DE10332107B4

DE10332107B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors und Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge

Info

Publication number: DE10332107B4
Application number: DE10332107A
Authority: DE
Inventors: Isamu Atsugi Iizuka; Kenichi Atsugi Machida; Hirokazu Atsugi Shimizu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: US20040015287A1; US6999864B2; DE10332107A1

Abstract

Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors, in der ein variabler Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, vorgesehen ist und die weiter umfasst:
– eine Einheit zum Erfassen eines Ventilbetriebsparameters, der durch den variablen Ventilmechanismus veränderbar ist; und
– eine Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors;
gekennzeichnet durch
– eine Einheit zum Berechnen einer Ventilöffnungsfläche in einer Ventilüberdeckungszeit in Abhängigkeit des erfassten Ventilbetriebsparameter, und zum Berechnen einer Restgasmenge des Motors, wobei die Berechnung auf der berechneten Ventilöffnungsfläche und der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors basiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 12 und 13 sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 24, 36 und 37.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zum Bestimmen einer Restgasmenge in einem Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils (Einlassventils) des Motors variiert, und auch die Ansaugluftmenge unter Nutzung der geschätzten Restgasmenge durch den variablen Ventilmechanismus steuert.
Bisher war eine Schätzvorrichtung, die die Restgasmenge eines Motors abschätzt, aus der ungeprüften Japanischen Patentauslegung No. 2001-221105 bekannt.
Gemäß einer solchen Abschätzvorrichtung wird in einem Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilmechanismus, der die Schließzeit des Ausstoßventils variabel steuern kann, ein Basiswert der Restgasmenge berechnet, wobei die Berechnung auf der Schließzeit und der Drehzahl des Motors basiert, und falls keine Ventilüberdeckung existiert entspricht dem Basiswert die geschätzte Restgasmenge, während im Gegensatz dazu bei einer Ventilüberdeckung der Basiswert basierend auf der Dauer der Ventilüberdeckungszeit, der entsprechenden Zentralkurbelwinkelposition und dem Spit-backanteil zum Ventilüberdeckungszeitpunkt gemäß dem Ansaugdruck verstärkt korrigiert wird um die Restgasmenge abzuschätzen.
Da in einem Verbrennungsmotor mit variablem Ventilmechanismus, zum Variierend des Ventilhub des Ansaugventils, die Ansaugluftmenge in Abhängigkeit von den Unterschieden der Ventilöffnungsflächen variiert, wobei dies auf eine Änderung des Ventilhubs des Einlassventils selbst dann zurückgeführt wird, wenn die Schließzeit des Auslassventils und die Drehzahl des Motors konstant sind, ändert sich durch diese Änderung auch die Zylinderrestgasmenge (dies bedeutet, dass der Basiswert nicht mit einer hohen Genauigkeit berechnet werden kann).
Ferner ändert sich, selbst bei konstanter Dauer der Ventilüberdeckungszeit und der entsprechenden Zentralkurbelwinkelposition, in Abhängigkeit von den Unterschieden zwischen den Ventilöffnungsflächen, wobei diese Unterschiede auf eine Änderung des Ventilhubs des Einlassventils zurückgeführt werden, die Spit-backgasmenge zum Ventilüberdeckungszeitpunkt (dies bedeutet, dass der Spit-back Anteil während der Ventilüberdeckungszeit nicht mit einer hohen Genauigkeit berechnet werden kann).
Folglich hat die konventionelle Technik das Problem, dass in einem Verbrennungsmotor mit variablem Ventilmechanismus, der den Ventilhub des Einlassventils variiert, die Restgasmenge nicht mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden kann.
Die DE 195 81 459 T1 lehrt, dass zur Steuerung einer Nockenwelle mit veränderlichem Ventilhub die Motordrehzahl, die Gaspedal-/Drosselklappenstellung, die Umgebungstemperatur, die Betriebstemperatur und eine Motoraufladung oder eine selbständige Ansaugung berücksichtigt werden, um in Abhängigkeit der Drehzahl die Ansaugturbulenz zu erhöhen, und um bei Vollgasstellung das Volumen des eingelassenen Benzin-/Luftgemisches zu erhöhen.
Aus der DE 40 13 633 C2 ist bekannt, dass eine Reduzierung des Drehmomentes bei mittleren Drehzahlen verhindert werden kann, wenn der Zeitraum einer Ventilüberdeckung in der Umgebung des oberen Totpunktes im Vergleich zu niedrigen Drehzahlen verkleinert wird. Des Weiteren kann der Ausstoß, bzw. die abgegebenen Leistungen bei hohen Drehzahlen erhöht werden, wenn die Ventilhübe des Einlass- und des Auslassventils vergrößert werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge der eingangs genannten Art zu verbessern, um die Restgasmenge mit hoher Genauigkeit zu schätzen und unter Benutzung der geschätzten Restgasmenge die Steuerung des Verbrennungsmotors zu verbessern.
Gemäß einem ersten Vorrichtungsaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 1.
Gemäß einem zweiten Vorrichtungsaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 12.
Gemäß einem ersten Verfahrensaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 13.
Gemäß einem dritten Vorrichtungsaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 24.
Gemäß einem vierten Vorrichtungsaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 36.
Gemäß einem zweiten Verfahrensaspekt wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 37.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine Ansicht, die einen Systemaufbau eines Verbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt,
2 eine Querschnittsansicht, die einen variablen Ventilereignis- und Ventilhubmechanismus (VEL) zeigt, der als variabler Ventilmechanismus der Ausführungsform dient (A-A Querschnittsansicht der 3),
3 eine Seitenansicht des VEL,
4 eine Ansicht des oberen Teils des VEL,
5 eine perspektivische Ansicht, die eine exzentrische Nocke zur Verwendung im VEL zeigt,
6A und 6B Querschnittsansichten, die den Betrieb des VEL unter geringen Hubbedingungen zeigen (B-B Querschnittsansicht der 3),
7A und 7B Querschnittsansichten, die den Betrieb des VEL unter hohen Hubbedingungen zeigen (B-B Querschnittsansicht der 3),
8 ein Ventilhubdiagram, das einer Basisendfläche und einer Nockenfläche der Schwingnocke der VEL entspricht,
9 ein charakteristisches Diagram, das das Ventiltiming und den Ventilhub des VEL zeigt,
10 eine perspektivische Ansicht, die einen Rotationsantriebsmechanismus eines Steuerschafts im VEL zeigt,
11 ein Gesamtblockdiagram, das eine Ansaugluftmengensteuerung der Ausführungsform darstellt,
12 ein Blockdiagram, das die Berechnung eines Zielwerts eines Betriebswinkels des VEL darstellt,
13 ein Blockdiagram, das das Einstellen eines Korrekturwerts KMANIP darstellt, der auf einem Druck oberhalb (außerhalb) des Ventils basiert,
14 ein Blockdiagram, das das Einstellen eines Korrekturwerts KHOSIVC darstellt, der auf einem Verschlusstiming (IVC) basiert,
15 ein Diagram, das das Einstellen eines Korrekturwerts KRES darstellt, der auf der Restgasmenge basiert (Berechnung der Restgasmenge W),
16 ein Graph, der die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne und der Spitbackgasmenge Wm darstellt,
17 ein Graph, der die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne und der Basisrestgasmenge Wcyl darstellt,
18 ein Blockdiagram, das die Berechnung eine Zielwerts für den Betriebswinkel eines Ventil Timing Steuermechanismus (VTC), das als variabler Ventilmechanismus dient, darstellt,
19 ein Blockdiagram, das das Einstellen einer Zieldrosselöffnung darstellt,
20 ein Blockdiagram, das die Berechnung der Ansaugventilöffnung basierend auf dem Korrekturwert KAVEL darstellt,
21 ein Blockdiagram, das die Berechnung eines Druckverhältnisses (Pm1/Pa) zum Zeitpunkt des Betriebs des VEL zeigt,
22 ein Blockdiagram, das die Berechnung eines Volumenflussverhältnisses WQHOVEL, zu Zeiten zu denen das Ventil voll geöffnet ist, und eines tatsächlichen Motorvolumenflussverhältnisses RQHOVEL zeigt,
23 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge),
24 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge),
25 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge),
26 eine Ansicht, die einen Systemaufbau eines Verbrennungsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt,
27 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge),
28 ein Blockdiagram, das die Berechnung des Zielwerts des Betriebswinkels des VTC darstellt,
29 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge), und
30 ein Blockdiagram, das das Einstellen des Korrekturwerts KRES basierend auf dem Restgas darstellt (Berechnung der Restgasmenge).
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figuren beschrieben.
1 zeigt den Aufbau eines Verbrennungsmotors für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform. In 1 wird in einer Ansaugpassage 102 des Verbrennungsmotors 101 eine elektronische gesteuerte Drossel 104 bereitgestellt, um eine Drosselklappe 103b durch einen Drosselmotor 103a öffnen und schließen zu können. Luft wird über die elektronisch gesteuerte Drossel 104 und ein Ansaugventil 105 in die Verbrennungskammer 106 gesaugt.
Verbrennungsabgase werden über ein Abgasventil 107 aus der Verbrennungskammer ausgestoßen, dann durch einen Abgasreinigungskatalysator 108 gereinigt und über einen Auspufftopf 109 an die Atmosphäre abgegeben.
