrößert sich die effektive Öffnungsfläche in demselben Ventilüberschneidungsabschnitt. Daher kann der Korrekturfaktor zum Widerspiegeln dieses berechnet werden durch ein Verhältnis der Überschneidungsfläche A1 des Ventilprofils (IO --> IC2) des Einlassventils 20 und des Profils (EO --> EC) des Auslassventils 30, wenn nicht von einer Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, und der Überschneidungsfläche A2 des Ventilprofils des Einlassventils 20 und des Profils (EO ➙ EC) des Auslassventils 30, wenn von einer Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird.
  • Wie oben beschrieben, wird das Ventilprofil (IO --> IC2) beim Steuern des Ventils durch die Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 durch/über die Änderung der Ventilöffnungsdauer bestimmt.
  • Daher kann das Ventilprofil (IO --> IC2) beim Steuern durch die Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 durch/über eine damit zusammenhängende vorbestimmte Funktion erhalten werden durch Erhalten der Weiteste-Öffnung-Position (MOP) und des Ventilschließzeitpunkts IC2 des Ventils, welches von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird.
  • Zusätzlich kann bei einer anderen Ausführungsform das Ventilprofil (IO --> IC2) auch erhalten werden durch/über eine damit zusammenhängende vorbestimmte Funktion durch Erhalten der Weiteste-Öffnung-Position (MOP) und des Ventilöffnungszeitpunkts ID des Ventils, welches von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird.
  • In noch einer anderen Ausführungsform kann das Ventilprofil (IO ➙ IC2) auch erhalten werden durch/über eine damit zusammenhängende vorbestimmte Funktion durch Erhalten des Öffnungszeitpunkts IO und des Schließzeitpunkts IC2 des Ventils, welches von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird.
  • Alternativ kann das Ventilprofil (IO --> IC2) daher auch erhalten werden, indem man die Ventilöffnungsdauer und die Weiteste-Öffnung-Position (MOP) des Ventils erhält, welches von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird.
  • Alternativ wird das Ventilprofil (IO --> IC2) definiert durch eine Funktion von nur der Ventilöffnungsdauer des Ventils, das von der Kontinuierlich-Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung 100 gesteuert wird, und kann dadurch auch durch das Erhalten eines Ventilöffnungsdauerwertes erhalten werden.
  • Basierend auf dem durch das obige Verfahren erhaltenen Ventilprofil bestimmt die Motorsteuereinheit 6 den Korrekturfaktor und korrigiert die Basisrückstromgasmenge VRÜCK durch Multiplizieren des Korrekturfaktors mit der Basisrückstromgasmenge VRÜCK S140.
  • Als Nächstes berechnet die Motorsteuereinheit 6 die Endzylinderfüllungsluftmenge durch Summieren der Frischluftmenge, der korrigierten Basisrückstromgasmenge VRÜCK' und der Basiszylinderrestgasmenge VREST S150.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Berechnen der Entlüftungsgasflussrate und der Menge des Kraftstoffbestandteils im Entlüftungsgas, wenn das aktive Entlüftungssystem in dem Schritt S20 und dem Schritt S40 in 1 betrieben wird, mit Bezug auf die 5 bis 7 detaillierter beschrieben.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen der Entlüftungsgasflussrate und der Menge des Kraftstoffbestandteils in dem Entlüftungsgas darstellt, wenn das aktive Entlüftungssystem ausgeführt wird.
  • Wie in 5 dargestellt, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs oder dergleichen den Entlüftungsfreigabezustand erfüllt, bestimmt die Motorsteuereinheit 6 eine Zielentlüftungsflussrate S200. Bei einer Ausführungsform kann die Zielentlüftungsflussrate durch umfassendes Berücksichtigen der Konzentration und der Flussrate des Entlüftungsgases, die in dem vorangegangenen Schritt berechnet wurden, dem Betriebszustand des Fahrzeugs, der Einlassluftmenge und der Kraftstoffzuführungsmenge in den Motor und dergleichen bestimmt werden.
  • Wenn die Zielentlüftungsgasflussrate bestimmt ist, bestimmt die Motorsteuereinheit 6 einen Drehzahl-Zielwert der Entlüftungspumpe 16, der geeignet ist für die Zielentlüftungsflussrate S210, und steuert die Entlüftungspumpe 16, um mit dem bestimmten Drehzahl-Zielwert betrieben zu werden S220.
