DE10219382A1 - Internal combustion engine controller computes air system control parameter as factor that causes changes in air quantity fed to cylinder using desired air quantity and/or induction pressure - Google Patents

Internal combustion engine controller computes air system control parameter as factor that causes changes in air quantity fed to cylinder using desired air quantity and/or induction pressure

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DE10219382A1 DE2002119382 DE10219382A DE10219382A1 DE 10219382 A1 DE10219382 A1 DE 10219382A1 DE 2002119382 DE2002119382 DE 2002119382 DE 10219382 A DE10219382 A DE 10219382A DE 10219382 A1 DE10219382 A1 DE 10219382A1
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Abstract

The internal combustion engine controller determines a desired torque on the basis of the position of an acceleration device or similar and/or a desired induction pressure. It has an air system controller for computing a control parameter for an air system as a factor that causes changes in the quantity of air fed to a cylinder using the desired air quantity and/or desired induction pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Bestimmung eines Solldrehmoments auf der Basis einer Beschleunigungseinrichtungsposition oder dergleichen und zur Berechnung von Steuerungsparametern einer Brennkraftmaschine. The invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine for determining a target torque based on an accelerator position or the like and the calculation of control parameters of an internal combustion engine.

In einigen Fahrzeugen mit einer fortschrittlichen elektronischen Steuerung der jüngsten Jahre wird zur Verwirklichung einer Steuerbarkeit mit einem guten Ansprechverhalten auf die Betätigung einer Beschleunigungseinrichtung durch den Fahrer ein Solldrehmoment bestimmt auf der Basis einer Beschleunigungsposition oder dergleichen, es wird eine Sollluftmenge eingestellt, und es wird eine Drosselklappe (Drosselventil) in entsprechender Weise mittels eines Motors oder dergleichen angetrieben, um eine tatsächliche Luftmenge mit einer Sollluftmenge in Übereinstimmung zu bringen. In some vehicles, with an advanced electronic control system of recent years is to achieve a controllability with a good response to the operation of an accelerator by the driver, a target torque determined based on an accelerator position, or the like, it becomes a target air quantity set, and there is a throttle valve (throttle valve) is driven in a corresponding manner by means of a motor or the like to bring an actual air amount with a target air quantity in accordance. Zur Verwirklichung einer verbesserten Ausgangsleistung einer Maschine, zur Verminderung der Abgasemission und zur Verminderung des Energieverbrauchs und dergleichen wurden Fahrzeuge entwickelt mit einer Vielzahl von Systemen, wie einem Abgasrückführungssystem (EGR-System) und einem Variabelventilsteuerzeitsystem (VVT). In order to achieve an improved output of an engine, for reducing exhaust emissions and for reducing energy consumption, and the like vehicles are designed with a variety of systems, such as an exhaust gas recirculation (EGR) system and a variable valve timing system (VVT). Diese Systeme werden mittels eines im Fahrzeug angeordneten Computers in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine gesteuert. These systems are controlled by a computer arranged in the vehicle in dependence on the operating conditions of the machine. Die Druckschrift JP-A-09-53519 offenbart eine Technik zur Einstellung einer Sollabgasrückführungsströmungsrate (Soll-EGR-Ventilwinkel) durch Multiplizieren einer mittels eines Luftströmungsmessers erfassten tatsächlichen Luftmenge mit einer Sollabgasrückführungsrate (Soll-EGR-Rate). The document JP-A-09-53519 discloses a technique for setting a target exhaust gas recirculation flow rate (target EGR valve angle) by multiplying a detected by an air flow meter actual air amount with a target exhaust gas recirculation rate (desired EGR rate). Eine Luftmenge, mit der ein Zylinder einer Maschine aufgeladen wird, wird im wesentlichen mittels eines Drosselwinkels gesteuert. A quantity of air with a cylinder of an engine is charged is controlled substantially by means of a throttle angle. Eine Abgasrückführungsströmungsrate (EGR-Strömungsrate, EGR- Ventilwinkel), eine Ventilzeit und dergleichen bilden jedoch Faktoren, die Änderungen in der Luftmenge bewirken. However, an exhaust gas recirculation flow rate (EGR flow rate, EGR valve angle), a valve timing and the like constitute factors that cause changes in the quantity of air. Vergrößert sich der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (EGR-Ventil), dann vergrößert sich beispielsweise die EGR- Strömungsrate, und die Differenz zwischen dem Ansaugdruck und dem Atmosphärendruck (Differenz zwischen dem Druck auf der stromaufliegenden Seite einer Drosselklappe und dem Druck der stromabliegenden Seite) vermindert sich. the opening degree of the exhaust gas recirculation valve (EGR valve) is increased, then increases for example, the EGR flow rate, and the difference between the suction pressure and the atmospheric pressure (difference between the pressure on the upstream side of a throttle valve and the pressure of the downstream side) is reduced , Gemäß der Darstellung in Fig. 8 tritt daher eine Kennlinie in der Weise auf, dass eine Luftmenge Afr (eine Menge an frischer Luft) die in einen Zylinder strömt, vermindert wird, wenn ein Öffnungsgrad EGRac eines EGR-Ventils sich vergrößert. Therefore, as shown in Fig. 8, a characteristic curve in such a way arises that an amount of air Afr (an amount of fresh air) flowing into a cylinder is decreased when an opening degree EGRac an EGR valve increases.

Im Falle der Berechnung des Soll-EGR-Ventilöffnungsgrads unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge tritt daher ein in Fig. 9 gezeigtes Phänomen auf. In the case of calculation of the target EGR valve opening degree by using the actual air amount, therefore, in Fig. 9 shown phenomenon occurs on. Wird eine tatsächliche Luftmenge Aac aus bestimmten Gründen größer als eine Sollluftmenge Atg, dann wird gemäß Fig. 9 der Öffnungsgrad des EGR-Ventils EGRRac im Sinne einer Verminderung auf der Basis eines Anpassungskennfelds des EGR-Ventilöffnungsgrads gesteuert. Is an actual air amount Aac certain reasons greater than a target air quantity Atg, then according to FIG. 9, the opening degree of the EGR valve EGRRac is controlled in the sense of a reduction on the basis of an adaptation characteristic diagram of the EGR valve opening degree. Somit vermindert sich die EGR-Strömungsrate, vermindert sich ein Ansaugdruck (Druckstrom ab einer Drosselklappe) Pi, und eine Druckdifferenz Pd zwischen stromauf- und stromabliegenden Positionen bezüglich der Drosselklappe wird vergrößert. Thus, the EGR flow rate is reduced, a suction pressure is reduced (pressure stream from a throttle valve) Pi, and a pressure difference Pd between upstream and downstream positions is increased with respect to the throttle valve. Im Ergebnis tritt ein Nachteil ("Teufelskreis") in der Weise auf, dass die tatsächliche Luftmenge Aac größer und größer wird im Vergleich zur Sollluftmenge Atg. As a result, a disadvantage arises ( "vicious circle") in the manner that the actual air amount Aac becomes larger and larger compared to the target air quantity Atg. Zusammengefasst wird in dem Fall der Berechnung des Soll-EGR-Ventilöffnungsgrads unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge der Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad in Richtung einer Vergrößerung des Fehlers der tatsächlichen Luftmenge berechnet, und es tritt die negative Folge auf, dass die Steuerungsgenauigkeit (Drosselsteuerungsgenauigkeit) der tatsächlichen Luftmenge zur Sollluftmenge mehr und mehr verschlechtert wird. In summary, in the case of calculating the target EGR valve opening degree by using the actual air amount of the target EGR valve opening degree in the direction of an enlargement of the error of the actual air quantity is calculated, and there is the negative consequence to that the accuracy of control (throttle control accuracy) of the actual amount of air to the target amount of air becomes more and more degraded.

Ein derartiges Problem ist nicht auf Abgasrückführungssysteme (EGR-System) beschränkt, sondern tritt ebenfalls in dem Fall auf, dass Steuerungsparameter verschiedener Luftsysteme als Faktoren zum Bewirken von Änderungen in der Menge der einem Zylinder zugeführten Luft, wie das VVT-System und ein Wirbelsteuerungsventil, auf der Basis der tatsächlichen Luftmenge berechnet werden. Such a problem is not limited to Exhaust Gas Recirculation (EGR) system, but also occurs in the case where control parameters of different air systems as factors for causing changes in the amount of air supplied to a cylinder of air as the VVT ​​system, and a swirl control valve, are calculated based on the actual amount of air. Ein gleichartiges Problem tritt in dem Fall der Berechnung der Steuerungsparameter von Luftsystemen auf der Basis des tatsächlichen Ansaugdrucks auf. A similar problem occurs in the case of the calculation of the control parameters of air systems based on the actual suction pressure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art auszugestalten, die in der Lage ist, Luftsysteme in stabiler Weise zu steuern, so dass sie nicht in einfacher Weise durch Änderungen in der tatsächlichen Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) beeinflusst werden. The invention is therefore the object of designing a control device for an internal combustion engine of the type mentioned, which is able to control air systems in a stable manner so that they influenced not simply by changes in the actual air amount (actual intake pressure) become.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, unterschiedliche Steuerungsparameter von Luftsystemen zu berechnen ohne Vergrößerung eines Fehlers zwischen einer tatsächlichen Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) und einer Sollluftmenge (Sollansaugdruck). It is a further object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine which is able to calculate different control parameters of air systems without increasing an error between an actual air quantity (actual suction pressure) and a target air quantity (target suction pressure).