Das Abgasventil 107 wird über eine Nocke 111 betrieben, die von einer abgasseitigen Nockenwelle 110 unterstützt wird, wobei der Ventilhub und der Ventilbetriebswinkel davon konstant bleiben. Im Gegensatz dazu, kann der Ventilhub und der Ventilbetriebswinkel des Ansaugventils 105 durch einen VEL variiert werden (Variabler Ventilereignis und Ventilhubmechanismus) 112 der als variabler Ventilmechanismus dient, und das Ventiltiming davon kann durch einen VTC (Ventil Timing Steuermechanismus) 113, der als variabler Ventiltimingmechanismus dient, variiert werden. Ferner kann der Aufbau so sein, dass ein Betriebsparameter (Ventilhub, Ventilbetriebswinkel, Ventiltiming) des Abgasventils 107 zusammen mit einem Betriebsparameter des Ansaugventils 105 variiert werden kann.
Eine Steuereinheit (C/U) 114, die einen Mikrocomputer umfasst, erhält verschiedene Signale von einer Reihe Sensoren, insbesondere von einem Wassertemperatursensor 115, der die Kühlwassertemperatur Tw des Motors 101 erfasst, von einem Gaspedalsensor 116, der die Einstellung des Gaspedals erfasst, von einem Luftflussmesser 117, der die Ansaugluftmenge (Mengenfluss) Qa erfasst, von einem Kurbelwinkelsensor 118, der ein Rotationssignal von einer Kurbelwelle aufnimmt, von einem Nockensensor 119, der eine Rotationsposition (Phasenwinkel) der Nockenwelle auf der Ansaugseite erfasst, von einem Drosselsensor 120, der eine TVO Öffnung der Drosselklappe 103b erfasst, von einem Drucksensor 121, der den Druck innerhalb des Zylinders erfasst und von anderen ähnlichen Sensoren.
C/U 114 steuert die elektronisch steuerbaren Bauteile Drossel 104, VEL 112 und VTC 113 basierend auf den erhaltenen Signalen, so dass der Zielwert des Ventiltimings gemäß der Motorbetriebsbedingung erreicht werden kann und auch, dass der Zielwert der Ansaugluftmenge entsprechend einer Gaspedaleinstellung basierend auf der Öffnung der Drosselklappe 103b und dem Betriebsparameter des Ansaugventils 105 erreicht werden kann.
Speziell wird die Öffnung der Drosselklappe 103b so gesteuert, dass ein konstanter negativer Druck entsteht (Zielboost: beispielsweise –50mm Hg) zum Kanisterausblasen und zum Verarbeiten des durchblasenden Gases (blowby gas processing), während die Ansaugluftmenge durch Steuern des Ventilhubs (und des Ventilbetriebwinkels) des Ansaugventils 105 durch den VEL 112 gesteuert wird.
Man beachte, dass unter Betriebsbedingungen bei denen kein negativer Druck nötig ist, die Ansaugluftmenge nur durch den VEL 112 gesteuert wird, während die Drosselklappe 103b voll geöffnet bleibt. Für den Fall, dass die Ansaugluftmenge nicht alleine von dem VEL 112 gesteuert werden kann, wird der Antrieb des VEL 112 und auch die Drosselklappe 103b gesteuert.
In der C/U 114 wird eine Motordrehzahl Ne, basierend auf der Rotationssignalausgabe des Kurbelwinkelsensors 118, bestimmt. Ferner ist ein elektromagnetisches Treibstoffeinspritzventil 131 an dem Ansaugeingang 130 oberhalb des Ansaugventils 105 eines jeden Zylinders vorgesehen. Das Treibstoffeinspritzventil 131 spritzt, sobald es durch ein Einspritzimpulssignal der C/U 114 dazu angetrieben wird, Treibstoff unter einem vorbestimmten Druck in Richtung des Ansaugventils 105 ein.
Hier wird nun der Aufbau des VEL 112 beschrieben.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt, umfasst der VEL 112 ein Paar Ansaugventile 105, 105, eine hohle Nockenwelle 13, die drehbar durch ein Nockenlager 14 eines Zylinderkopfes 11 unterstützt wird, zwei exzentrische Nocken 15, 15, die Rotationsnocken sind, die axial durch die Nockenwelle 13 unterstützt werden, eine Steuerwelle 16, die drehbar durch das selbe Nockenlager 14 unterstützt wird, aber an einer im Vergleich zur Welle 13 oberen Position, ein Paar Kniehebel 18, 18, die schwingend von der Steuerwelle 16 über eine Steuernocke 17 gestützt werden und ein Paar unabhängiger Schwingnocken 20, 20, die durch Ventilheber 19, 19 mit den oberen Endabschnitten der Ansaugventile 105, 105 verbunden werden.
Exzentrische Nocken 15, 15 sind mit den Kniehebeln (rocker arm) 18, 18 durch Verbindungsarme 25, 25 verbunden. Die Kniehebel 18, 18 sind mit den Schwingnocken 20, 20 durch Verbindungsstücke 26, 26 verbunden.
Jede exzentrische Nocke 15 ist, wie in 5 gezeigt, im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und umfasst einen Nockenkörper 15a mit geringerem Durchmesser und einen Flanschabschnitt 15b, der vollständig an einer äußeren Fläche des Nockenkörpers 15a ausgebildet ist. Ein Nockenwelleneinlassloch 15c ist in Achsrichtung innerhalb der exzentrischen Nocke ausgebildet, und die Zentrumsachse X des Nockenkörpers 15a befindet sich in einem vorbestimmten Abstand von der Zentrumsachse Y der Nockenwelle 13.
Die exzentrischen Nocken 15, 15 werden mit Hilfe des Nockenwelleneinlasslochs 15c auf die beiden äußeren Seiten der Nockenwelle 13 aufgesteckt und befestigt, wobei sich die Positionen nicht mit den Positionen der Ventilheber 19, 19 überschneiden.
Äußere Randflächen 15d, 15d, der Nockenkörper 15a, 15a werden im selben Profilstahl ausgebildet.
Wie in 4 gezeigt ist jeder Kniehebel 18 gebogen und hat eine im Wesentlichen kurbelförmige Form, und ein Zentralabschnitt 18a davon wird drehbar durch die Steuernocke 17 gehaltert.
Ein durchgehendes Stiftloch 18d ist in einem Endabschnitt 18b ausgebildet, wobei der Endabschnitt 18d so ausgebildet ist, dass er von einem äußeren Endabschnitt des Zentralabschnitts 18a vorsteht. Ein Stift 21, der mit einem Kontaktabschnitt des Verbindungsarms 25 verbunden wird, wird in das Stiftloch 18d gedrückt. Ein durchgehendes Stiftloch 18e ist in dem anderen Endabschnitt 18c ausgebildet, wobei der Endabschnitt 18d so ausgebildet ist, dass er von einem inneren Endabschnitt des Zentralabschnitts 18a vorsteht. Ein Stift 28, der mit einem Endabschnitt 26a (der später beschrieben wird) von jedem Verbindungsstück 26 verbunden wird, wird in das Stiftloch 18e gedrückt.
Die Steuernocke 17 ist zylinderförmig ausgebildet und am Rand der Steuerwelle 16 befestigt. Wie in 2 gezeigt ist die Position der Zentralachse P1 der Steuernocke 17 von der Position der Zentralachse P2 der Steuerwelle 16 um α verschoben.
Die Schwingnocke 20 ist, wie aus 2, 6 und 7 ersichtlich, im Wesentlichen seitlich U-förmig ausgebildet und ein durchgehendes Unterstützungsloch 22a ist in einem im Wesentlichen ringförmigen Basisendabschnitt 22 ausgebildet. Ein durchgehendes Stiftloch 23a ist außerdem in einem Endabschnitt 23 ausgebildet, der sich am anderen Endabschnitt 18c des Kniehebels 18 befindet.
Eine Basiskreisfläche 24a der Basisendabschnittseite 22 und eine Nockenfläche 24b, die sich bogenförmig von der Basiskreisfläche 24a bis an die Kante des Endabschnitts 23 erstreckt, sind an der unteren Seite der Schwingnocke 20 ausgebildet. Gemäß der Schwingposition der Schwingnocke sind die Basiskreisfläche 24a und die Nockenfläche 24b im Kontakt mit einer vorbestimmten Stelle auf der oberen Fläche von jedem Ventilheber 19.
Nämlich, gemäß der Ventilhubeigenschaften wie in 8 gezeigt, ist ein vorbestimmter Winkelbereich θ1 der Basiskreisfläche ein Basiskreisintervall und ist ein Bereich vom Ende des Basiskreisintervalls θ1 an der Nockenfläche 24b bis zu einem vorbestimmten Winkelbereich θ2 ein sogenanntes Rampenintervall, und ist ein Bereich vom Ende des Rampenintervalls θ2 der Nockenfläche 24b bis zu einem vorbestimmten Winkelbereich θ3 ein Hubintervall.
Die Verbindungsarme 25 umfassen einen ringförmigen Basisabschnitt 25a und ein vorstehendes Ende 25b das an einer vorbestimmten Position an der äußeren Fläche des Basisabschnitts 25a vorsteht. Ein Anschlußloch 25c, durch das die äußere Fläche des Nockenkörpers 15a der exzentrischen Nocke 15 angeschlossen werden kann, ist im Zentrum des Basisabschnitts 25a ausgebildet. Ein durchgehendes Stiftloch 25d, durch das der Stift 21 drehbar eingeführt wird, ist auch im vorstehenden Ende 25b ausgebildet.
Verbindungsstück 26 hat eine längliche Form mit einer vorbestimmten Länge und durchgehende Stiftstecklöcher 26c, 26d sind an beiden Endabschnitten 26a, 26b ausgebildet. Die Endabschnitte der Stifte 28, 29, die jeweils in das Stiftloch 18d des anderen Endabschnitts 18c des Kniehebels 18 und das Stiftloch 23a des Endabschnitts 23 der Schwingnocke 20 gedrückt wurden, werden drehbar in die Stiftstecklöcher 26c, 26d gesteckt. Schnappringe 30, 31, 32, die den axialen Bewegungsbereich des Verbindungsarms 25 und des Verbindungsstücks 26 einschränken, sind an den jeweiligen Endabschnitten der Stifte 21, 28 und 29 vorgesehen.
Wie in 6 und 7 gezeigt ist es mit einem solchen Aufbau, je nach Positionsbeziehung zwischen den Zentrumsachsen P2 der Steuerwelle 16 und der Zentrumsachse P1 der Steuernocke 17, möglich den Ventilhub zu verändern, und durch ein Drehen der Steuerwelle 16 kann man die Position der Zentrumsachse P2 der Steuerwelle 16 relativ zur Zentrumsachse P1 der Steuernocke verändern.
Die Steuerwelle 16 kann in einem vorbestimmten Winkelbereich durch einen Gleichstromservomotor (Aktuator) 201, der an einem Ende der Steuerwelle 16 vorgesehen ist, gedreht werden. Durch Ändern des Betriebswinkels der Steuerwelle 16 mit Hilfe des Gleichstromservomotors 201 kann der Ventilhub und der Ventilbetriebswinkel von jedem Ansaugventil 105, 105 variiert werden (siehe 9).