  • Die Motorsteuereinheit 6 bestimmt, dass die Rahmenbedingungen, welche akkurat berechnen können: die Entlüftungsgasrate und die Entlüftungskonzentration, wenn eine bestimmte Zeit, seit der Betrieb der Entlüftungspumpe 16 begonnen hat, verstrichen ist oder ein Unterschied zwischen dem Drehzahl-Zielwert der Entlüftungspumpe 16 und dem aktuellen Drehzahl-Wert der Entlüftungspumpe 16 einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs erreicht hat, vorliegen, um das Berechnen der Entlüftungsgasrate S230 und das Berechnen der Entlüftungskonzentration S240 auszuführen.
  • In dem Schritt S230 verwendet die Motorsteuereinheit 6 die Unterschiedswerte/Differenzwerte der Drücke an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16, welche in jeweils zugeordneter Weise von den Drucksensoren 15,17 gemessen werden.
  • 6 stellt die Beziehung zwischen dem Druckunterschied des vorderen Endes und des hinteren Endes der Entlüftungspumpe 16 und der Entlüftungsflussrate Q dar in dem Fall, in dem die Antriebsdrehzahl der Entlüftungspumpe 15000 U/min (Umdrehungen pro Minute) bzw. 30000 U/min (Umdrehungen pro Minute) beträgt. Wenn die Beziehung zwischen dem Druckunterschied des vorderen Endes und des hinteren Endes der Entlüftungspumpe 16 und der Entlüftungsflussrate Q korrespondierend zu jeder Drehzahl der Entlüftungspumpe 16 als eine Zuordnung/ein Kennlinienfeld festgelegt ist, kann die Motorsteuereinheit 6 die Druckwerte an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16, welche von dem Drucksensor 17 gemessen werden, und die Entlüftungsgasflussrate Qest berechnen durch Verwenden/unter Verwendung der Zuordnung/des Kennlinienfelds.
  • In dem Schritt S240 bestimmt die Motorsteuereinheit 6 die Entlüftungskonzentration durch Verwenden der Beziehung zwischen der Drehzahl der Entlüftungspumpe 16 und dem Druckwert am hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16.
  • Wie gut in der Energiegleichung der folgenden Gleichung 1 dargestellt ist, ist der Druckunterschied ΔPAPP an beiden Enden der Entlüftungspumpe proportional zu der Luftdichte ρ. Δ p A P P = K ρ 2 ( 2 π r f ) 2
    Figure DE102019130955B4_0001
  • Danach wird das Entlüftungsgas, welches den Kraftstoffbestandteil (Kohlenwasserstoff) enthält, dichter als reine Luft. Daher, besonders wenn die Entlüftungspumpe 16 in dem Zustand betrieben wird, in dem das Entlüftungsventil 18 geschlossen wurde, ist der Druck in dem Kohlenwasserstoff enthaltenden Entlüftungsgas an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 höher, als der Druck in der reinen Luft an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16. Daher haben der Druckwert am hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 und die Entlüftungskonzentration eine konstante Beziehung.
  • 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Entlüftungskonzentration und dem Druck an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe darstellt für die Entlüftungspumpe, welche mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben wird. Wie in 7 dargestellt, haben der Druck an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 und die Entlüftungskonzentration eine lineare Beziehung unter Beachtung der spezifischen Drehzahl der Entlüftungspumpe 16. Daher ist es durch Verwenden der linearen Beziehung möglich, die Entlüftungskonzentration Cest abzuschätzen (z.B. zu berechnen), wenn der Druck Pmeas am hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16, die mit einer vorbestimmten Drehzahl angetrieben wird, bekannt ist. Wenn die Beziehung zwischen dem Druck Pmeas am hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 und der Entlüftungskonzentration Cest korrespondierend zu jeder Drehzahl (U/min) der Entlüftungspumpe 16 als eine Zuordnung/ein Kennlinienfeld bekannt ist, kann die Motorsteuereinheit 6 den Druckwert am hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16, der von dem Drucksensor 17 gemessen wird, und die Entlüftungskonzentration berechnen durch Verwenden der Zuordnung/des Kennlinienfelds.
  • Indessen, wenn das Entlüftungsventil 18 geschlossen wurde, ist die Änderung im Druck an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16 viel größer als die Änderung in dem Druck an dem hinteren Ende der Entlüftungspumpe 16, wenn das Entlüftungsventil 18 geöffnet wurde. Daher ist verlangt, um die Entlüftungskonzentration akkurat zu berechnen, die Entlüftungspumpe 16 in dem Zustand anzutreiben, in dem das Entlüftungsventil 18 geschlossen wurde.