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mittels einer Steuerungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Bestimmung eines Solldrehmoments auf der Basis einer Beschleunigungseinrichtungsposition oder dergleichen und Berechnung einer Sollluftmenge und/oder eines Sollansaugdrucks, mit einer Luftsystemsteuerungseinrichtung zur Berechnung eines Steuerungsparameters eines Luftsystems als ein Faktor zum Bewirken von Änderungen in einer Menge einer einem Zylinder zugeführten Luft unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks. According to the present invention, this object is achieved by means of a control device for an internal combustion engine for determining a target torque based on an accelerator position, or the like, and calculating a target air quantity and / or a target suction pressure, with an air system controller for calculating a control parameter of an air system as a factor for causing changes in an amount of a current supplied to a cylinder air using the target air amount and / or the target suction pressure. Entsprechend diesem Aufbau können Steuerungsparameter von Luftsystemen ohne Vergrößerung eines Fehlers berechnet werden, auch wenn der Fehler zwischen einer tatsächlichen Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) und einer Sollluftmenge (Sollansaugdruck) auftritt. According to this configuration control parameters of air systems can be calculated without increasing an error even when the error between an actual air quantity (actual suction pressure) and a target air quantity (target suction pressure) occurs.

Bei der Steuerung der Luftsysteme entsprechend den berechneten Steuerungsparametern können die Luftsysteme in stabiler Weise gesteuert werden, ohne dass sie durch Änderungen in der tatsächlichen Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) leicht beeinflusst werden. In controlling the air systems according to the calculated control parameters, the air systems can be controlled in a stable manner, without being easily affected by changes in the actual air quantity (actual suction pressure). Ein Steuerungsparameter von zumindest einem aus einem Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil) und einem Luftströmungssteuerungsventil (wie beispielsweise eines Wirbelsteuerungsventils) und einer Variabelventileinheit (variable Ventilsteuerzeiteinheit oder variable Ventilanhebungseinrichtung) können als Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet werden unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks. A control parameter of at least one of an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) and an air flow control valve (such as a swirl control valve) and a variable valve unit (variable valve timing unit or variable valve lift device) can be calculated as a control parameter of the air system using the target air amount and / or the target suction pressure. Das EGR-Ventil, das Luftströmungssteuerungsventil und die Variabelventileinheit stellen einen Hauptfaktor zum Bewirken von Änderungen in der Luftmenge dar. Bei der Anwendung der Erfindung bei einer Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer dieser Einrichtungen und der Steuerung einer dieser Einrichtungen kann das Luftsystem in stabiler Weise ohne Beeinflussung durch Änderungen in der tatsächlichen Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) gesteuert werden. The EGR valve, the air flow control valve and the variable valve unit represent a major factor for causing changes in the amount of air. In the application of the invention in a control apparatus for an internal combustion engine with at least one of these devices and the control of one of these devices, the air system in a stable manner without being affected by changes in the actual air quantity (actual suction pressure) can be controlled.

Liegt eine Vielzahl von Steuerungsparametern der Luftsysteme als Faktoren zur Bewirkung von Änderungen in der Luftmenge vor, dann können sämtliche Steuerungsparameter auf der Basis der Sollluftmenge (Sollansaugdruck) berechnet werden, oder es können lediglich einige der Steuerungsparameter als Hauptteil der Steuerungsparameter auf der Basis der Sollluftmenge (Sollansaugdruck) berechnet werden. Is a variety of control parameters of air systems as factors for causing changes in the air flow before, then all control parameters can be calculated on the basis of the target air quantity (target suction pressure), or there may be only some of the control parameters (as the main part of the control parameters based on the desired amount of air target suction pressure) are calculated.

Ein Steuerungsparameter eines Luftsystems kann berechnet werden unter Verwendung einer korrigierten Sollluftmenge und/oder eines korrigierten Ansaugdrucks, die erhalten werden mittels Durchführen einer Verzögerungskorrektur bezüglich der Sollluftmenge und/oder des Sollluftdrucks lediglich mittels eines Betrags entsprechend einer Ansaugverzögerung. A control parameter of an air system can be calculated using a corrected target air amount and / or a corrected suction pressure to be obtained with respect to, by performing a delay correction of the target air amount and / or the desired air pressure only by an amount corresponding to a Ansaugverzögerung. Mit diesem Aufbau kann eine Abweichung in den Zeitverhältnissen zwischen der Sollluftmenge (Sollansaugdruck) und den Steuerungsparametern der Luftsysteme infolge einer Ansaugverzögerung kompensiert werden, wodurch die Genauigkeit der Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme verbessert werden kann. With this configuration, a deviation in the time relationships between the target air quantity (target suction pressure) and the control parameters of the air system can be compensated as a result of Ansaugverzögerung, whereby the accuracy of calculation of the control parameters of the air systems can be improved. Ein Steuerungsparameter des Luftsystems kann berechnet werden unter Verwendung einer korrigierten Sollluftmenge und/oder eines korrigierten Sollansaugdrucks, der erhalten wird mittels des Durchführens einer Verzögerungskorrektur eines Betrags entsprechend einer Ansaugverzögerung und, zusätzlich, einer Vorauskorrektur eines Betrags entsprechend einer Betätigungsverzögerung eines Betätigungsglieds des Luftsystems. A control parameter of the air system can be calculated using a corrected target air amount and / or a corrected target suction pressure, which is obtained by means of performing a lag correction of an amount corresponding to a Ansaugverzögerung and, in addition, a pre-correction of an amount corresponding to an operation delay of an actuator of the air system. Somit kann die Betätigungsverzögerung eines Betätigungsglieds des Luftsystems ebenfalls korrigiert werden. Thus, the operation delay of an actuator of the air system can also be corrected. Im Ergebnis können das Verhalten der tatsächlichen Luftmenge und das Verhalten der optimalen Luftmenge eines Betätigungsglieds des Luftsystems miteinander in Übereinstimmung gebracht werden, und die Berechnungsgenauigkeit der Steuerungsparameter der Luftsysteme kann weiter verbessert werden. As a result, the behavior of the actual air flow and the behavior of the optimal amount of air of an actuator of the air system can be matched with each other, and the calculation accuracy of the control parameters of the air systems can be further improved.

Es ist ferner möglich, eine Betriebsartenumschaltung vorzunehmen zwischen einer ersten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung eines Steuerungsparameters eines Luftsystems unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks, und einer zweiten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung eines Steuerungsparameters eines Luftsystems unter Verwendung einer tatsächlichen Luftmenge und/oder eines tatsächlichen Ansaugdrucks in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen. It is also possible to perform mode switching between a first control mode for calculating a control parameter of a pneumatic system using the target air amount and / or the target suction pressure, and a second control mode for calculating a control parameter of an air system using an actual amount of air and / or an actual suction pressure in depending on the operating conditions.

Beispielsweise ist es möglich, zur ersten Steuerungsbetriebsart in einer gleichförmigen Fahrbetriebsart, und zur zweiten Steuerungsbetriebsart in einer Übergangsfahrbetriebsart umzuschalten. For example, it is possible to switch to the first control mode in a steady running mode and the second control mode in a transitional driving mode. In der gleichförmigen Fahrbetriebsart, in der die Betriebsbedingungen im wesentlichen konstant gehalten werden, konvergiert insbesondere die tatsächliche Luftmenge (tatsächlicher Ansaugdruck) gegen die Sollluftmenge (Sollansaugdruck). In the steady running mode in which the operating conditions are kept substantially constant, converges particular the actual air quantity (actual suction pressure) against the target air quantity (target suction pressure). Folglich wird die Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet. Consequently, the operating mode to the first control mode is switched. Bei der Verwendung der Sollluftmenge (Sollansaugdruck) können die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet werden. In use, the target air quantity (target suction pressure) the control parameters of the air systems can be calculated. Auch wenn die tatsächliche Luftmenge (der tatsächliche Ansaugdruck) aus bestimmten Gründen während der gleichförmigen Fahrbetriebsart veränderlich ist, kann verhindert werden, dass die Steuerung der Luftsysteme durch den Einfluss der Änderungen gestört wird, so dass die Luftsysteme in stabiler Weise gesteuert werden können. Even if the actual air amount (the actual intake pressure) is variable for certain reasons during the steady running mode can be prevented that the control of the air system is disturbed by the influence of the changes so that the air systems can be controlled in a stable manner. In der Übergangsfahrbetriebsart, in welcher sich die Betriebsbedingungen ändern, tritt ein Einfluss infolge der Ansaugverzögerung auf. In the transitional driving mode in which to change the operating conditions, an influence due to the Ansaugverzögerung occurs. Folglich wird die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet, und die Steuerungsparameter des Luftsystems werden berechnet unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge (des tatsächlichen Ansaugdrucks). Consequently, the operating mode to the second control mode is switched, and the control parameters of the air system are calculated using the actual air amount (the actual intake pressure). Auf diese Weise können die Luftsysteme mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit bezüglich einer Änderung in den Maschinenbetriebsbedingungen während der Übergangsfahrbetriebsart gesteuert werden. In this way, the air systems can be controlled with a high responsiveness with respect to a change in engine operating conditions during the transitional driving mode.