Das heißt es wird die Rotation des Aktuators (Gleichstromservomotor) 201, wie in 10 gezeigt, über ein Kupplungsbauteil 202 an eine Welle mit Gewinde 203 übertragen und dadurch die Welle 203 gedreht. Wenn die Welle 203 gedreht wird, wird die axiale Position einer Mutter 204, die mit der Welle 203 verbunden ist, verändert. Als Folge davon wird ein Paar Streben 205a, 205b, die an der Spitze der Steuerwelle 16 befestigt sind und mit einem Ende an der Mutter 204 befestigt sind, gedreht wodurch die Steuerwelle 16 gedreht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ventilhub verringert, wenn sich die Position der Mutter 204 näher an dem Kupplungsbauteil 202 befindet, während der Ventilhub vergrößert wird, wenn die Mutter 204 vom Kupplungsbauteil 202 wegbewegt wird.
Ferner ist, wie aus der 10 ersichtlich, ein Betriebswinkelsensor 206, der nach dem Potentiometerprinzip funktioniert, an der Spitze der Steuerwelle 16 vorgesehen, wobei der Sensor den Betriebswinkel VCS-ANGL der Steuerwelle 16 erfaßt. C/U 114 steuert den Gleichstromservomotor (Aktuator) 201 so, dass der tatsächliche Betriebswinkel, der durch den Betriebswinkelsensor 206 erfaßt wird, mit einem Zielwinkelwert TGVEL übereinstimmt.
Anderseits kann als VTC 113 ein bekannter variabler Ventiltimingmechanismus benutzt werden um die Drehphase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle zu verändern. Da aus der ungeprüften japanischen Patentauslegung No. 2001-041013 ein variabler Ventiltimingmechanismus bekannt ist, in dem eine Führungsplatte mit Spiralführung, mit der ein Schiebeabschnitt eines Verbindungsarms verbunden ist, durch die Bremskraft einer elektromagnetischen Bremse relativ gedreht wird um die Drehphase der Nockenwelle zu verändern, oder auch ein weiterer variabler Ventiltimingmechanismus bekannt ist, wobei eine relative Drehposition eines Flügels relativ zu einem Gehäuse durch Öldruck verändert wird um die Rotationsphase der Nockenwelle zu verändern, wird deshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
In dem oben beschriebenen Aufbau wird eine Luftansaugmengensteuerung, die durch die C/U 114 durchgeführt wird, beschrieben. Genauer gesagt wird die Steuerung der elektronisch steuerbaren Bauteile Drossel 104, VEL 112 und VTC 113 beschrieben
11 zeigt ein vollständiges Blockdiagramm, das die Steuerung der Ansaugluftmenge darstellt. Wie in 11 gezeigt umfasst C/U 114 einen Abschnitt „a" zum Berechnen eines Zielvolumenverhältnisses, einen Abschnitt „b" zum Berechnen eines VEL Zielbetriebswinkels, einen Abschnitt „c" zum Berechnen eines VTC Zielwinkels und einen Abschnitt „d" zum Berechnen einer Zieldrosselöffnung.
(a) die Berechnung im Abschnitt „a" zum Berechnen eines Zielvolumenverhältnisses
der Abschnitt „a" zum Berechnen eines Zielvolumenverhältnisses berechnet ein Zielvolumenflussverhältnis TQHOST, das einem Zieldrehmoment des Motors entspricht.
Um genau zu sein wird eine gewünschte Motorluftmenge Q0 berechnet, die der Gaspedalöffnung APO und der Motordrehzahl Ne entspricht, und außerdem auch eine gewünschte ISC Luftmenge QISC, die von der Leerlaufdrehzahlsteuerung (ISC) gewünscht wird.
Dann wird die gewünschte Motorluftmenge Q0 und die gewünschte ISC Luftmenge QISC addiert um die gesamte gewünschte Luftmenge Q (= Q0 + QISC) zu berechnen. Die resultierende Gesamtluftmenge Q wird nacheinander durch die Motordrehgeschwindigkeit Ne und einen Entladungswert (Gesamtzylindervolumen) VOL# geteilt, um das Zielvolumenflussverhältnis TQHOST (= Q/(Ne·VOL#)) (das dem Zieldrehmoment entspricht) im Ansaugventil 105 zu berechnen.
(b) Berechnung im Abschnitt „b" zum Berechnen eines VEL Zielbetriebswinkels
Der Abschnitt „b" zum Berechnen eines VEL Zielbetriebswinkels berechnet ein Volumenflussverhältnis TQHOVEL, das im VEL 112 realisiert werden soll, durch Ausführung einer auf dem Druck oberhalb des Ventils basierenden Korrektur, einer auf der IVC (Korrektur gemäß dem Schließtiming des Ansaugventils 105) basierenden Korrektur und einer auf dem Restgas basierenden Korrektur des Zielvolumenflussverhältnisses TQHOST, das im Abschnitt „a" zum Berechnen eines Zielvolumenverhältnisses berechnet wurde.
Als nächstes wird das Volumenflussverhältnis TQHOVEL in eine Zielventilöffnungsfläche TVELAA umgewandelt, um ein Zielbetriebswinkel TGVELO zu erhalten.
Dann werden der Zielbetriebswinkel TGVELO und der maximale Betriebswinkel VELHLMT des VEL 112 miteinander verglichen um den endgültigen VEL Zielbetriebswinkel TGVEL zu erhalten.
Im Folgenden wird die Einstellung des Zielbetriebswinkels TGVEL des VEL 12 im Detail beschrieben.
(b-1) Berechnung (Einstellung) des Zielbetriebswinkels (TGVEL) des VEL 112
12 zeigt ein spezielles Steuerungsblockdiagramm.
Im Teil A der 12 wird aus dem Zielvolumenflussverhältnis TQHOST und dem kleinsten Volumenflussverhältnis QH0LMT das größere Verhältnis ausgewählt und als Grundvolumenflussverhältnis TQH0VEL0, das durch den VEL 112 erreicht werden soll, eingestellt. Hierbei entspricht dem kleinsten Volumenflussverhältnis QH0LMT dasjenige das durch VEL 112 steuerbar (realisierbar) ist. Das heißt, das Volumenflussverhältnis bei dem der VEL Betriebswinkel VCS-ANGL minimal ist, wobei dieser Minimalwinkel durch Abrufen des Graphs TQH0LMT, wie im a1 Teil der Figur gezeigt, basierend auf der Drehzahl Ne berechnet wird. Durch das Einstellen des Grundvolumenflussverhältnisses TQH0VEL0, das durch den VEL 112 realisiert wird, wird die Steuerung der Ansaugluftmenge vor allem durch den VEL 112 ausgeführt.
Im B Teil wird die Korrektur basierend auf dem Druck oberhalb des Ventils durchgeführt.
Um genau zu sein, wird das Grundvolumenflussverhältnisses TQH0VEL0 durch den auf dem Druck oberhalb des Ventils basierenden Korrekturwert KMANIP, der im b1 Teil bestimmt wird, geteilt um TQH0VEL1 zu erhalten.
Der Grund warum eine solche Korrektur durchgeführt wird ist, dass da die Volumenflussmenge (Ansaugmenge), die angesaugt werden kann, auch durch einen negativen Druck, der gemäß der Drosselöffnung erzeugt wird, geändert werden kann, es nötig ist den Ventilbetriebsparameter (d. h. die Ventilöffnungsfläche) unter Berücksichtigung dieser Änderung so einzustellen, dass die gewünschte Ansaugmenge Q erreicht wird. Folglich ist diese Korrektur unnötig, wenn die Drosselklappe 103b vollständig geöffnet ist. Jedoch wird die Drosselklappe 103b, als Antwort auf einen gewünschten negativen Druck zum Ausblasen oder Ähnlichem, gedrosselt, wodurch solch eine Korrektur nötig wird. Das Bestimmen des auf dem Druck oberhalb des Ventils basierenden Korrekturwerts KMANIP wird später beschrieben (siehe 13).
Im C Teil wird die auf dem IVC basierende Korrektur durchgeführt.
Um genau zu sein, wird das Volumenflussverhältnisses TQH0VEL1, das man nach der Durchführung der auf dem Druck oberhalb des Ventils basierenden Korrektur erhält, durch den auf dem IVC basierenden Korrekturwert KHOSIVC (<=1), der im c1 Teil gemäß dem Verschlusstiming IVC und dem Ventilhub des Ansaugventils 105 bestimmt wird, geteilt um TQH0VEL2 zu erhalten.
Der Grund warum eine solche Korrektur durchgeführt wird ist, dass, wenn das Verschlusstiming IVC des Ansaugventils 105 vorgezogen wird und sich damit das effektive Zylindervolumen verringert und die Ansaugmenge verändert, es nötig ist den Ventilbetriebsparameter unter Berücksichtigung dieser Abnahme (= Vcyl oder (IVC)/Vcyl am BDC wenn das Ansaugventil zu ist) so einzustellen, dass die gewünschte Ansaugmenge Q erreicht wird. Das Bestimmen der auf dem IVC basierenden Korrektur wird später beschrieben (siehe 14).
Im D Teil wird die auf dem Restgas basierende Korrektur durchgeführt.
Das Volumenflussverhältnisses TQH0VEL2, das man nach der Durchführung der auf dem Druck oberhalb des Ventils basierenden Korrektur und der auf dem IVC basierenden Korrektur erhält, wird durch den auf dem Restgas basierenden Korrekturwert KRES, der im d1 Teil gemäß der Restgasmenge bestimmt wird, geteilt um TQH0VEL zu erhalten.
Man beachte hier, dass das hier berechnete Volumenflussverhältnis TQHOVEL das Volumenflussverhältnis darstellt, das im VEL 112 realisiert werden soll (worauf sich im Folgenden mit durch den VEL realisierte Volumenflussmenge bezogen wird).
Der Grund warum eine solche Korrektur durchgeführt wird ist, dass, wenn die Restgasmenge erhöht wird, es, da die Ansaugmenge sich selbst mit dem gleichen Effektivzylindervolumen verringert, nötig wird diese Verringerung beim Bestimmen des Ventilbetriebsparameters zu berücksichtigen um die gewünschte Ansaugmenge Q zu erreichen. Das Bestimmen der auf dem Restgas basierenden Korrektur wird später beschrieben (siehe 15).
Im E Teil wird ein Zustandswert VAACDNV
(= Av·Cd/N/VOL# = Ventilöffnungsfläche·Verlustkoeffizient/Drehgeschwindigkeit/Ausstoßmenge), der der Ventilöffnungsfläche Av äquivalent ist, berechnet.
Um genau zu sein wird diese Berechnung durch Abrufen der in der Figur dargestellten Tabelle TVAACDMV, die auf der durch den VEL realisierten Volumenflussmenge basiert, durchgeführt.
Die obige Tabelle TVAACDMV wird zum Beispiel wie folgend vorbereitet. Als erstes kann eine Luftflussmenge die durch das Ansaugventil 105 fließt (d. h. eine Zylinderansaugluftmenge) Qc(t) (kg/sec) durch die Gleichungen (1), (2) dargestellt werden, wobei die Gleichungen auf einem eindimensionalen stationärem Fluß einer komprimierten Flüssigkeit basieren.