  • Wenn die Entlüftungsgasflussrate im Schritt S230 berechnet wird und die Entlüftungskonzentration im Schritt S240 berechnet wird, kann die Masse des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils berechnet werden, indem man sie benützt S250. Weil die Entlüftungskonzentration, welche oben berechnet wurde, ein Volumenverhältnis ist, kann die Dichte des Entlüftungsgases durch die folgende Gleichung 2 bestimmt werden, wenn die Entlüftungskonzentration bekannt ist. ρ b a s = ρ H C × ( c 100 )
    Figure DE102019130955B4_0002
    in der ρbas die HC (Kohlenwasserstoff)-Dichte in dem Entlüftungsgas ist, ρHC eine Refernz-Dichte von HC ist und c die Entlüftungsgaskonzentration (HC-Konzentration) ist.
  • Indessen, da ein Wert der HC-Dichte in dem Entlüftungsgas gemäß der Höhenlage des Fahrzeugs und der Außentemperatur des Fahrzeugs verändert ist, ist es gewünscht, diesen Abschnitt zu korrigieren.
  • Darüber hinaus, um die Masse des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils akkurater zu berechnen, kann der End-HC-Dichte-Wert ρact in dem Entlüftungsgas korrespondierend zu der Höhenlage des Fahrzeugs und der Außentemperatur des Fahrzeugs berechnet werden durch Korrigieren eines Wertes der HC-Dichte ρbas in dem Entlüftungsgas durch Verwenden der folgenden Gleichung 3. ρ a c t = ρ b a s ∗ P 1 a t m ∗ 273.15 ( 273.15 + t e m p )
    Figure DE102019130955B4_0003
    in der P der atmosphärische Druck gemäß der Höhenlage des Fahrzeugs und temp die Außentemperatur sind.
  • Wenn der End-HC-Dichte-Wert ρact berechnet ist/wird, kann die Masse M des Kraftstoffbestandteils in dem Entlüftungsgas berechnet werden durch Multiplizieren dieses Wertes mit der Entlüftungsgasflussrate Qest wie in der folgenden Gleichung 4 S250. M = Q est × ρ H C × ( c 100 ) × P 1 a t m × 273.15 ( 273.15 + t e m p )
    Figure DE102019130955B4_0004
  • Indessen, weil die Entlüftungspassage 22, zu der das Entlüftungsgas ausgehend von der Entlüftungspumpe 16 und weitergehend zu dem Ansaugkrümmer 5 zugeführt wird, lang ist, wird die Zeit, bis das von der Entlüftungspumpe 16 entlassene Entlüftungsgas das Ansaugkrümmer 5 erreicht, verzögert. Daher, sogar wenn die Entlüftungskonzentration durch das in 5 dargestellte Entlüftungskonzentrationsberechnungsverfahren akkurat berechnet ist/wird, ist es nicht einfach, den Einströmzeitpunkt, zu dem das Gas durch die Entlüftungspassage 22 in den Ansaugkrümmer 5 einströmt, und die Konzentration zu dieser Zeit abzuschätzen (z.B. zu berechnen).
  • Daher bestimmt die vorliegende Erfindung/Offenbarung die Konzentration des Entlüftungsgases, welches in das Einlasssystem zu einem bestimmten Zeitpunkt einströmt, durch Verwenden des Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases bis diese dieses von der Entlüftungspumpe ausgegeben wird und durch die Entlüftungspassage 22 in den Ansaugkrümmer 5 einströmt. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Bestimmen der Flussrate und der Konzentration des Entlüftungsgases durch Verwenden des Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases mit Bezug auf die 8A bis 8D im Detail beschrieben.
  • 8A bis 8D sind Schaubilder zum Erklären eines Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases, welches in dem Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung verwendet wird, und eine selbiges verwendende Verzögerung-Diffusion-Abschätzung des Entlüftungsgases.