Es ist ferner möglich, die Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart in einem Leerlaufzustand umzuschalten, und die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart in einer Fahrbetriebsart umzuschalten. It is also possible to switch the operating mode to the first control mode in an idle state, and switch the operation mode to the second control mode in a driving mode. Auf diese Weise, indem die Betriebsart in einem Leerlaufzustand der ersten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet wird, wird die Leerlaufdrehzahl (Leerlaufgeschwindigkeit) stabilisiert, und Fahrzeugvibrationen und dergleichen können im Leerlaufzustand vermindert werden. In this manner, by the operation mode is switched to an idling state of the first control mode, the idling speed (idling speed) is stabilized, and vehicle vibration and the like can be reduced in the idling state. Durch Umschalten der Betriebsart zur zweiten Betriebsart in dem Fahrzustand kann das Luftsystem mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit in Bezug auf Änderungen in den Betriebsbedingungen gesteuert werden. By switching the mode to the second mode in the running state, the air system may be controlled with a high response sensitivity with respect to changes in the operating conditions.

Die Erfindung kann sowohl bei einer Ansaugkanaleinspritzmaschine als auch bei einer Direkteinspritzmaschine angewendet werden. The invention can be applied to both a Ansaugkanaleinspritzmaschine as well as a direct-injection engine. Insbesondere in dem Fall der Anwendung der Erfindung bei einer Direkteinspritzmaschine ist es möglich, einen Steuerungsparameter eines Luftsystems zu berechnen unter Verwendung der Sollbrennstoffmenge bei einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SC-Betriebsart) und einem Steuerungsparameter eines Luftsystems zur Berechnung der Verwendung einer Sollluftmenge und/oder eines Sollansaugdrucks in einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart. In particular, in the case of applying the invention in a direct-injection engine, it is possible to calculate a control parameter of an air system using the target amount of fuel in stratified charge combustion mode (SC) mode and a control parameter of an air system for calculating the use of a target air quantity and / or a target suction pressure in a stratified charge combustion mode. In der Schichtladeverbrennungsbetriebsart wird Brennstoff in einem Verdichtungstakt eingespritzt, so dass die Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SC-Betriebsart) ebenfalls als Verdichtungstakteinspritzbetriebsart bezeichnet wird. In the stratified charge combustion mode, fuel so that the stratified charge combustion mode (SC) mode is also referred to as compression stroke injection mode is injected in a compression stroke. In einer gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart (UC-Betriebsart) wird Brennstoff in einen Ansaugtakt eingespritzt, so dass die UC-Betriebsart auch als Ansaugtakteinspritzbetriebsart bezeichnet wird. In a uniform combustion mode (UC) mode so that the fuel UC mode is also referred to as Ansaugtakteinspritzbetriebsart is injected in an intake stroke. Da das Drehmoment der Brennkraftmaschine in der Schichtladebetriebsart gesteuert wird durch Berechnung eines Steuerungsparameters eines Luftsystems unter Verwendung der Sollbrennstoffmenge in der Schichtladebetriebsart kann ein geeigneter Steuerungsparameter entsprechend dem Solldrehmoment eingestellt werden. Since the torque of the internal combustion engine is controlled in the stratified charge operating mode by calculating a control parameter of an air system using the target amount of fuel in stratified charge mode, an appropriate control parameters can be adjusted according to the target torque. Da das Drehmoment der Brennkraftmaschine in der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart gesteuert wird durch Berechnen eines Steuerungsparameters eines Luftsystems unter Verwendung der Sollluftmenge (des Solleinlassdrucks) in der gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart kann ein geeigneter Steuerungsparameter entsprechend dem Solldrehmoment eingestellt werden. Since the torque of the internal combustion engine is controlled in the uniform combustion mode by calculating a control parameter of an air system using the target air quantity (the desired intake pressure) in the uniform combustion mode, a suitable control parameters are set according to the target torque.

Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele werden gewürdigt und es werden Verfahren des Betriebs und die Funktion der jeweiligen Teile verständlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den zugehörigen Patentansprüchen und den Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. Features and advantages of embodiments will be appreciated and methods of operation and the function of the respective parts will be understood from the following detailed description, the appended claims and the drawings, all of which form a part of this application. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des Maschinensteuerungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 is a graph illustrating the structure of the engine control system according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Berechnungsfunktion einer elektronischen Steuerungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 is a block diagram of a calculating function of an electronic control unit according to the first embodiment of the invention,

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer Berechnungsfunktion der elektronischen Steuerungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 is a block diagram of a calculation function of the electronic control unit according to a second embodiment of the invention,

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Einlassverzögerungskompensationseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4 is a block diagram showing an intake delay compensation means according to the second embodiment of the invention,

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Luftsystemsteuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 is a flow diagram illustrating an air control system according to a third embodiment of the invention,

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Luftsystemsteuerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 is a flow diagram illustrating an air control system according to a fourth embodiment of the invention,

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Berechnungsfunktion der elektronischen Steuerungseinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 is a block diagram of a calculation function of the electronic control unit according to a fifth embodiment of the invention,

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen einem Winkel eines EGR-Ventils und einer Luftmenge, und Fig. 8 is a graph illustrating the relationship between an angle of an EGR valve and an air quantity, and

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Vergrößerung eines Fehlers zwischen der tatsächlichen Luftmenge und einer Sollluftmenge. Fig. 9 is a graph showing the increase of an error between the actual air quantity and a target amount of air.

Erstes Ausführungsbeispiel First Embodiment

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nachstehend ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welchem die Erfindung bei einer Ansaugkanaleinspritzmaschine angewendet wird. Referring to FIGS. 1 and 2, a first embodiment will be described below in which the invention is applied to a Ansaugkanaleinspritzmaschine.

Zuerst wird der schematische Aufbau des gesamten Maschinensteuerungssystems unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. First, the schematic structure of the entire engine control system with reference to Fig. 1 will be described. In dem am weitesten stromaufliegenden Teil eines Ansaugrohrs 12 einer Maschine 11 als einer Brennkraftmaschine ist ein (nicht gezeigter) Luftreiniger vorgesehen, und auf der stromabliegenden Seite des Luftreinigers ist ein Luftströmungsmesser 13 vorgesehen zur Erfassung einer Ansaugluftmenge. In the most upstream portion of an intake pipe 12 of an engine 11 as an internal combustion engine (not shown) air cleaner provided, and on the downstream side of the air cleaner, an air flow meter 13 is provided for detecting an intake air amount. Auf der stromabliegenden Seite des Luftströmungsmessers 13 befindet sich eine Drosselklappe (Drosselventil) 15 , deren Winkel mittels eines Motors 14 wie beispielsweise eines Gleichstrommotors; On the downstream side of the air flow meter 13 is a throttle valve (throttle valve) 15, the angle by a motor 14 such as a DC motor; eingestellt wird. is set. Der Motor 14 wird entsprechend einem Ausgangssignal einer elektronischen Steuerungseinheit (nachstehend als "ECU" bezeichnet) 16 angesteuert zur Steuerung des Winkels (Drosselwinkel) der Drosselklappe 15 , und es wird eine Menge an Ansaugluft für jeden Zylinder mittels des Drosselwinkels eingestellt. The motor 14 is corresponding to an output signal of an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 16 is driven to control the throttle valve 15 of the angle (throttle angle), and it is an amount of intake air for each cylinder by means of the throttle angle set.

Ein Druckausgleichsbehälter 17 ist stromab der Drosselklappe 15 vorgesehen, und ein Ansaugdrucksensor 18 zur Erfassung des Ansaugdrucks ist an dem Druckausgleichsbehälter 17 angeordnet. A surge tank 17 is provided downstream of the throttle valve 15, and an intake pressure sensor 18 for detecting the intake pressure is disposed on the surge tank 17th Ein Ansaugkrümmer 19 zum Einleiten von Luft in jedem der Zylinder der Maschine 11 ist mit dem Druckausgleichsbehälter 17 verbunden, und ein Wirbelsteuerungsventil 20 (Luftströmungssteuerungsventil) zur Steuerung eines Wirbels in einem Zylinder einer Maschine 11 ist in dem Ansaugkrümmer jedes Zylinders vorgesehen. An intake manifold 19 for introducing air into each of the cylinders of the engine 11 is connected to the surge tank 17, and a swirl control valve 20 (air flow control valve) for controlling a vortex in a cylinder of an engine 11 is provided in the intake manifold of each cylinder. Ein Brennstoffeinspritzventil 21 zum Einspritzen von Brennstoff ist in der Nähe des Ansaugeinlasses des Ansaugkrümmeres 19 jedes Zylinders vorgesehen. A fuel injection valve 21 for injecting fuel is provided in the vicinity of the suction inlet of the Ansaugkrümmeres 19 of each cylinder. In dem Zylinderkopf der Maschine 11 ist eine Zündkerze 25 an jedem Zylinder angeordnet, und das Luft-Brennstoffgemisch in dem Zylinder wird mittels einer Funkenentladung der Zündkerze 25 gezündet. In the cylinder head of the engine 11, a spark plug 25 of each cylinder is disposed, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by a spark discharge of the spark plug 25th Ein Einlassventil 26 und ein Auslassventil 27 der Maschine 11 werden jeweils mittels Nockenwellen 28 und 29 betrieben, und die Nockenwelle 28 auf der Ansaugseite ist mit einer hydraulischen variablen Ventilsteuerzeiteinheit (VVT-Einheit) 30 zum Ändern der Zeiten des Öffnens und Schließens des Einlassventils 26 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen ausgestattet. An intake valve 26 and an exhaust valve 27 of the engine 11 are each operated by means of cam shafts 28 and 29, and the camshaft 28 on the intake side is provided with a hydraulic variable valve timing device (VVT) unit 30 for changing the times of opening and closing the intake valve 26 in a function equipped on the operating conditions. Der Öldruck zum Ansteuern der Variabelventilsteuerzeiteinheit (VVT-Einheit) 30 wird mittels eines Öldrucksteuerungsventils 31 gesteuert. The oil pressure for driving the variable valve timing device (VVT) unit 30 is controlled by an oil pressure control valve 31st