Mit Drossel:
Ohne Drossel:

In den obigen Gleichungen bedeutet:

R:: eine Gaskonstante (= 287) [J/Kg·K)],
γ:: ein Verhältnis von spezifischen Wärmen (= 1.4),
Cd:: ein Ansaugventilflussverlustkoeffizient,
Av:: die Ansaugventilöffnungsfläche (m2),
P0:: ein Druck oberhalb des Ansaugventils (z. B. Ansaugluftverteilerdruck PM) (Pa),
Pc:: ein Druck unterhalb des Ansaugventils (d. h. Zylinderdruck), und
T0:: eine Temperatur oberhalb des Ansaugventils (z. B. Ansaugluftverteilertemperatur Tm) (K).

Die VEL realisierte Volumenflussmenge TQH0VEL erhält man indem man die Luftmenge, die durch das Ansaugventil 105 fließt, durch die Drehzahl Ne und die Entladungsmenge VOL# dividiert. Deshalb kann sie auch durch die Gleichungen (3) und (4) dargestellt werden.

Mit Drossel
Ohne Drossel

Da folglich die VEL realisierte Volumenflussmenge TQH0VEL zu Zeiten mit Drossel aus Gleichung (3) einem Wert aus Cd·Av/(Ne·VOL#) und dem Differen tialdruckverhältnis (Pc/P0), entsprechend der Drücke vor und nach dem Ansaugventil, entspricht und zu Zeiten ohne Drossel aus Gleichung (4) proportional zu Cd·Av/(Ne·VOL#) ist, kann die Tabelle TVAACDMV im Voraus vorbereitet werden, indem man eine Korrelation zwischen TQH0VEL und Cd·Av/(Ne·VOL#) durch Simulation, Experiment oder Ähnlichem herstellt.
Dann wird der im Teil E berechnete Zustandswert VAACDNV mit der Drehzahl Ne im Teil F multipliziert, und ferner mit dem Entladewert VOL# im Teil G multipliziert, um den Flussmengenparameter TVELAAO (= Av·Cd) zu berechnen. Der berechnete Flussmengenparameter TVELAAO entspricht einer Öffnungsfläche, die dem gewünschten Wert des Ansaugventils entspricht (nachfolgend als gewünschte Ventilöffnungsfläche bezeichnet).
Im Teil H wird eine Ventilöffnungsflächenrotationskorrektur durchgeführt.
Insbesondere wird die gewünschte Ventilöffnungsfläche TVELAAO durch den VEL Öffnungsflächenrotationskorrekturwert KHOSNE geteilt um den WERT TVELAA zu erhalten.
Der Grund warum eine solche Korrektur vorgenommen wird ist, dass aufgrund der Eigenschaft des VEL 112 eine Trägheitskraft größer wird, sobald die Drehzahl Ne oberhalb eines bestimmten konstanten Werts liegt, wodurch der Ventilhub selbst dann größer wird, wenn der VEL Betriebswinkel der Gleiche bleibt. Deshalb kann die Ventilöffnungsfläche unter Berücksichtigung dieses Anstiegs richtig berechnet werden.
Man beachte, dass der VEL Öffnungsflächenrotationskorrekturwert KHOSNE durch Abrufen der, im h1 Teil der Figur dargestellten, Tabelle berechnet wird, wobei diese auf der Drehzahl Ne basiert.
Dann entspricht der berechnete Wert TVELAA einem Zielwert der Ventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105 (worauf sich im folgenden unter Zielventilöffnungsfläche bezogen wird).
Im Teil I wird unter Benutzung einer in der Figur gezeigten Umwandlungstabelle TTGVEL0 (Ventilöffnungsfläche-Ventilbetriebswinkelumwandlungstabelle) die Zielventilöffnungsfläche TVELAA in einen VEL Betriebswinkel TGVEL0 umgewandelt.
Da der VEL Betriebswinkel dadurch, dass man vorher eine Umwandlungstabelle TTGVEL0 erstellt, primär über die Ventilöffnungsfläche bestimmt werden kann, kann man die Ventilöffnungsfläche ohne weiteres in einen VEL Betriebswinkel umwandeln. Man beachte, dass angenommen wird, dass die Tabelle TTGVEL0 einen Ventilflusskoeffizienten Cd umfasst.
Im J Teil wird der VEL Betriebswinkel TGVEL0 mit dem Maximalwert des VEL Betriebswinkels, für den die Ansaugluftmenge im VEL 112 noch gesteuert werden kann, verglichen, d. h. mit dem maximal VEL Betriebswinkel VELHLMT, um den VEL Zielbetriebswinkel TGVEL einzustellen.
Insbesondere wird VELHLMT, wie in der Figur gezeigt, gleich dem VEL Zielbetriebswinkel TGVEL gesetzt, wenn TGVEL0 >= VELHLMT. Falls TGVEL0 < VELHLMT wird der VEL Zielbetriebswinkel TGVEL gleich dem Wert TGVEL0 gesetzt. Den Maximalwert VELHLMT erhält man, wie im j1 Teil der Figur gezeigt, aus der vorbestimmten Tabelle TVELHLMT, basierend auf der Motorrotationsgeschwindigkeit Ne.
Dann steuert C/U 114 den VEL 112 so, dass der tatsächliche VEL Betriebswinkel VCS-ANGL dem VEL Zielbetriebswinkel (TGVEL) entspricht. Als Ergebnis ist es daher zum größten Teil möglich die Ansaugluftmengensteuerung durch den VEL 112 durchzuführen, wobei gleichzeitig die Volumeneffizienz maximal bleibt.
(b-2) Das Einstellen des Korrekturwerts KMANIP, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert
Es wird das Einstellen des Korrekturwerts KMANIP beschrieben, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert, und im b1 Teil der 12 benutzt wird.
Als erstes ist es nötig die folgenden Gleichungen (5) und (6) aus den Gleichungen des eindimensionalen stationären Flusses einer komprimierten Flüssigkeit aufzustellen, um den Luftstrom der durch das Ansaugventil 105 fließt selbst dann konstant halten zu können, wenn sich der Druck oberhalb des Ventils (Ansaugverteilerdruck) durch Drosseln der Drosselklappe 103b ändert (diese Änderung ist Pm0 nach Pm1).