  • Wie in 8A dargestellt, hat das Diffusion/Verzögerung-Modell des Entlüftungsgases einen aus einer vorbestimmten Anzahl (N, 100 in diesem Beispiel) von Speicherstellen aufgebauten Zwischenspeicher (z.B. einen Pufferspeicher oder einen Cache-Speicher). Jede Speicherstelle ist bereitgestellt, wobei sie sich in die longitudinale Richtung davon erstreckt, und die gesamte Speicherstelle (Gesamtheit an Speicherstellen) stellt die Entlüftungspassage 22 dar. Daher, stellt die Gesamtlänge des Zwischenspeichers die Länge L der Entlüftungspassage dar und die Einheitslänge dl einer Speicherstelle, welche N Speicherstellen des Zwischenspeichers ausmacht, ist ein durch Dividieren der Gesamtlänge L durch die Anzahl N der Speicherstellen erhaltener Wert (L/N).
  • Wie in 8A dargestellt, wird die erste Speicherstelle „1“ von der Entlüftungspumpe 16 ausgestoßen und wird ein Einlass, durch welchen das Entlüftungsgas, dessen Flussrate von dem Entlüftungsventil 18 gesteuert wird, in die Entlüftungspassage einströmt. Dann wird die letzte Speicherstelle „100“ ein Auslass der Entlüftungspassage 22, aus welchem das Entlüftungsgas zu dem Ansaugkrümmer 5 strömt. Das heißt, das Entlüftungsgas strömt in die erste Speicherstelle „1“ hinein und strömt aus der letzten Speicherstelle „100“ heraus. Zu dieser Zeit wird, wie in 8B dargestellt, angenommen, dass die Strömungsgeschwindigkeit v innerhalb der Entlüftungspassage 22 konstant ist und dass das eingeströmte Entlüftungsgas sich mit einer Geschwindigkeit, welche der entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit v entspricht, in Richtung zu dem Auslass bewegt. Das heißt, es ist/wird angenommen, dass es keine Kompression des Entlüftungsgases in der Entlüftungspassage 22 gibt. Die Strömungsgeschwindigkeit v ist zu dieser Zeit ein Wert (L/tVerzögerung), der durch Dividieren der Länge der Entlüftungspassage 22 durch die Verzögerungszeit tVerzögerung erhalten wird, wenn das Entlüftungsgas sich vom Einlass bis zum Auslass erstreckt.
  • Wie in 8B dargestellt, weil das Entlüftungsgas sich kontinuierlich in der Entlüftungspassage 22 bewegt, wird eine Speicherstelle um eine vorbestimmte Anzahl an Speicherstellen für eine vorbestimmte Zeit bewegt.
  • Das heißt, wenn die Abtastzeit in dem Modell dT ist, ist die während der Abtastzeit bewegte Wegstrecke dFluss ein Wert, der durch Multiplizieren der Strömungsgeschwindigkeit v mit der Abtastzeit dT erhalten wird, das heißt L/tVerzögerung x dT, und daher wird die Anzahl an Speicherstellen, die sich während der Abtatstzeit bewegen, ein Wert, der durch Dividieren von L/tVerzögerung × dT durch die Länge pro Speicherstelle erhalten wird, und wird daher dT × N/ tVerzögerung. Zu dieser Zeit, weil die Anzahl an Speicherstellen eine ganzzahlige Zahl (Integer) ist, wird der Wert hinter dem Dezimaltrennzeichen (die Nachkommastelle) verworfen und (die ganzzahlige Zahl) wird die Anzahl an sich während der Abtastzeit bewegenden Speicherstellen.
  • Das Verzögerung-Diffusion-Abschätzung-Verfahren/Vorgehen des Entlüftungsgases, welches das in 8A dargestellte Diffusion/Verzögerung-Modell des Entlüftungsgases verwendet, kann in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Eine Ausführungsform des Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases in 8A hat einen Zwischenspeicher aus 100 Speicherstellen. Dann wird die Verzögerungszeit erhalten durch Verwenden der Information, welche sich auf die Strömungsgeschwindigkeit des Entlüftungsgases bezieht, wie beispielswiese die Entlüftungsgasflussrate Q, und die Anzahl der Speicherstellen, welche sich während der Abtastzeit dT bewegen, wird berechnet durch Verwenden einer vorbestimmten Abtastzeit dT und einer vorbestimmten Anzahl an Speicherstellen. In diesem Beispiel ist die Anzahl der Speicherstellen, welche sich während der Abtatstzeit bewegen, zehn. Daher stellen die letzten zehn Speicherstellen, welche in 8A dunkel eingefärbt sind, das Entlüftungsgas dar, welches sich zu dem Ansaugkrümmer 5 während der Abtastzeit dT bewegt.