Andererseits ist ein Abgasrohr 36 der Maschine 11 mit einem Katalysator 37 wie einem Dreiwegekatalysator zur Behandlung (Reinigung) der Abgase ausgestattet. On the other hand, an exhaust pipe 36 of the engine 11 with a catalyst 37 such as a three-way catalyst for treatment (purification) of the exhaust gases provided. Auf der stromaufliegenden Seite des Katalysators 37 ist ein Luft- Brennstoffverhältnissensor 38 (oder Sauerstoffsensor) vorgesehen zur Erfassung des Luft-Brennstoffverhältnisses (fetter oder magerer Zustand) des Abgases. On the upstream side of the catalyst 37, an air-fuel ratio sensor 38 (or oxygen sensor) is provided for detecting the air-fuel ratio (rich or lean condition) of the exhaust gas. Zwischen der stromaufliegenden Seite des Luft-Brennstoffverhältnissensors 38 und des Druckausgleichsbehälters 17 im Abgasrohr 36 ist ein Abgasrückführungsrohr (EGR-Rohr) 19 zum Rückführen eines Teils des Abgases zur Ansaugseite verbunden. Between the upstream side of the air-fuel ratio sensor 38 and the surge tank 17 in the exhaust pipe 36, an exhaust gas recirculation pipe (EGR pipe) 19 is connected for recirculating a part of exhaust gas to the intake side. In etwa der Mitte des Abgasrückführungsrohrs 39 ist ein Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil) 40 vorgesehen zur Steuerung der zurückgeführten Abgasmenge (EGR-Menge). In about the middle of the exhaust circulation pipe 39 is an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 40 is provided for controlling the amount of recirculated exhaust gas (EGR amount). Die Position eines Beschleunigungspedals (Beschleunigungseinrichtungsposition) wird mittels eines Beschleunigungseinrichtungshubsensors 41 erfasst. The position of an accelerator pedal (accelerator position) is detected by a Beschleunigungseinrichtungshubsensors 41st

Die elektronische Steuerungseinheit 16 zur Steuerung der Maschinenbetriebsbedlngungen besteht im wesentlichen aus einem Mikrocomputer. The electronic control unit 16 for controlling the Maschinenbetriebsbedlngungen essentially consists of a microcomputer. Die elektronische Steuerungseinheit 16 umfasst einen Speicher ROM (Speichermedium). The electronic control unit 16 includes a ROM (storage medium). Mittels der Durchführung eines Maschinensteuerungsprogramms, das in dem Speicher ROM gespeichert ist, wird die Funktion jeder der in Fig. 2 gezeigten Einrichtungen verwirklicht. By performing an engine control program stored in the ROM, the function is implemented, each of the devices shown in Fig. 2. Die Funktionen der Einrichtungen werden nachstehend im Einzelnen beschrieben. The functions of the devices will be described in detail below.

Eine Solldrehmomentberechnungseinrichtung 50 berechnet ein Solldrehmoment Ttg mittels eines Kennfelds oder eines numerischen Ausdrucks auf der Basis einer gegenwärtigen Beschleunigungseinrichtungsposition Acc, einer Maschinendrehzahl (Maschinengeschwindigkeit) Ne und dergleichen. A target torque calculation means 50 calculates a target torque Ttg by means of a map or a numerical expression on the basis of a current accelerator position Acc, an engine speed (engine speed) Ne and the like. Eine Sollluftmengenberechnungseinrichtung 52 berechnet eine Sollluftmenge Atg mittels eines Kennfelds oder eines numerischen Ausdrucks auf der Basis des gegenwärtigen Solldrehmoments, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen. A target air quantity calculating means 52 calculates a target air quantity Atg by means of a map or a numerical expression on the basis of the current target torque, the engine speed Ne and the like.

Eine Solldrosselwinkelberechnungseinrichtung 53 berechnet einen Solldrosselwinkel THtg unter Verwendung eines inversen Modells eines Ansaugsystemmodells oder dergleichen auf der Basis der Sollluftmenge Atg, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen und gibt ein Steuerungssignal entsprechend dem Solldrosselwinkel an die Drosselklappenansteuerungseinrichtung 14 aus zum Ansteuern der Drosselklappe 15 , wodurch der tatsächliche Drosselwinkel zu dem Solldrosselwinkel gesteuert wird. A target throttle angle calculation means 53 calculates a target throttle angle ThTg using an inverse model of a Ansaugsystemmodells or the like on the basis of the target air quantity Atg, the engine speed Ne and the like, and outputs a control signal corresponding to the target throttle angle to the throttle valve control device 14 from for driving the throttle valve 15, whereby the actual throttle angle is controlled to the target throttle angle. In dem Ausführungsbeispiel bildet der Motor 14 die Drosselklappenansteuerungseinrichtung. In the embodiment, the motor 14 constituting the throttle valve drive means. Zum Zeitpunkt der Berechnung des Solldrosselwinkels kann unter zusätzlicher Berücksichtigung der Steuerungsparameter der Luftsysteme als Faktoren, die Änderungen in der dem Zylinder zugeführten Luftmenge bewirken, zusätzlich zur Sollluftmenge und der Maschinendrehzahl Ne der Solldrosselwinkel berechnet werden. At the time of calculation of the target throttle angle of the target throttle angle can also taking into account the control parameters of the air systems as factors that cause changes in the supplied to the cylinder air amount in addition to the target air amount and the engine speed Ne is calculated. Beispielsweise können ein Soll-EGR-Ventilgrad EGRtg der Öffnung als Sollwert der Abgasrückführungssteuerung, eine Sollventilsteuerzeit WTtg als Sollwert der WT-Einheit 30 , ein Sollgrad SCVtg der Öffnung als Sollwert des Wirbelsteuerungsventils 20 oder dergleichen verwendet werden. For example, a target EGR valve degree EGRtg the opening as the target value of the exhaust gas recirculation control, a target valve timing WTTG as a target value of the WT unit 30, a target degree SCVtg can be of the opening as the target value of the swirl control valve 20 or the like.

Eine Soll-EGR-Ventilöffnungsgradberechnungseinrichtung 54 berechnet einen Soll-EGR-Wertöffnungsgrad EGRtg mittels eines Kennfelds oder dergleichen auf der Basis der Sollluftmenge Atg, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen, und gibt ein Steuerungssignal entsprechend dem Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad an die EGR-Ventilantriebseinrichtung 55 , wie einen Motor zum Antreiben des EGR-Ventils 40 ab, wodurch ein tatsächlicher EGR-Ventilöffnungsgrad EGRac auf einen Soll-EGR- Ventilöffnungsgrad gesteuert wird. A target EGR valve opening degree calculating means 54 calculates a target EGR value opening degree EGRtg by means of a map or the like based on the target air amount Atg, the engine speed Ne, and the like, and outputs a control signal corresponding to the target EGR valve opening degree of the EGR valve drive means 55 such as a motor for driving the EGR valve 40 off, thereby an actual EGR valve opening degree EGRac is controlled to a target EGR valve opening degree.

Die Sollventilsteuerungszeitberechnungseinrichtung 56 berechnet eine Sollventilsteuerzeit WTtg aus einem Kennfeld oder dergleichen auf der Basis der Sollluftmenge Atg, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen, und gibt ein Steuerungssignal gemäß dem Berechnungswert an das Öldrucksteuerungsventil 31 (WT-Antriebseinrichtung) aus zum Antreiben der WT-Einheit 30 , und steuert eine tatsächliche Ventilsteuerzeit WTac auf eine Sollventilsteuerzeit WTtg. The target valve control time calculating means 56 calculates a target valve timing WTTG from a map or the like based on the target air amount Atg, the engine speed Ne, and the like, and outputs a control signal according to the calculated value to the oil pressure control valve 31 (WT-driving device) is made to drive the WT-unit 30, and controls an actual valve timing WTAC to a target valve timing WTTG.

Eine Soll-SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 berechnet einen Sollöffnungsgrad SCVtg aus einem Kennfeld oder dergleichen auf der Basis der Sollluftmenge, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen, und gibt ein Steuerungssignal entsprechend dem Sollöffnungsgrad SCVtg an die SCV-Antriebseinrichtung 58 wie einen Motor zum Antreiben der SCV-Einrichtung 20 aus, und steuert einen tatsächlichen Öffnungsgrad SCVac auf einen Sollöffnungsgrad SCVtg. A target SCV opening degree calculating means 57 calculates a target opening degree SCVtg from a map or the like based on the target air quantity, the engine speed Ne, and the like, and outputs a control signal corresponding to the target opening degree SCVtg to the SCV driving means 58 such as a motor for driving the SCV device 20, and controls an actual opening degree SCVac to a target opening degree SCVtg.