Mit Drossel
Ohne Drossel

In den obigen Gleichungen ist:

Pr0:: der Druck oberhalb des Ventils zu dem Zeitpunkt zu dem das Ventil vollständig geöffnet ist (Ansaugverteilerdruck ist im wesentlichen gleich dem atmosphärischen Druck),
Pm1:: der Druck oberhalb des Ventils zum Zeitpunkt des Zielboost (Ansaugverteilerdruck),
Pc0:: der Druck unterhalb des Ventils zu dem Zeitpunkt zu dem das Ventil vollständig geöffnet ist (im wesentlichen gleich dem Zylinderdruck),
Pc1:: der Druck unterhalb des Ventils zum Zeitpunkt des Zielboost (im wesentlichen gleich dem Zylinderdruck),
Av0:: die Ansaugventilöffnungsfläche zum Zeitpunkt zu dem die Drosselklappe vollständig geöffnet ist, und
Av1:: die Ansaugventilöffnungsfläche zum Zeitpunkt des Zielboost.

Entsprechend kann der Korrekturwert KMANIP, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert, relativ in bezug auf die Ventilöffnungsfläche Av0 zum Zeitpunkt zu dem der Druck oberhalb des Ventils gleich dem atmosphärischen Druck (Pm0) ist durch die folgenden Gleichungen (7) und (8) dargestellt werden.