  • Wenn das erste Entlüftungsgas in die Entlüftungspassage 22 einströmt, werden die Entlüftungskonzentration und die Flussrate zu dem korrespondierenden Zeitpunkt dem Zwischenspeicher gemäß der vorher bestimmten Anzahl an Speicherstellen (zehn in diesem Beispiel) bis zur Speicherstelle „10“ ausgehend von Speicherstelle „1“ zugeteilt. Zu dieser Zeit wird allen zehn Speicherstellen derselbe Wert zugeteilt.
  • Dann, wie in 8B dargestellt, werden pro Abtastzyklus alle Daten innerhalb des Zwischenspeichers um die vorbestimmte Anzahl an Speicherstellen in Richtung zu dem Auslass bewegt. Zu dieser Zeit wird der Durchschnittswert der Entlüftungsgaskonzentrationen, welche in den letzten zehn, in 8A dunkel eingefärbten Speicherstellen gespeichert sind, die Konzentration des Entlüftungsgases, welche in den Ansaugkrümmer 5 einströmt.
  • Indessen, wie in 8C dargestellt, wenn ein frisches Entlüftungsgas kontinuierlich dorthinein eingeströmt wird, werden die Flussrate und die Konzentration des in den Zwischenspeicher strömenden Entlüftungsgases neu zugeteilt gemäß der Speicherstellen der vorbestimmten Anzahl an Speicherstellen ausgehend von der ersten Speicherstelle. Anschließend, wenn das Entlüftungsgas in die Entlüftungspassage 22 einströmt, werden die Vorgänge der 8B und 8C wiederholt ausgeführt. Zwischenzeitlich, wenn die Entlüftungsflussrate in dem Verfahren/Vorgehen verändert wird, wird die Anzahl der Speicherstellen, welche sich während der Abtastzeit dT bewegen, neu berechnet, um die Speicherstelle zu bewegen (um den Wert, welcher im Zwischenspeicher einer jeden Speicherstelle gespeichert ist, zu aktualisieren).
  • Indessen, wenn wie in 8D dargestellt, der Zustrom des frischen Entlüftungsgases gestoppt ist/wird, werden die Speicherstellen während des Abtastzeitraums, in dem der Zustrom des Entlüftungsgases gestoppt wurde (und weiterhin gestoppt bleibt), leere Zwischenspeicher, denen keine Entlüftungskonzentration zugeteilt wird. Dann, zu dieser Zeit, wird die Konzentration des Entlüftungsgases, welches in den Ansaugkrümmer 5 einströmt, berechnet durch Multiplizieren einer Verhältniszahl der Anzahl der Speicherstellen, in welche die Entlüftungsgaskonzentration bis jetzt in den Zwischenspeicher eingetragen wurde, mit dem den Speicherstellen zugeteilten Durchschnittswert der Entlüftungsgaskonzentration. In dem Beispiel der 8D, weil die Entlüftungsgaskonzentration zu 90 Speicherstellen zugeteilt ist, wird die Entlüftungskonzentration zu dieser Zeit 90% des Durchschnittswertes der in der/den Speicherstelle/Speicherstellen gespeicherten Entlüftungskonzentration/en.
  • Durch Verwenden des oben beschriebenen Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases, ist es möglich, die Konzentration des Entlüftungsgases, wenn das Entlüftungsgas das Ansaugkrümmer 5 erreicht, in einem einfachen Verfahren zu berechnen. Daher ist es möglich, die gesamte Kraftstoffmenge, welche dem Motor zugeführt wird, durch Verwenden der berechneten Entlüftungsgaskonzentration akkurater zu berechnen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug ein aktives Entlüftungssystem zum Entlüften eines Kraftstoffverdampfungsgases durch Verwenden einer Entlüftungspumpe (16) und eine Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Berechnen, durch eine Steuervorrichtung (6), einer in einen Zylinder eines Motors gefüllte Luftmenge basierend auf einer Frischluftmenge, die von außerhalb durch ein Drosselventil (4) des Motors eingeströmt ist, einer Restluftmenge, die beim Öffnen eines Einlassventils (20) des Motors innerhalb des Zylinders des Motors verbleibt, und einer Rückstromgasmenge, die in den Zylinder zurück strömt, wobei die Rückstromgasmenge berechnet wird basierend auf einer Ventilöffnungsdauer, die von der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) gesteuert wird, und einer Ventilüberschneidung des Einlassventils (20) und eines Auslassventils (30) des Motors, Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Entlüftungsgasflussrate von Entlüftungsgas, welches einem Ansaugkrümmer (5) des Motors zugeführt wird, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Endluftmenge durch Korrigieren der berechneten, in den Zylinder gefüllten Luftmenge mit der berechneten Entlüftungsgasflussrate, Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Menge eines Kraftstoffbestandteils, der in dem Entlüftungsgas enthalten ist, wenn das aktive Entlüftungssystem betrieben wird, Berechnen, durch die Steuervorrichtung (6), einer Endkraftstoffmenge durch Korrigieren einer Kraftstoffmenge, die von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingespritzt wird, mit der berechneten Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils und Steuern, durch die Steuervorrichtung (6), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Mischung, um ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf der Endluftmenge und der Endkraftstoffmenge zu erfüllen.