Die Soll-EGR-Ventilöffnungsgradberechnungseinrichtung 54 , die Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 56 und die Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 bilden die Luftsystemsteuerungseinrichtung in den Patentansprüchen. The target EGR valve opening degree calculating means 54, the target valve timing calculation means 56 and the target SCV opening degree calculating means 57 form the air system controller in the claims.

Andererseits berechnet eine Zylinderluftmengenberechnungseinrichtung 59 eine Zylinderluftmenge Ain mittels eines Ansaugsystemmodells auf der Basis einer Drosseldurchlassluftmenge Afm, die angegeben ist durch eine Ausgabe des Luftströmungsmessers 13 , der Maschinendrehzahl Ne, des durch eine Ausgabe des Ansaugdrucksensors 18 angegebenen Ansaugdrucks Pi und dergleichen. On the other hand, computes a cylinder air amount calculation means 59, a cylinder air amount Ain by means of a Ansaugsystemmodells on the basis of a throttle passage air quantity Afm indicated by an output of the airflow meter 13, the engine speed Ne, the direction indicated by an output from the intake pressure sensor 18 intake pressure Pi and the like. Eine Sollbrennstoffmengenberechnungseinrichtung 60 berechnet eine Sollbrennstoffmenge Ftg durch Aufteilen der Zylinderluftmenge Ain mittels des Sollluft- Brennstoffverhältnisses Aftg, das durch die Sollluft- Brennstoffverhältniseinstelleinrichtung 61 eingestellt wird. A target fuel amount calculating means 60 calculates a target amount of fuel Ftg by dividing the cylinder air amount Ain by the Sollluft- fuel ratio AFTG, which is set by the Sollluft- Brennstoffverhältniseinstelleinrichtung 61st Die Berechnung wird durchgeführt entsprechend "Ftg = Ain/AFtg × Konstante". The calculation is performed according to "Ftg = Ain / AFTG × constant".

Eine Brennstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung 62 bestimmt eine endgültige Brennstoffeinspritzmenge durch Multiplizieren der Sollbrennstoffmenge Ftg mit unterschiedlichen Korrekturfaktoren (Kühlwassertemperaturkorrekturfaktor, Luft- Brennstoffverhältnisregelungskorrekturfaktor, Lernkorrekturfaktor und dergleichen). A fuel injection quantity calculating means 62 determines a final fuel injection amount by multiplying the target amount of fuel Ftg with different correction factors (cooling water temperature correction factor air-fuel ratio feedback correction factor, learning correction factor, and the like). Eine Zündzeitberechnungseinrichtung 64 berechnet eine Zündzeit für jeden Zylinder in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebsbedingungen mittels eines Kennfelds oder dergleichen, steuert die Zündkerzenansteuerungseinrichtung 56 zu der Zündzeit an, und legt eine hohe Spannung an die Zündkerze 25 zur Erzeugung einer Funkenentladung an. A Zündzeitberechnungseinrichtung 64 calculates an ignition timing for each cylinder depending on the engine operating conditions by means of a map or the like, the spark control means 56 controls to the ignition timing, and applies a high voltage to the spark plug 25 for generating a spark discharge on.

In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt der Berechnung der Steuerungsparameter (Soll- EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV- Öffnungsgrad) der Luftsysteme als Faktoren, die Änderungen in der den Zylinder zugeführten Luftmenge bewirken, werden die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet unter Verwendung der Sollluftmenge. In the above-described first embodiment, the time of calculation of the control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems as factors which cause changes in the cylinder air quantity supplied, the control parameters of the air systems are calculated using the required airflow. Auch in dem Falle, in dem ein Fehler zwischen der tatsächlichen Luftmenge und der Sollluftmenge auftritt, können die Steuerungsparameter der Luftsysteme folglich ohne Vergrößerung des Fehlers berechnet werden, so dass die Luftsysteme (EGR-Ventilöffnungsgrad, Ventilsteuerzeit und SCV-Öffnungsgrad) in stabiler Weise ohne einfachen Einfluss der Änderungen der tatsächlichen Luftmenge stabil gesteuert werden können. Also in the case in which an error between the actual air quantity and the target air quantity occurs, control parameters of the air systems can thus be calculated without increasing the error, so that the air systems (EGR valve opening degree, valve timing, and the SCV opening degree) in a stable manner without simple effect of changes in the actual amount of air can be stably controlled.

Zweites Ausführungsbeispiel Second Embodiment

Eine Ansaugverzögerung tritt auf, da eine Ansaugluft die Drosselklappe 15 durchströmt, bis sie in einen Zylinder gelangt. A Ansaugverzögerung occurs because an intake air flows through the throttle valve 15 until it comes into a cylinder. In einer gleichförmigen Fahrbetriebsart, in der die Maschinenbetriebsbedingungen im wesentlichen konstant gehalten werden, tritt ein Einfluss der Ansaugverzögerung nicht auf. In a steady running mode in which the engine operating conditions are kept substantially constant, an influence of the Ansaugverzögerung does not occur. In einer Übergangsfahrbetriebsart, in welcher sich die Maschinenbetriebsbedingungen nicht ändern, tritt jedoch ein Einfluss der Ansaugverzögerung auf. In a transitional driving mode in which the engine operating conditions do not change, but occurs an influence of Ansaugverzögerung.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung in den Fig. 3 und 4 zum Zeitpunkt der Berechnung der Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme wird die Sollluftmenge einer Verzögerungskorrektur lediglich mit einem Betrag entsprechend der Ansaugverzögerung unterworfen. In a second embodiment as shown in Figs. 3 and 4 at the time of calculation of the control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems, the target air amount to a delay correction is only subjected to an amount corresponding to the Ansaugverzögerung , Bei der Verwendung einer korrigierten Sollluftmenge werden der Soll-EGR- Ventilöffnungsgrad, die Sollventilsteuerzeit und der Soll- SCV-Öffnungsgrad jeweils mittels der Soll-EGR- Ventilöffnungsgradberechnungseinrichtung 54 , der Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 56 und der Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 berechnet. When using a corrected target air quantity, the target EGR valve opening degree, the target valve timing and the target SCV opening degree of each means of the target EGR valve opening degree calculating means 54, the target valve timing calculation means 56 and the target SCV opening degree calculating means are calculated 57th

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 approximiert eine Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung 66 die Ansaugverzögerung durch eine Verlustzeit und eine Verzögerung erster Ordnung und korrigiert die Sollluftmenge lediglich durch einen Betrag entsprechend der Ansaugverzögerung. As shown in Fig. 4 66 approximates a Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung the Ansaugverzögerung by a loss of time and a first order lag, and corrects the target air amount only by an amount corresponding to the Ansaugverzögerung. Die Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung 66 besteht aus einem Verlustzeitelement 67 (1/z n ), einer Zeitkonstanteneinstelleinrichtung 68 und einem Erster- Ordnung-Verzögerungsfilter 69 . The Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung 66 consists of a time loss element 67 (1 / z n), a Zeitkonstanteneinstelleinrichtung 68 and a Erster- order lag filter 69th Das Verlustzeitelement 67 verzögert die mittels der Sollluftmengenberechnungseinrichtung 52 berechnete Sollluftmenge lediglich um den Betrag der Verlustzeit, und gibt verzögert eine Sollluftmenge x(i) zu dem Erster-Ordnung- Verzögerungsfilter 69 . The loss time element 67 delays the change calculated by the target air amount calculating means 52 target air quantity only by the amount of loss time, and outputs a delayed target air quantity x (i) to the first-Ordnung- delay filter 69th Die Zeitkonstanteneinstelleinrichtung 68 berechnet eine Zeitkonstante τ des Erster-Ordnung- Verzögerungsfilters 69 aus einem Kennfeld in Abhängigkeit von einer gegenwärtigen Maschinendrehzahl Ne. The Zeitkonstanteneinstelleinrichtung 68 calculates a time constant τ of the first-Ordnung- lag filter 69 from a characteristic field depending on a current engine speed Ne. Das Erster-Ordnung- Verzögerungsfilter 69 führt eine Verzögerungskorrektur mit der Sollluftmenge lediglich mit dem Betrag entsprechend der Ansaugverzögerung gemäß der nachfolgenden Gleichung durch. The first-Ordnung- delay filter 69 introduces a delay correction with the target air amount with only the amount corresponding to the Ansaugverzögerung according to the following equation by.

y(i) = y(i-1) + (ts/τ) × {x(i) - y(i-1)} y (i) = y (i-1) + (t s / τ) x {x (i) - y (i-1)}

wobei y(i) eine Ausgabe (einer Verzögerungskorrektur unterworfene korrigierte Sollluftmenge) des Erster-Ordnung- Verzögerungsfilters 69 , y(i-1) eine Ausgabe zur Zeit der letztmaligen Berechnung des Erster-Ordnung-Verzögerungs filters 69 ist, und ts bezeichnet eine Abtastzeit. where y (i) an output (a delay correction subjected corrected target air amount) of the first-Ordnung- delay filter 69, y (i-1) output at the time of the last-time calculation of the first-order delay filters 69, and ts denotes a sampling time ,

Die Soll-EGR-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 54 , die Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 56 und die Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 berechnen die Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungswinkel, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungswinkel) der Luftsysteme aus einem Kennfeld oder dergleichen auf der Basis der korrigierten Sollluftmenge y(i), die der Verzögerungskorrektur der Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung 66 unterworfen ist, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen. The target EGR opening degree calculation means 54, the target valve timing calculation means 56 and the target SCV opening degree calculation means 57 calculate the control parameters (target EGR valve opening angle, target valve timing and the target SCV opening angle) of the air system from a map or the like on the basis of the corrected target air quantity y (i), which is subjected to the correction of the delay Ansaugverzögerungskompensationseinrichtung 66, the engine speed Ne and the like.

In dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel werden die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet unter Verwendung der korrigierten Sollluftmenge, die erhalten wurde durch Verzögern der Sollluftmenge lediglich um den Betrag entsprechend der Ansaugverzögerung. In the above second embodiment, the control parameters of the air systems are calculated using the corrected target amount of air, which has been obtained by delaying the target air amount by only the amount corresponding to the Ansaugverzögerung. Folglich kann eine Abweichung in der Zeit zwischen der Sollluftmenge und den Steuerungsparametern der Luftsysteme infolge einer Ansaugverzögerung kompensiert werden, und die Genauigkeit der Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme kann verbessert werden. Consequently, a difference in time between the target air amount and the control parameters of the air system can be compensated as a result of Ansaugverzögerung, and the accuracy of the calculation of the control parameters of the air systems can be improved.

Drittes Ausführungsbeispiel Third Embodiment

In einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Umschalten bewirkt zwischen einer ersten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der Sollluftmenge, und einer zweiten Betriebsart zur Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebsbedingungen. In a third embodiment, a switching is effected between a first control mode for calculating the control parameters of the air systems using the target air quantity, and a second mode for calculation of the control parameters of the air systems using the actual air amount in response to the engine operating conditions. Ein Luftsystemsteuerungs programm gemäß Fig. 5 wird jeweils nach vorbestimmten Zeiten oder vorbestimmten Kurbelwellenwinkeln mittels der elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 16 verarbeitet. An air system control program shown in FIG. 5 is processed 16 in each case after predetermined time or predetermined crank angles by means of the electronic control unit (ECU). Die Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme werden in der nachfolgenden Weise berechnet. The control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems are calculated in the following manner. Zuerst wird in Schritt 101 bestimmt, ob sich die Maschinenbetriebsbedingungen in der gleichförmigen Fahrbetriebsart befinden oder nicht. First, it is determined at step 101 whether the engine operating conditions are in the steady running mode or not. Ist die Antwort "JA" dann geht das Programm zu Schritt 102 über, in welchem die Betriebsart umgeschaltet wird zur ersten Steuerungsbetriebsart, und wobei in gleicher Weise wie bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel die Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme berechnet werden unter Verwendung der Sollluftmenge. If the answer is "YES" then the program proceeds to step 102, in which the mode is switched to the first control mode, and wherein in the same manner as in the first or second embodiment, the control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and target SCV opening degree) can be calculated air systems using the target air quantity. Insbesondere werden die Steuerungsparameter berechnet unter Verwendung eines Kennfelds oder dergleichen auf der Basis der Sollluftmenge, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen. Specifically, the control parameters are calculated by using a map or the like based on the target air quantity, the engine speed Ne and the like.

Wird andererseits in Schritt 101 die Übergangsfahrbetriebsart bestimmt, dann geht das Programm zu dem Schritt 103 , in welchem die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet wird und die Steuerungsparameter (Soll-EGR- Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV- Öffnungsgrad) der Luftsysteme berechnet werden unter Verwendung einer tatsächlichen Luftmenge (Berechnungswert der Zylinderluftmengenberechnungseinrichtung 59 ). On the other hand, in step 101, the transitional driving mode is determined, then the program proceeds to step 103, in which the operating mode to the second control mode is switched, and the control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems are calculated using an actual air quantity (calculation value of the cylinder air amount calculation means 59). Insbesondere werden die Steuerungsparameter berechnet unter Verwendung eines Kennfelds oder dergleichen auf der Basis der tatsächlichen Luftmenge, der Maschinendrehzahl und dergleichen. Specifically, the control parameters are calculated by using a map or the like based on the actual air amount, the engine speed and the like.

In dem vorstehenden dritten Ausführungsbeispiel in der gleichförmigen Fahrbetriebsart, in welcher die Maschinenbetriebsbedingungen im wesentlichen konstant gehalten werden, und unter Berücksichtigung, dass die tatsächliche Luftmenge gegen die Sollluftmenge konvergiert wird die Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet. In the above third embodiment, in the steady running mode in which the engine operating conditions are kept substantially constant, and taking into account that the actual air quantity is converged to the target air quantity switched the operation mode to the first control mode. Bei der Verwendung der Sollluftmenge werden die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet. When using the target air quantity control parameters of the air systems are calculated. Auch wenn die tatsächliche Luftmenge aus bestimmten Gründen während der gleichmäßigen Fahrbetriebsart veränderlich ist, kann bei der Steuerung der Luftsysteme verhindert werden, dass eine Störung durch den Einfluss der Änderungen auftritt, und die Luftsysteme können in stabiler Weise gesteuert werden. Even if the actual amount of air for some reason is variable during the steady running mode in the control of the air systems can be prevented that a malfunction due to the influence of the changes occurs, and the air systems can be controlled in a stable manner. In der Übergangsfahrbetriebsart, in welcher sich die Maschinenbetriebsbedingungen ändern, und unter Berücksichtigung des Auftretens des Einflusses der Ansaugverzögerung wird die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet. In the transitional driving mode in which to change the engine operating conditions and taking into account the occurrence of the influence of Ansaugverzögerung the operating mode to the second control mode is switched. Die Steuerungsparameter der Luftsysteme werden unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge berechnet. The control parameters of the air systems are calculated using the actual amount of air. Daher können die Luftsysteme mit hoher Ansprechempfindlichkeit bezüglich der Änderungen in den Maschinenbetriebsbedingungen während der Übergangsfahrbetriebsart gesteuert werden. Therefore, the air systems with high sensitivity can be controlled with respect to changes in engine operating conditions during the transitional driving mode.

Viertes Ausführungsbeispiel Fourth Embodiment

In einem vierten Ausführungsbeispiel wird ein Luftsystemsteuerprogramm gemäß Fig. 6 jeweils nach vorbestimmten Zeiten oder vorbestimmten Kurbelwellenwinkeln verarbeitet. In a fourth embodiment of an air system control program shown in FIG. 6 is processed in each case after predetermined time or predetermined crank angles. Wird das Programm gestartet, dann wird in Schritt 201 zuerst bestimmt, ob die gegenwärtigen Maschinenbetriebsbedingungen in dem Leerlaufzustand sind oder nicht. When the program is started, then in step 201 first determines whether the current engine operating conditions are in the idling state or not. Ist die Antwort "JA", dann geht das Programm zu einem Schritt 202 , in welchem die Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet wird, und in gleicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme unter Verwendung der Sollluftmenge berechnet. If the answer is "YES", then the program proceeds to a step 202 in which the operation mode to the first control mode is switched, and in the same manner as in the third embodiment of control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air system is calculated using the target air quantity.

Ist demgegenüber die Antwort in Schritt 201 "NEIN", dann geht das Programm zu einem Schritt 203 über, in welchem die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart umgeschaltet wird, und wobei in gleicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Steuerungsparameter (Soll-EGR- Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV- Öffnungsgrad) der Luftsysteme unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge (Berechnungswert der Zylinderluftmengenberechnungseinrichtung 59 ) berechnet werden. To the contrary, the answer in step 201 is "NO", then the program proceeds to a step 203 in which the operating mode to the second control mode is switched, and wherein, in the same way, the control parameters (as in the third embodiment, target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems (using the actual air quantity calculation value of the cylinder air amount computing means 59) are calculated.

In dem vorstehenden vierten Ausführungsbeispiel wird durch Umschalten der Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart in dem Leerlaufzustand eine Leerlaufdrehzahl (Leerlaufgeschwindigkeit) stabilisiert und es werden hierbei Fahrzeugvibrationen und dergleichen im Leerlaufzustand vermindert. In the above fourth embodiment, an idle speed (idling speed) is stabilized by switching the mode to the first control mode in the idle state and there are in this case vehicle vibration and the like is reduced in the idling state. Durch das Umschalten der Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart in dem Fahrzustand können die Luftsysteme mit hoher Ansprechempfindlichkeit bezüglich einer Änderung in den Maschinenbetriebsbedingungen gesteuert werden. By switching the operating mode to the second control mode in the running state, the air systems with high sensitivity can be controlled with respect to a change in the engine operating conditions.

Fünftes Ausführungsbeispiel Fifth Embodiment

In einem fünften Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung bei einer Direkteinspritzmaschine mit dem direkten Einspritzen eines Brennstoffs mittels eines Brennstoffeinspritzventils in einen Zylinder verwendet. In a fifth embodiment of the present invention, in a direct injection engine with direct injection of a fuel used by a fuel injector into a cylinder. Fig. 7 ist ein Blockschaltbild des fünften Ausführungsbeispiels. Fig. 7 is a block diagram of the fifth embodiment. Die Komponenten sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels und werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung hier nicht mehr wiederholt wird. The components are essentially the same as those of the first embodiment and the description thereof will not be repeated here be denoted by the same reference numerals.