Mit Drossel:
Ohne

Der Korrekturwert KMANIP, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert, wird nämlich im Wesentlichen durch das Verhältnis „Zielboost (Verteilerdruck)/atmosphärischer Druck" zu Zeiten mit Drossel bestimmt. Ferner, ist selbst ohne Drossel der Wert vorwiegend „Zielboost/atmosphärischer Druck", da angenommen wird, dass (Pc0/Pm0) im Wesentlichen gleich (Pc1/Pm1) ist.
In beiden Fällen kann man den Korrekturwert KMANIP, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert, gleich „Zielboost/atmosphärischer Druck" setzen.
Deshalb wird in dieser Ausführungsform, wie in 13 gezeigt „Zielboost (Zielverteilerdruck)/atmosphärischer Druck" konstant gesetzt (z. B. 88 Kpa/101.3 kPa) und ergibt den Korrekturwert KMANIP, der auf dem Druck oberhalb des Ventils basiert, und wird an den Teil B der 12 ausgegeben. Für den Fall jedoch, dass der Zielvolumenfluss TQH0ST gleich oder kleiner als der Minimalvolumenflussverhältnis QH0LMT ist, d. h. für den Fall für den der Minimalvolumenfluss QH0LMT im Teil A der 12 gewählt wird, wird unabhängig vom Druck oberhalb des Ventils 1.0 als Korrekturwert KMANIP an den Teil B der 12 ausgegeben, sodass der Ventilbetriebswinkel der dem Minimalvolumenflussverhältnis QH0LMT entspricht schließlich erzielt werden kann.
(b-3) Einstellen des Korrekturwerts KHOSIVC, der auf dem IVC basiert.
Im Folgenden wird das Einstellen des Korrekturwerts KHOSIVC, der auf dem IVC basiert und der im c1 Teil der 12 durchgeführt wird, beschrieben.
Die Einstellung des Korrekturwerts KHOSIVC, der auf dem IVC basiert, wird in der vorliegenden Ausführungsform so durchgeführt, dass als erstes eine Ventiltimingkorrektur HIVC (<=), basierend auf dem Schließtiming IVC des Ansaugventils 105, berechnet wird, und auch ein Ventilhubkorrekturwert HLIFT (>= 1), basierend auf dem Ventilhub des Ansaugventils 105, berechnet wird. Dann wird der Ventiltimingkorrekturwert HIVC mit dem Ventilhubkorrekturwert HLIFT multipliziert, wodurch man den Korrekturwert KHOSIVC bekommt. Eine solche Einstellung wird in Übereinstimmung mit dem Steuerblockdiagramm der 14 beschrieben.
Im C10 Teil der 14 wird eine vorher erstellte Tabelle TV0IVC, die auf dem Betriebswinkel VCS-ANGL des VEL 112 basiert, abgerufen um das Schließtiming V0IVC (IVC Winkel) des Ansaugventils 105 zum Zeitpunkt zu dem VTC 113 nicht funktioniert zu berechnen (d. h. wenn VTC verzögert wird).
Im C11 Teil wird eine Drehphase VTCNOW der Ansaugnockenwelle (d. h. der Betriebswinkel des VTC 113) vom berechneten V0IVC abgezogen, um das tatsächliche Schließtiming REALIVC (tatsächlicher IVC Winkel) des Ansaugventils 105 zu berechnen.
Im C12 Teil wird, wie in der Figur gezeigt, eine Tabelle THIVC, die auf dem berechneten tatsächlichen Schließtiming REALIVC basiert, abgerufen, um einen Ventiltimingkorrekturwert HIVC (<= 1), der dem Schließtiming des Ansaugventils 105 entspricht, zu berechnen. Man beachte, dass wie in der Tabelle THIVC gezeigt, der Ventiltimingkorrekturwert HIVC umso kleiner eingestellt wird je vorgezogener das Schließtiming IVC ist, sodass das Basisvolumenflussverhältnis TQH0VEI0 verstärkt korrigiert wird.
Andererseits wird, wie in der Figur gezeigt, im c13 Teil basierend auf dem Betriebswinkel VCS-ANGL des VEL 112 eine Tabelle THLFT abgerufen, um den Ventilhubkorrekturwert HLIFT (>= 1), der dem Ventilhub des Ansaugventils 105 entspricht, zu berechnen. Man beachte, dass wie in der Tabelle THLIFT angezeigt, der Ventilhubkorrekturwert HLIFT in einem Bereich in dem der Ventilhub geringer als ein vorbestimmter Wert ist (z. B. ein Wert der vorher durch ein Experiment oder Ähnliches, als ein Wert für den keine Linearität der „Ventilhub-Ansaugmengencharakteristik" mehr gesichert ist, bestimmt wird) umso größer eingestellt wird desto geringer der Ventilhub ist, sodass das Basisvolumenflussverhältnis TQH0VEL0 verstärkt korrigiert wird.
Dann wird im C14 Teil der Ventiltimingkorrekturwert HIVC mit dem Ventilhubkorrekturwert HLIFT multipliziert und das Multiplikationsergebnis entspricht dem Korrekturwert KHOSIVC und wird an den Teil C der 12 ausgegeben.
Der oben beschriebene Ventiltimingkorrekturwert HIVC kann zusätzlich zu der obigen Korrektur (die Korrektur der Abnahme des Zylindervolumens) eine weitere Korrektur bezüglich einer begleitenden Ventilüberdeckung umfassen (z. B. eine Korrektur gemäß dem Öffnungstiming des Ansaugventils 105).
Ferner wird in dem Ausführungsbeispiel der Ventiltimingkorrekturwert HIVC und der Ventilhubkorrekturwert HLIFT unabhängig voneinander, basierend auf unterschiedlichen Tabellen, bestimmt um eine komplizierte Tabellenvorbereitung zu verhindern. Jedoch können diese Werte auch basierend auf einer aus den verschiedenen Tabellen erzielten vereinigten Tabelle bestimmt werden.
(b-4) Einstellen des auf dem Restgas basierenden Korrekturwerts KRES
Im Folgenden wird das Bestimmen des auf dem Restgas basierenden Korrekturwerts KRES, das im d1 Teil der 12 durchgeführt wird, beschrieben.
Zur Einstellung des auf dem Restgas basierenden Korrekturwerts KRES in der vorliegenden Ausführungsform wird als Erstes eine Spit-backgasmenge Wm, die aufgrund der Ventilüberdeckung auftritt, basierend auf der Ventilöffnungsfläche AWm zum Ventilüberdeckungszeitpunkt berechnet. Außerdem wird eine Restgasmenge Wcyl basierend auf einer tatsächlichen Ansaugluftmenge im Motor in einem Zustand ohne Ventilüberdeckung berechnet.
Als nächstes werden die Spit-backgasmenge Wm und die Restgasmenge Wcyl addiert, wodurch man die Gesamtrestgasmenge W erhält (dies entspricht der Restgasmenge des Motors). Diese wird zu einem Restgasverhältnis RES = (W/(Qa + W)) verrechnet, das den Teil der gesamten Restgasmenge W zur gesamten Zylindergasmenge angibt.
Dann wird eine vorher erstellte Tabelle herangezogen um basierend auf dem Restgasverhältnis RES den Restgaskorrekturwert zu bestimmen. Diese Bestimmung wird in Übereinstimmung mit dem Steuerblockdiagramm in 15 beschrieben.
Im d10 Teil der 15 wird ein vorher erstellter Graph gezeigt, der das Verhältnis zwischen Öffnungstiming des Ansaugventils 105 und dem Betriebswinkel VCS-ANGL (Ventilhub) des VEL 112 anzeigt, aus der sich die Ventilöffnungsfläche zum Ventilüberdeckungszeitpunkt ergibt.
Da nämlich in der vorliegenden Ausführungsform die Betriebsparameter des Ausstoßventils 107 konstant sind, kann die Ventilöffnungsfläche AWm zum Ventilüberdeckungszeitpunkt vorläufig basierend auf dem Ventilhub und dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 bestimmt werden.
Hier ergibt sich die Ventilöffnungsfläche AWm aus der Gesamtventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105 und des Ausstoßventils 107 zum Ventilüberdeckungszeitpunkt. Jedoch kann der Einfachheit halber, anstatt dieser Gesamtventilöffnungsfläche nur die Ventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105 bestimmt werden, die einen großen Einfluss auf die Spit-back Menge ausübt.
Im d11 Teil wird eine vorher erstellte Tabelle TWm, die auf der berechneten Ventilöffnungsfläche AWm basiert, herangezogen um eine Basisspit-backgasmenge Wm0 zur Ventilüberdeckungszeit zu berechnen. Diese Basisspit-backgasmenge Wm0 wird im Voraus gemäß einer Spit-backgasmenge unter vorbestimmten Referenzbedingungen (z. B. Ne = 1200 rpm, Pm = 13.3 KPa) bestimmt.
Im d12 Teil wird eine auf dem Ansaugdruck basierende Korrektur der Basisspitbackgasmenge Wm0 durchgeführt.
Um genau zu sein wird die Bassispit-backgasmenge Wm0 mit dem auf dem Ansaugdruck basierenden Korrekturwert KPMPE multipliziert, wobei der Korrekturwert KPMPE ausgewählt wird der dem Druck oberhalb des Ventils (Verteilerdruck: Boost) Pm entspricht, um Wm1 zu berechnen. Der Grund warum eine solche Korrektur vorgenommen ist, dass sich der Einfluß auf die Spitbackgasmenge in Abhängigkeit vom Verteilerdruck Pm verändert. Man beachte, dass sich, wie im d21 Teil der Figur gezeigt, der auf dem Ansaugdruck basierende Korrekturwert KPMPE aus einer vorbestimmten Tabelle TKPMPE, die auf dem Verteilerdruck Pm basiert, ergibt.
Im d13 Teil wird eine Drehzahlkorrektur der Basisspit-backgasmenge Wm1 durchgeführt.
Um genau zu sein wird die Basisspit-backgasmenge Wm1, die der Korrektur mit dem auf dem Ansaugdruck basierenden Korrekturwert unterzogen wird, wird mit dem Drehzahlkorrekturwert KHOSNEM multipliziert, der auf der Motordrehzahl Ne, wie im Teil d22 der Figur gezeigt, basiert. Der Grund warum eine solche Korrektur vorgenommen wird ist, dass sich der Einfluss auf den Spit-back in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne verändert, und dies sogar auch bei gleichem Ventilhub unter Referenzbedingungen. Man beachte, dass man durch Experimente die Abnahme der Spit-backgasmenge bei steigender Motordrehzahl Ne überprüft hat und deshalb der Motordrehzahlkorrekturwert KHOSNEM in dieser Ausführungsform auf den experimentellen Ergebnissen (siehe 16) basiert.