  2. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, wobei die Entlüftungsgasflussrate berechnet wird durch Verwenden der Drehzahl der Entlüftungspumpe (16) und eines Druckunterschieds zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Entlüftungspumpe (16).
  3. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Berechnen der Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils aufweist: Berechnen einer Konzentration des Entlüftungsgases durch Verwenden der Drehzahl der Entlüftungspumpe (16) und eines Drucks an einem hinteren Ende der Entlüftungspumpe (16), Berechnen einer Dichte des Kraftstoffbestandteils in dem Entlüftungsgas durch Verwenden der berechneten Entlüftungsgaskonzentration und Berechnen einer Masse des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils durch die Dichte des Kraftstoffbestandteils und der Entlüftungsgasflussrate.
  4. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Berechnen der Entlüftungsgaskonzentration durchgeführt wird, wenn ein Entlüftungsventil (18) zum Öffnen und Schließen einer Entlüftungspassage (22) geschlossen wurde.
  5. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 3 oder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in Kombination mit Anspruch 3, wobei das Berechnen der Menge des in dem Entlüftungsgas enthaltenen Kraftstoffbestandteils ferner aufweist: Kompensieren der berechneten Dichte des Kraftstoffbestandteils basierend auf einer äußeren Lufttemperatur und einer Höhenlage des Fahrzeugs.
  6. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 3 oder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in Kombination mit Anspruch 3, ferner aufweisend: Ermitteln der Konzentration des in ein Einlasssystem des Motors eingeströmten Entlüftungsgases durch Verwenden eines Diffusion/Verzögerung-Modells des Entlüftungsgases bis dieses von der Entlüftungspumpe (16) ausgegeben wird und durch eine Entlüftungspassage (22) in das Einlasssystem einströmt.
  7. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Rückstromgasmenge ein Wert ist, der erhalten wird durch Korrigieren der Basisrückstromgasmenge, die bestimmt wird basierend auf einem Auslassdruck, einem Einlassdruck, einer Abgastemperatur und einer Ventilüberschneidungszeitspanne in einem Ventilüberschneidungsabschnitt, basierend auf der Ventilöffnungsdauer, welche durch den Betrieb der Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) geändert wird.
  8. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 7, wobei, wenn die Basisrückstromgasmenge korrigiert wird, die Basisrückstromgasmenge um eine bestimmte Rate durch Verwenden eines Ventilprofils korrigiert wird.
  9. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß Anspruch 8, wobei das Ventilprofil bestimmt wird basierend auf zumindest einem von einer Weiteste-Öffnung-Position (MOP) des Einlassventils (20) oder des Auslassventils (30), eines Ventilschließzeitpunkts des Einlassventils (20) oder des Auslassventils (30), eines Ventilöffnungszeitpunkts des Einlassventils (20) oder des Auslassventils (30) und der Ventilöffnungsdauer des Einlassventils (20) oder des Auslassventils (30), welche durch die Variable-Ventilöffnungsdauer-Vorrichtung (100) gesteuert werden.
  10. Verfahren zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Fahrzeugs gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner aufweisend: Berechnen der Endluftmenge durch Korrigieren der durch die Flussrate des Entlüftungsgases korrigierten Luftmenge mit einer Flussrate des durch ein Abgasrückführungssystem (EGR) zurückgeführten Abgases.
DE102019130955.7A 2018-12-17 2019-11-15 Verfahren zum steuern eines luft-kraftstoff-verhältnisses eines fahrzeugs, das eine variable-ventilöffnungsdauer-vorrichtung und ein aktives entlüftungssystem hat Active DE102019130955B4 (de)

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