In dem fünften Ausführungsbeispiel besteht die elektronische Steuerungseinheit ECU 16 aus einer ersten Steuerungseinrichtung 70 zur Durchführung einer gleichförmigen Verbrennungsbetriebsart (UC-Betriebsart) und einer zweiten Steuerungseinrichtung 80 zur Durchführung einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SC-Betriebsart). In the fifth embodiment, the electronic control unit ECU 16 of a first control device 70 is to perform a uniform combustion mode (UC) mode and a second control means 80 for performing a stratified charge combustion mode (SC) mode. Die erste Steuerungseinrichtung 70 weist einen zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung in Fig. 2 gleichartigen Aufbau auf. The first control means 70 has a similar to the first embodiment as shown in Fig. 2 structure. Eine Verbrennungsbetriebsartenschalteinrichtung 71 schaltet eine Verbrennungsbetriebsart durch Auswählen einer Betriebsart aus der UC-Betriebsart (Ansaugtakteinspritzbetriebsart) und der SC-Betriebsart (Kompressionstakteinspritzbetriebsart) aus einem Kennfeld oder dergleichen in Abhängigkeit von dem mittels der Solldrehmomentberechnungseinrichtung 51 berechneten Solldrehmoment und der Maschinendrehzahl Ne. A combustion mode switching means 71 switches a combustion mode by selecting a mode from the UC mode (Ansaugtakteinspritzbetriebsart) and the SC-mode (compression stroke injection mode) from a map or the like in response to the calculated by the target torque calculation means 51 target torque and the engine speed Ne. Beispielsweise wird in einem Niedergeschwindigkeitsbereich und einem Niederdrehmomentbereich die SC-Betriebsart ausgewählt. For example, in a low speed range and a low-torque region, the SC mode is selected. In der SC-Betriebsart wird eine kleine Brennstoffmenge direkt in einen Zylinder während des Kompressionstakts eingespritzt zur Erzeugung eines Schichtladungs-Luft-Brennstoffgemischs, und eine Schichtladeverbrennung wird durchgeführt, wobei ein wirtschaftlicher Brennstoffverbrauch verbessert wird. In the SC mode, a small amount of fuel is injected directly into a cylinder during the compression stroke to produce a stratified air-fuel mixture and a stratified charge combustion is performed, whereby a more economical fuel consumption is improved. In einem mittleren/höheren Drehzahlbereich und einem mittleren/höheren Drehmomentbereich wird die UC-Betriebsart ausgewählt. In a middle / higher speed range and a middle / higher torque range, the UC-mode is selected. In der UC-Betriebsart wird die Brennstoffeinspritzmenge vergrößert, wird der Brennstoff direkt in einen Zylinder in den Ansaugtakt zur Erzeugung eines gleichförmigen Luft-Brennstoffgemischs eingespritzt und wird der Brennstoff gleichförmig verbrannt, wodurch eine Maschinenausgangsleistung und ein Bremsdrehmoment vergrößert werden. In the UC-mode, the fuel injection amount is increased, the fuel is injected directly into a cylinder in the intake stroke to produce a uniform air-fuel mixture and the fuel is uniformly burned, whereby an engine output and a braking torque can be increased.

In der UC-Betriebsart werden in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mittels der Soll-EGR- Ventilöffnungsgradberechnungseinrichtung 54 , der Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 56 und der Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 die Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der Sollluftmenge berechnet. In the UC mode, the target valve timing calculation means 56 and the target SCV opening degree calculating means 57 calculates the control parameters of the air systems using the target amount of air in the same manner as in the first embodiment by means of the target EGR valve opening degree calculating means 54. In gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel kann die Sollluftmenge einer Verzögerungskorrektur um lediglich einen Betrag entsprechend der Ansaugverzögerung unterworfen werden. In the same manner as in the second embodiment, the target air amount to a delay correction to an amount corresponding to only can the Ansaugverzögerung be subjected.

Andererseits wird in der SC-Betriebsart das mittels der Solldrehmomentberechnungseinrichtung 51 berechnete Solldrehmoment mittels der Sollbrennstoffbetragberechnungseinrichtung 72 in den Sollbrennstoffbetrag umgewandelt, und es wird die Sollbrennstoffmenge mittels der Brennstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung 73 mit verschiedenen Korrekturfaktoren (einem Kühlwassertemperaturkorrekturfaktor, einem Luft- Brennstoffverhältnisregelungskorrekturfaktor, einem Lernkorrekturfaktor und dergleichen) multipliziert, wodurch eine endgültige Brennstoffeinspritzmenge erhalten wird. On the other hand, in the SC mode, the change calculated by the target torque calculation means 51 target torque is converted by means of the target fuel amount computing means 72 in the target fuel amount, and it is multiplied, the target fuel amount by the fuel injection quantity calculating means 73 with various correction factors (a cooling water temperature correction factor, an air-fuel ratio feedback correction factor, a learning correction factor, and the like) whereby a final fuel injection quantity is obtained. Die Sollbrennstoffmenge wird mit dem Sollluft- Brennstoffverhältnis mittels der Sollluftmengenberechnungseinrichtung 74 multipliziert zur Berechnung der Sollluftmenge. The target amount of fuel is the Sollluft- fuel ratio by the target air amount calculation means 74 multiplies the calculation of the target air quantity. Mittels einer Solldrosselwinkelberechnungseinrichtung 75 wird ein Solldrosselwinkel auf der Basis der Sollluftmenge, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen berechnet und der tatsächliche Drosselwinkel wird auf den Solldrosselwinkel gesteuert. By means of a target throttle angle calculation means 75 calculates a target throttle angle based on the target air quantity, the engine speed Ne, and the like, and the actual throttle angle is controlled to the target throttle angle. In der SC-Betriebsart unter Verwendung der mittels der Soll-Brennstoffmengenberechnungseinrichtung 72 berechneten Sollbrennstoffmenge werden die Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme mittels der Soll-EGR- Öffnungsgradberechnungseinrichtung 76 , einer Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 77 und einer Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 78 berechnet. In the SC mode using the calculated by the target fuel amount calculating means 72 target quantity of fuel the control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air systems using the target EGR opening degree calculation means 76 will be a target valve timing calculation means 77 and a target SCV opening degree calculator calculates 78th

In dem fünften Ausführungsbeispiel unter Berücksichtigung, dass das Maschinendrehmoment mittels der Brennstoffmenge während der SC-Betriebsart gesteuert wird, werden die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet unter Verwendung der Sollluftmenge in der SC-Betriebsart. In the fifth embodiment, taking into consideration that the engine torque is controlled by the amount of fuel during the SC mode, the control parameters of the air systems are computed using the target air quantity in the SC mode. Folglich können geeignete Steuerungsparameter, die an das Solldrehmoment angepasst sind, eingestellt werden. Consequently, appropriate control parameters which are adapted to the target torque can be adjusted. Unter Berücksichtigung, dass das Maschinendrehmoment mittels der Luftmenge während der UC-Betriebsart gesteuert wird, können die Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der Sollluftmenge in der UC-Betriebsart berechnet werden. Taking into consideration that the engine torque is controlled by means of the air quantity during the UC mode, the control parameters of the air systems can be calculated in the UC mode using the target air quantity. Daher können geeignete Steuerungsparameter, die an das Solldrehmoment angepasst sind, eingestellt werden. Therefore, suitable control parameters, which are adapted to the target torque can be adjusted.

In gleicher Weise wie bei dem dritten oder vierten Ausführungsbeispiel kann die Betriebsart umgeschaltet werden zwischen der ersten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der Sollluftmenge, und der zweiten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung der Steuerungsparameter der Luftsysteme unter Verwendung der tatsächlichen Luftmenge in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebsbedingungen. In the same way as in the third or fourth embodiment, the mode can be switched between the first control mode to calculate the control parameters of the air systems using the target air quantity, and the second control mode to calculate the control parameters of the air systems using the actual air amount in response to the engine operating conditions ,

Anstelle der vorstehenden Vielzahl von Ausführungsbeispielen können ebenfalls die folgenden Ausführungen verwendet werden. Instead of the above variety of embodiments, the following models can also be used. Beispielsweise können die Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet werden unter Verwendung eines Sollansaugdrucks anstelle der Sollluftmenge. For example, the control parameters of the air systems can be calculated by using a target suction pressure, instead of the target air quantity. Die Steuerungsparameter der Luftsysteme können ebenfalls berechnet werden unter Verwendung sowohl der Sollluftmenge als auch des Sollansaugdrucks. The control parameters of the air systems can also be calculated using both the target air quantity and the target suction pressure. Obwohl die Maschine 11 sämtliche Teile wie das EGR-Ventil 40 , die Variabelventilsteuerzeiteinheit 30 und das Wirbelsteuerungsventil 20 aufweist, kann die Erfindung ebenfalls angewendet werden bei einer Maschine, die lediglich eine oder zwei Funktionen der vorstehenden Komponenten aufweist. Although the machine 11 all the parts such as the EGR valve 40, the variable valve timing unit 30 and having the swirl control valve 20, the invention can also be applied to an engine having only one or two functions of the above components. Die Steuerungsparameter der Luftsysteme als Faktoren, die Änderungen in der Menge der einem Zylinder zugeführten Luft bewirken, sind nicht auf den Soll-EGR- Ventilöffnungsgrad, die Sollventilsteuerzeit und den Soll- SCV-Öffnungsgrad beschränkt, sondern können auch andere Steuerungsparameter umfassen. The control parameters of the air systems as factors that cause changes in the amount of air supplied to a cylinder air are not limited to the target EGR valve opening degree, the target valve timing and the target SCV opening degree, but may also include other control parameters. Beispielsweise können die Steuerungsparameter einer variablen Ventilanhebeeinrichtung oder Steuerungsparameter einer Brennstoffdampfbehandlungs einrichtung verwendet werden. For example, the control parameters of a variable valve lifter or control parameters of a fuel vapor treatment device can be used. Liegt eine Vielzahl von Steuerungsparametern der Luftsysteme als Faktoren vor, die Änderungen in der Luftmenge bewirken, dann können sämtliche Steuerungsparameter berechnet werden auf der Basis der Sollluftmenge (des Sollansaugdrucks) oder lediglich einige der Parameter als Hauptteil der Steuerungsparameter können berechnet werden auf der Basis der Sollluftmenge (des Sollansaugdrucks). If a plurality of control parameters of the air systems as factors before, cause changes in the amount of air, then all the control parameters can be calculated on the basis of the target air quantity (the target suction pressure) or only some of the parameters as the main part of the control parameters are calculated based on the target air amount (the target suction pressure).