Andererseits wird im d14 Teil eine vorbestimmte Tabelle Twcyl0, die auf einem Volumenflussverhältnis RQH0VEL1 eines Arbeitsmediums im Ansaugventil 105 basiert (was der tatsächlichen Motoransaugluftmenge entspricht, worauf sich im Folgenden unter tatsächliches Basismotorvolumenflussverhältnis bezogen wird), herangezogen um die Zylinderrestgasmenge Wzyl0 unter Referenzbedingungen zu bestimmen. Man beachte, dass die Berechnung des tatsächlichen Basismotorvolumenflussverhältnis RQH0VEL1 später beschrieben wird (unter Bezugnahme auf q38 in 22).
Im d15 Teil wird die auf der Drehzahl basierende Korrektur der Zylinderrestgasmenge Wcyl0 unter Referenzbedingungen durchgeführt.
Um genau zu sein wird die Zylinderrestgasmenge Wcyl0 mit dem auf der Drehzahl basierenden Korrekturwert KHOSNEE, der basierend auf der Motordrehzahl Ne im d23 Teil berechnet wird, multipliziert und ergibt die Basisrestgasmenge Wcyl. Der Grund warum diese Korrektur vorgenommen wird liegt darin, dass, genauso wie der Spit-back zum Überlappungszeitpunkt das Restgas von der Motordrehzahl Ne beeinflußt wird. Man beachte, dass es experimentell überprüft wurde, dass die Restgasmenge abnimmt wenn die Motordrehzahl Ne zunimmt, und somit der auf der Drehzahl basierende Korrekturwert KHOSNEE in dieser Ausführungsform anhand der experimentellen Ergebnissen bestimmt wird (siehe 17).
Im d16 Teil wird die Spit-backgasmenge Wm und die Basisrestgasmenge Wczl addiert woraus sich die Gesamtrestgasmenge W ergibt.
Dann wird im d17 Teil basierend auf der Gesamtrestgasmenge W und der Ansaugluftmenge Qa (neue Luftmenge) die Restgasrate RES(= W/(W + Qa)) berechnet.
Im d18 Teil wird eine vorbestimmte Tabelle TKRES, die auf der kalkulierten Restgasrate RES basiert, herangezogen und der auf dem Restgas basierende Korrekturwert KRES (<= 1) an den Teil D der 12 ausgegeben. Wie aus der Tabelle TKRES ersichtlich ist der Korrekturwert KRES umso kleiner je größer die Restgasrate RES ist. Deshalb wird das Basisvolumenflussverhältnis TQHVEL0 (TQH0VEL1) immer stärker korrigiert.
Wie oben beschrieben wird in dieser Ausführungsform die Spit-backgasmenge Wm zum Zeitpunkt der Ventilüberdeckung basierend auf der Gesamtventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105 und des Ausstoßventils 107 berechnet (oder nur auf der Ventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105). Deshalb kann, unter Berücksichtigung der (Gesamt-)Ventilöffnungsfläche zum Ventilüberdeckungszeitpunkt die Spit-backgasmenge zum Ventilüberdeckungszeitpunkt mit hoher Genauigkeit in dem Verbrennungsmotor mit VEL 112, der den Ventilhub variable steuert, bestimmt werden.
Ferner wird, basierend auf der tatsächlichen Motoransaugluftmenge, die Basisrestgasmenge Wcyl (d. h. Zylinderrestgasmenge zu dem Zeitpunkt zu dem keine Ventilüberdeckung herrscht) berechnet. Hier wird, wie später beschrieben, die tatsächliche Basismotorvolumenflussmenge RQH0VEL1 basierend auf dem Betriebsparameter des Ansaugventils 105 (genauer wird die Ventilöffnungsfläche basierend auf dem Betriebsparameter berechnet) berechnet. Deshalb ist es möglich die tatsächliche Motoransaugluftmenge unter Vermeidung von Verzögerungen, die auftreten würden wenn Erfassungswerte des Luftdurchflussmessers 115 oder Ähnliches herangezogen werden würden, direkt zu bestimmen. Dadurch wird es ermöglicht die Basisrestgasmenge Wcyl mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
Dann werden die obigen Mengen addiert wodurch man die Restgasmenge W des Motors erhält (Gesamtrestgasmenge). Dadurch wird es ermöglicht die Restgasmenge des Motors abzuschätzen.
In dieser Ausführungsform wird die Gesamtrestgasmenge W des Motors geschätzt (berechnet) um den auf dem Restgas basierenden Korrekturwert KRES zu bestimmen. Jedoch kann der Aufbau so sein, dass diese Gesamtrestgasmenge W unabhängig abgeschätzt wird damit sie in anderen Steuerkreisen benutzt werden kann.
Ferner werden andere Verfahren bezüglich der Einstellung des auf dem Restgas basierenden Korrekturwerts KRES (Abschätzung der Gesamtrestgasmenge W) später beschrieben (siehe 23 bis 25).
c) Berechnungen im Abschnitt „c" zum Berechnen des VTC Zielphasenwinkel
In dem Abschnitt „c" zum Berechnen des VTC Zielphasenwinkel wird, da eine NOx Abnahmemenge basierend auf der Ventilüberdeckungsmenge bestimmt wird, erst eine vorbestimmte Karte mit einem zugeteilten Zielventilüberdeckungswert, die auf einem gewünschten NOx Abnahmewert für jede Betriebsregion basiert, vorbereitet. Die Zielventilüberdeckung wird unter Bezugnahme auf diese Karte berechnet, wobei ein VTC Zielphasenwinkel TGVTC unter Rücksichtnahme auf den VEL Zielbetriebswinkel (TGVEL) bestimmt wird.
Eine solche Berechnung wird im Detail unter Bezugnahme auf die 18 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da die VTC 113 nur auf der Ansaugseite vorgesehen ist, auch durch die Berechnung des Ziel IVO des Ansaugventils 105, basierend auf der oben beschriebenen Karte, der Zielventilüberdeckungswert berechnet werden.
Im K Teil der 18 wird das Zielöffnungstiming TGIVO des Ansaugventils 105 unter Bezugnahme auf eine vorher bestimmte IVO Karte, die auf dem Zielvolumenflussverhältnis TG0HST und der Motordrehzahl Ne basiert, berechnet.
Im L Teil wird eine vorbestimmte Tabelle TV0IVO, die auf dem VEL Zielbetriebswinkel TGVEL basiert, hergenommen um das Öffnungstiming V0IVO des Ansaugventils 105 zum am meisten verzögernden Zeitpunkt des VTC für Fall, dass der VEL Zielbetriebswinkel TGVEL vom VEL 112 gesteuert wurde, zu berechnen.
Im M Teil wird das Öffnungstiming V0IVO zum am meist verzögernden Zeitpunkt des VTC vom Zielöffnungstiming TGIVO abgezogen, um den VTC Zielphasenwinkel TGVTC des VTC 113 für den Fall, dass der VEL Zielbetriebswinkel TGVEL vom VEL 112 gesteuert wurde, zu berechnen.
Dann steuert die C/U 114 den VTC 113, so dass der tatsächliche VTC Phasenwinkel VTCNOW den VTC Zielphasenwinkel TGVTC erreicht. Deshalb ist es möglich beides zu erreichen, die Steuerung der Ansaugluftmenge und ein Abnehmen des NOx.
(d) Berechnungen im Abschnitt „d" zum Berechnen der Zieldrosselöffnung
Im Abschnitt „d" wird die Öffnungsfläche TVOAA0 der Drosselklappe 103b, die verlangt wird wenn das Ansaugventil 105 auf den Standardbetriebsparameter eingestellt ist (in dieser Ausführungsform der Ventilbetriebsparameter für den VEL112 nicht funktioniert), berechnet (worauf sich im Folgenden unter beantragte Drosselöffnungsfläche bezogen wird), und wird in Übereinstimmung mit einer tatsächlichen Änderung des Ventilbetriebsparameters des Ansaugventils 105 korrigiert um die Zieldrosselöffnungsfläche TVOAA zu berechnen.
Dann wird die Zieldrosselöffnung TDTVO basierend auf der berechneten Zieldrosselöffnungsfläche TVOAA berechnet.
(d-1) Bestimmung der Zieldrosselöffnung TDTVO
19 ist ein Steuerblockdiagramm.
In 19 wird im Teil N eine der Öffnungsfläche At der Drosselklappe entsprechende Zustandsmenge TADNVO, die unter Standardventilbetriebsbedingungen angefragt wird, berechnet.
Genauer wird TADNVO unter Benutzung der vorbestimmten Umwandlungstabelle TTADNV0, die auf dem Zielvolumenflussverhältnis TQH0ST basiert, berechnet. Die Zustandsmenge TADNVO wird durch TADNV0 = At/(Ne·VOL#) dargestellt, wobei At die Drosselöffnungsfläche, Ne die Motorendrehzahl und VOL# die Entladungsmenge (Zylindervolumen) ist.
Dann wird im O Teil der berechnete Wert TADNV0 mit der Motordrehzahl Ne multipliziert und anschließend im P Teil mit der Entladungsmenge VOL# multipliziert, wodurch man die angeforderte Drosselöffnungsfläche TVOAA0 unter Standardventilbetriebsbedingungen erhält.
Im Q Teil wird eine Korrektur der angeforderten Drosselöffnungsfläche TVOAA0 entsprechend einer Änderung in den Ventilbetriebsbedingungen des Ansaugventils 105 durchgeführt.
Genauer wird die angeforderte Drosselöffnungsfläche TVOAA0 mit einem auf der Ansaugventilöffnung basierenden Korrekturwert KAVEL im q1 Teil multipliziert um die Zieldrosselöffnungsfläche TVOAA zu berechnen. Die Bestimmung des auf der Ansaugventilöffnung basierenden Korrekturwerts KAVEL wird später beschrieben (siehe 20).
Im R Teil wird unter Benutzung der vorbestimmten Umwandlungstabelle TTVOAA, die auf der berechneten Zieldrosselöffnungsfläche TVOAA basiert, die Zieldrosselöffnung TDTVO berechnet.
Dann steuert die C/U 114 die elektronisch steuerbare Drossel 104 so, dass die tatsächliche Drosselklappenöffnung 103b mit der Zieldrosselöffnung TDTVO konvergiert. Daher ist es möglich eine Steuerung bei der VEL 112 und die Drosselklappe zusammenarbeiten genau durchzuführen.
(d-2) Berechnung des Korrekturwerts KAVEL, der auf der Ansaugventilöffnung basiert
Die Bestimmung des im q1 Teil der 19 berechneten Korrekturwerts KAVEL, der auf der Ansaugventilöffnung basiert, wird beschrieben.
Als erstes kann die Luftflussmenge Qth (t) (kg/sec), die durch die Drosselklappe 103b fließt, durch die folgenden Gleichungen (9) und (10), die aus den Gleichungen des eindimensionalen stationären Flusses einer komprimierten Flüssigkeit ableitbar sind, dargestellt werden.