Obwohl die vorliegende Erfindung beschrieben wurde mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, sind unterschiedliche Änderungen und Modifikationen für den Fachmann denkbar. Although the present invention has been described with the preferred embodiments thereof in conjunction with the accompanying drawings, various changes and modifications to the skilled person are conceivable. Es wird angenommen, dass derartige Änderungen und Modifikationen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung entsprechend der Definition in den zugehörigen Patentansprüchen liegen. It is assumed that such changes and modifications within the scope of the present invention are as defined in the appended claims.

Somit wird ein Solldrehmoment mittels einer Solldrehmomentberechnungseinrichtung 51 auf der Basis einer gegenwärtigen Beschleunigungseinrichtungsposition, einer Maschinendrehzahl Ne und dergleichen berechnet. Thus, a target torque is calculated on the basis of a current accelerator position, an engine speed Ne, and the like by a target torque calculating means 51st Eine Sollluftmenge wird mittels einer Sollluftmengenberechnungseinrichtung 52 auf der Basis des gegenwärtigen Solldrehmoments, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen berechnet. A target air quantity is calculated on the basis of the current target torque, the engine speed Ne and the like by means of a target air amount calculating means 52nd Ein Solldrosselwinkel wird mittels einer Solldrosselwinkelberechnungseinrichtung 53 auf der Basis der Sollluftmenge, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen berechnet. A target throttle angle is calculated based on the target air quantity, the engine speed Ne and the like by means of a target throttle angle calculation means 53rd Mittels einer Soll-EGR- Ventilöffnungsgradberechnungseinrichtung 54 , einer Sollventilsteuerzeitberechnungseinrichtung 56 und einer Soll- SCV-Öffnungsgradberechnungseinrichtung 57 werden auf der Basis der Sollluftmenge, der Maschinendrehzahl Ne und dergleichen Steuerungsparameter (Soll-EGR-Ventilöffnungsgrad, Sollventilsteuerzeit und Soll-SCV-Öffnungsgrad) der Luftsysteme als Faktoren, die Änderungen in der einem Zylinder zugeführten Luftmenge bewirken, berechnet. By means of a target EGR valve opening degree calculating means 54, a target valve timing calculation means 56 and a target SCV opening degree calculating means 57 are based on the target air quantity, the engine speed Ne and the like, control parameters (target EGR valve opening degree, target valve timing and the target SCV opening degree) of the air system as factors that cause changes in the current supplied to a cylinder air amount, is calculated. Somit können die unterschiedlichen Steuerungsparameter der Luftsysteme berechnet werden ohne Vergrößerung des Fehlers zwischen der tatsächlichen Luftmenge der Maschine und der Sollluftmenge. Thus can be calculated without increasing the error between the actual air flow of the engine and the target air quantity control the various parameters of the air systems.

Claims (8)

  1. 1. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Bestimmung eines Solldrehmoments auf der Basis einer Beschleunigungseinrichtungsposition oder dergleichen und zur Berechnung einer Sollluftmenge und/oder eines Sollansaugdrucks, mit einer Luftsystemsteuerungseinrichtung zur Berechnung eines Steuerungsparameters eines Luftsystems als ein Faktor, der Änderungen in der einem Zylinder zugeführten Luftmenge bewirkt, unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks. causes 1. Control device for an internal combustion engine for determining a target torque based on an accelerator position or the like and for calculating a target air quantity and / or a target suction pressure, with an air system controller for calculating a control parameter of an air system as a factor that changes in the current supplied to a cylinder air amount using the target air amount and / or the target suction pressure.
  2. 2. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter bezüglich zumindest eines Teils aus dem Abgasrückführungsventil, dem Luftströmungssteuerungsventil und der Variabelventileinheit als Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks. 2. A control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air system controller calculates a control parameter relating to at least a portion of the exhaust gas recirculation valve, the air flow control valve and the variable valve unit as control parameters of the air system using the target air amount and / or the target suction pressure.
  3. 3. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet unter Verwendung einer korrigierten Sollluftmenge und/oder eines korrigierten Sollansaugdrucks, die erhalten wurden mittels Durchführung einer Verzögerungskorrektur mit der Sollluftmenge und/oder dem Sollansaugdruck lediglich um einen Betrag entsprechend einer Ansaugverzögerung. 3. A control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the air system controller calculates a control parameter of the air system using a corrected target air amount and / or a corrected target suction pressure, which were obtained by performing a delay correction with the desired air quantity and / or the target suction pressure by just a amount corresponding to a Ansaugverzögerung.
  4. 4. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet unter Verwendung einer korrigierten Sollluftmenge und/oder eines korrigierten Sollansaugdrucks, die erhalten wurden mittels Durchführen einer Verzögerungskorrektur mit einem Betrag entsprechend einer Ansaugverzögerung und einer Vorauskorrektur eines Betrags entsprechend einer Betätigungsverzögerung eines Betätigungsglieds des Luftsystems mit der Sollluftmenge und/oder dem Sollansaugdruck. 4. Control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the air system controller calculates a control parameter of the air system using a corrected target air amount and / or a corrected target suction pressure, obtained by performing a delay correction by an amount corresponding to a Ansaugverzögerung and an advance correction of an amount according to an operation delay of an actuator of the air system with the target air amount and / or the target suction pressure.
  5. 5. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung eine Betriebsart umschaltet zwischen einer ersten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung eines Steuerungsparameters des Luftsystems unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks, und einer zweiten Steuerungsbetriebsart zur Berechnung eines Steuerungsparameters des Luftsystems unter Verwendung einer tatsächlichen Luftmenge und/oder eines tatsächlichen Ansaugdrucks in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen. 5. A control device for an internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, wherein the air system controller switches an operation mode between a first control mode for calculating a control parameter of the air system using the target air amount and / or the target suction pressure, and a second control mode for calculating a control parameter of the air system using an actual amount of air and / or an actual suction pressure in dependence on the operating conditions.
  6. 6. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung die Betriebsart zur ersten Steuerungsbetriebsart in einer gleichförmigen Fahrbetriebsart, und zu der zweiten Steuerungsbetriebsart in einer Übergangsfahrbetriebsart umschaltet. 6. A control device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the air system controller switches the operation mode to the first control mode in a steady running mode and the second control mode in a transitional driving mode.
  7. 7. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung die Betriebsart zu der ersten Steuerungsbetriebsart in einem Leerlaufzustand und die Betriebsart zur zweiten Steuerungsbetriebsart in einer Fahrbetriebsart umschaltet. 7. A control device for an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the air system controller switches the mode to the first control mode in an idle state and the operating mode to the second control mode in a driving mode.
  8. 8. Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit: 8. A control device for an internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, further comprising:
    einer Ansteuerungseinrichtung zur Anwendung bei einer Direkteinspritzungs-Brennkraftmaschine zum direkten Einspritzen eines Brennstoffs mittels eines Brennstoffeinspritzventils in einen Zylinder, zum Umschalten einer Betriebsart zwischen einer Schichtladeverbrennungs- Fahrbetriebsart und einer gleichförmigen Verbrennungsfahrbetriebsart in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, und a driving device for use with a direct injection internal combustion engine for the direct injection of a fuel by means of a fuel injector in a cylinder, for switching a mode between a Schichtladeverbrennungs- driving mode and a uniform combustion drive mode depending on the operating conditions, and
    einer Sollbrennstoffmengenberechnungseinrichtung zur Berechnung einer Sollbrennstoffmenge auf der Basis des Solldrehmoments in der Schichtladeverbrennungs- Fahrbetriebsart, a target fuel amount calculating means for calculating a target amount of fuel on the basis of the target torque in the Schichtladeverbrennungs- travel mode,
    wobei die Luftsystemsteuerungseinrichtung einen Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet unter Verwendung der Sollbrennstoffmenge in der Schichtladeverbrennungs-Fahrbetriebsart, und einen Steuerungsparameter des Luftsystems berechnet unter Verwendung der Sollluftmenge und/oder des Sollansaugdrucks in der Schichtladeverbrennungs-Fahrbetriebsart. wherein the air system controller a control parameter of the air system is calculated using the target fuel amount in the stratified charge combustion running mode, and a control parameter of the air system is calculated using the target air amount and / or the target suction pressure in the stratified charge combustion running mode.
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