Zu Zeiten mit Drossel:
Ohne Drossel

In obigen Gleichungen sind:

Pa:: atmosphärischer Druck (Pa), Pm: Verteilerdruck (Pa),
Ta:: Außenlufttemperatur (K), und At: Drosselöffnungsfläche (m2).

Damit man die Luftflussmenge Qth(t) konstant halten kann, selbst wenn der Betriebsparameter des Ansaugventils 105 geändert wird (vom Zustand 0 in den Zustand 1), ist es nötig die folgende Gleichung (11) aufzustellen.
In der obigen Gleichung ist:

Pr0:: Ansaugverteilerdruck bei Standardventilbetriebsbedingungen,
Pm1:: Ansaugverteilerdruck zu Zeiten zu denen VEL 112 funktioniert,
At0:: Drosselöffnungsfläche zu Standardventilbetriebsbedingungen, und
At1:: Drosselöffnungsfläche zu Zeiten zu denen VEL 112 funktioniert,

Entsprechend kann der Korrekturwert KAVEL, der auf der Ansaugventilöffnung basiert, durch die folgende Gleichung (12) dargestellt werden.
Deshalb erhält man in der vorliegenden Ausführungsform im q10 Teil der 20 unter Bezugnahme auf eine unter Leistung erstellte Karte, die auf dem Zielvolumenflussverhältnis TQH0ST und der Motordrehzahl Ne basiert, ein Druckverhältnis (Pm0/Pa) unter Standardventilbetriebsbedingungen.
Dann wird im q11 Teil ein Koeffizient KAP0 unter Benutzung einer vorbestimmten Tabelle TBLKAP0, die auf dem Druckverhältnis (Pm0/Pa) unter Standardventilbetriebsbedingungen basiert, berechnet. Man beachte, dass diese Tabelle TKPA0 eingerichtet wird indem man vorher die folgende Gleichung (13) berechnet und der Koeffizient KAP0 dem Zähler der Gleichung (12) entspricht.
Andererseits wird im q12 Teil ein Koeffizient KAP1 berechnet indem eine vorbestimmte Tabelle TBLKAP1, die auf dem Druckverhältnis (Pm1/Pa) zu Zeitpunkten an denen VEL 112 funktioniert basiert, benutzt wird. Man beachte, dass diese Tabelle TKPA1 eingerichtet wird indem man vorher die folgende Gleichung (14) berechnet und der Koeffizient KAP1 dem Nenner der Gleichung (12) entspricht.
Die Berechnung des Druckverhältnisses (Pm1/Pa) zu Zeitpunkten an denen VEL 112 funktioniert wird später beschrieben (siehe 21).
Dann wird der Korrekturwert KAVEL, der auf der Ansaugventilöffnung basiert, berechnet, indem man den Koeffizient KAP0 durch den Koeffizient KAP1 teilt. Dieser wird dann an den Q Teil der 19 ausgegeben.
(d-3) Berechnung des Druckverhältnisses (Pm1/Pa) zu Zeiten zu denen VEL funktioniert
Das Druckverhältnis (Pm1/Pa) zu Zeiten zu denen VEL 112 funktioniert und das im q12 Teil der 20 benutzt wird, wird wie folgt berechnet.
Als erstes kann eine Luftmenge (tatsächliche Ansaugluftmenge) Qacyl, die in den Zylinder gesaugt wird, durch die folgende Gleichung (15) dargestellt werden, wobei angenommen wird, dass die Lufterneuerungsrate gleich η ist.
Daher erhält man für das Druckverhältnis (Pm1/Pa) das folgende Verhältnis:
In obiger Gleichung ist „TP" eine Luftmenge (tatsächliche Ansaugluftmenge) Qacyl die in den Zylinder gesaugt wird, „TP100" ist eine Luftmenge die in den Zylinder zu Zeiten zu denen die Drosselklappe 103b voll geöffnet ist gesaugt wird und „TP100" ergibt sich aus TP100 = (VOL·Pa)/(R·Ta). Ferner ist „VOL" ein effektives Zylindervolumen für jede Ventilbetriebscharakteristik des Ansaugventils 105.
Entsprechend kann, indem TP, TP100 und die Lufterneuerungsrate η bestimmt wird, das Druckverhältnis (Pm1/Pa) zu Zeitpunkten an denen VEL funktioniert berechnet werden, ohne dass es nötig ist den Ansaugverteilerdruck Pm zu messen.
Deshalb wird in der Ausführungsform im q20 Teil der 21 eine Umwandlungskonstante TPGAIN# mit einem Verhältnis WQH0VEL eines Volumenflusses, der für jeden Betriebsparameterwert des Ansaugventils 105 durch das Ansaugventil 105 (als Volumenflussverhältnis, wenn das Ventil völlig geöffnet ist) fließt, wenn die Drosselklappe 103b vollständig geöffnet ist, multipliziert um TP100 zu berechnen. Die Berechnung des Volumenflussverhältnisses WQH0VEL, wenn das Ventil völlig geöffnet ist, wird später beschrieben (siehe 22).
Ferner wird im q21 Teil die Lufterneuerungsrate η unter Bezugnahme auf eine vorbestimmte Karte, die auf dem Verhältnis RQH0VEL des Volumenflusses durch das Ansaugventil 105 (tatsächliches Motorenvolumenflussverhältnis) für jeden tatsächlichen Betriebsparameter und Motordrehzahl Ne basiert, berechnet. Die Berechnung des tatsächlichen Motorenvolumenflussverhältnis RQH0VEL wird später beschrieben. Jedoch wird die Lufterneuerungsrate η nicht durch obige Berechnungsart eingeschränkt, sondern kann auch zum Beispiel basierend auf Betriebszuständen abgeschätzt werden.
Dann wird im q22 Teil "TP100·η" berechnet und ferner wird im q23 Teil „TP/(TP100·η)" (wie oben beschrieben entspricht diesem Wert das Druckverhältnis (Pm1/Pa) für Zeiten zu denen VEL funktioniert) berechnet und an den q12 Teil der 20 ausgegeben. Jedoch kann zu Zeiten mit Drossel der Korrekturwert KMANIP (d. h. eine Konstante) basierend auf dem Druck oberhalb des Ventils ausgegeben werden (siehe Gleichung (7)).
(d-4) Berechnungen des Volumenflussverhältnisses WQH0VEL wenn das Ventil vollständig geöffnet ist und des tatsächlichen Motorvolumenflussverhältnisses RQH0VEL
Diese Berechnungen werden durchgeführt, indem man die Ventilöffnungsfläche des Ansaugventils 105 basierend auf einem Betriebswinkel (VCS-ANGL) des VEL 112 bestimmt und die Öffnungsfläche in das Volumenflussverhältnis umwandelt. 22 zeigt ein entsprechendes Steuerblockdiagramm.
Im q30 Teil der 22 wird eine Öffnungsfläche AAVEL0 des Ansaugventils 105 durch Heranziehen einer Tabelle TAAVEL0, die auf einem Betriebswinkel (VCS-ANGL) des VEL 112 basiert, berechnet.
Im q31 Teil wird, in der gleichen Art und Weise wie im H Teil der 12, die VEL Öffnungsfläche gemäß der Motordrehzahl Ne korrigiert um AAVEL zu berechnen.
Im q32 Teil wird der berechnete Wert AAVEL durch die Motordrehzahl Ne geteilt und dann im q33 Teil durch die Entlademenge (Zylindervolumen) VOL# geteilt, wodurch man eine A/N/V Charakteristik erhält.
Im q34 Teil wird eine vorher bestimmte Tabelle TWQH0VEL0 herangezogen, um die A/N/V Charakteristik in WQH0VEL0 umzuwandeln.
Dann wird im q35 Teil, in der gleichen Art und Weise wie im C Teil der 12, die Korrektur basierend auf dem IVC auf WQH0VEL0 angewandt und anschließend wird im q36 Teil, in der gleichen Art und Weise wie im D Teil der 12, die auf dem Restgas basierende Korrektur auf WQH0VELo angewandt, um das Volumenflussverhältnis WQH0VEL, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist zu berechnen. Das Ergebnis wird dann an den q20 Teil in der 19 ausgegeben.
Andererseits wird im q37 Teil, in der selben Art und Weise wie im B Teil der 12, die auf dem Druck oberhalb des Ventils basierende Korrektur auf WQH0VEL0, das im q34 Teil umgewandelt wurde, angewandt um RQH0VEL0 zu erhalten. Weiterhin wird im q38 Teil die IVC basierende Korrektur auf RQH0VEL0 angewandt, um das tatsächliche Basismotorvolumenflussverhältnis RQH0VEL1 (dieser Wert entspricht der tatsächlichen Ansaugluftmenge, die benutzt wird um die Basisrestgasmenge Wcyl in 15 zu berechnen) zu berechnen.
Dann wird im q39 Teil die auf dem Restgas basierende Korrektur vorgenommen, um das tatsächliche Motorvolumenflussverhältnis RQH0VEL zu berechnen. Das Ergebnis wird dann an den q21 Teil in der 21 ausgegeben.
Wie oben beschrieben, ist es in dieser Ausführungsform durch Steuern der elektronisch steuerbaren Drosselklappe 104 entsprechend einer Anfrage nach negativem Druck, der nicht durch den VEL alleine realisiert werden kann, während gleichzeitig die Ansaugluftmenge im Wesentlichen durch den VEL 112 gesteuert wird, möglich eine optimale Steuerung (eine kooperative Steuerung in der VEL 112 und die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 kooperativ miteinander sind) gemäß dem Betriebszustand zu realisieren. Ferner wird auch eine Steuerung des VTC 113 durchgeführt, wodurch eine Reduzierung von NOx erzielt wird.
Ferner ist es, da die (Gesamt)Ventilöffnungsfläche berücksichtigt wird, möglich die Restgasmenge W (Restgasrate RES), die einer Änderung des Ventilhubs des Ansaugventils 105 entspricht, mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, wenn die Ansaugluftmengensteuerung im Wesentlichen durch den VEL 112 durchgeführt wird. Es ist außerdem auch möglich, da ein Zielventilbetriebsparameter des Ansaugventils 105 unter Berücksichtigung dieser Restgasmenge eingestellt wird, die Ansaugluftmengensteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Die geschätzte Restgasmenge W kann zum Steuern anderer Parameter als der Ansaugluftmenge benutzt werden und außerdem ist der VEL 112 nicht auf den obigen Aufbau beschränkt.
Als Nächstes werden in den 23 bis 25 andere Berechnungsmethoden für die Restgasrate RES (entsprechend dem d10 bis d17 Teil der 15) gezeigt. Die Berechnungsprozeduren werden in Abschnitten wie folgend beschrieben.
In 23 wird basierend auf dem Öffnungstiming und dem Ventilhub des Ansaugventils 105 eine Restgasrate Wm (%) aufgrund des Spit-backgases (ein Teil der Gesamtzylindergasmenge bleibt aufgrund des Spit-back im Zylinder, worauf sich im Folgenden unter Spit-backrestgasrate bezogen wird) berechnet, und außerdem wird eine Restgasrate Wcyl (%) aufgrund des Basisrestgases (worauf sich im Folgenden unter Basisrestgasrate bezogen wird) basierend auf einem tatsächlichen Basismotorvolumenflussverhältnisses RQH0VEL1 berechnet. Die Ergebnisse werden addiert um eine Restgasrate RES aufgrund des Gesamtrestgases W zu berechnen (abzuschätzen).
Im S1 Teil der 23 wird unter Bezugnahme auf eine Karte, die auf einem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 und einem Betriebswinkel VCS-ANGL des VEL 112 basiert, die Spit-backrestgasrate (Basisspit-backrestgasrate) Wmo (%) im Referenzzustand zum Ventilüberdeckungszeitpunkt (siehe die Beschreibung zum d11 Teil der 15) berechnet.
Im S2 Teil wird die Basisspit-backrestgasrate Wmo durch Multiplikation mit einem Korrekturwert KPMEPE (S13 Teil) korrigiert, und das Ergebnis wird gleich der Spit-backrestgasrate Wm (%) (in der gleichen Art und Weise, wie im d12 und d13 Teil der 15) gesetzt. Der Korrekturwert KPMEPE ergibt sich dabei aus der Multiplikation eines auf dem Ansaugdruck basierenden Korrekturwerts KPMPE0 (S11 Teil) mit einem auf einer Drehzahl basierenden Korrekturwert KHOSNE (S12 Teil).
Andererseits wird im S2 Teil unter Bezugnahme auf eine Tabelle Twcyl (%), die auf dem tatsächlichen Motorvolumenflussverhältnis RQH0VEL1 basiert, die Basisrestgasrate Wcyl berechnet. In dieser Ausführungsform erhält man die Basisrestgasrate anstatt der Basisrestgasmenge. Deshalb wird, da der Einfluß der Drehzahl Ne gering ist, die auf der Drehzahl basierende Korrektur, wie im d15 Teil der 15 gezeigt, nicht durchgeführt.
Dann werden im S4 Teil die Spit-backrestgasrate Wm (%) und die Basisrestgasrate Wcyl (%) addiert und das Ergebnis gleich der Restgasrate RES gesetzt. Entsprechend dieser Methode kann die Restgasrate RES auch abgeschätzt werden (berechnet werden). Wenn diese Restgasrate RES an den d18 Teil in der 15 ausgegeben wird, kann die Ansaugluftmengensteuerung wie oben beschrieben realisiert werden.
In 24 wird die Spit-backrestgasrate Wm (%) basierend auf der Spitbackrestgasrate gemäß dem Ventilhub des Ansaugventils 105 und der Spitbackrestgasrate gemäß der Ventilüberdeckungsmenge des Ansaugventils 105 berechnet, und die Basisrestgasrate Wcyl (%) wird basierend auf der Ansaugluftmenge Qa, die von einem Luftstrommessgerät 117 gemessen wird, und der Motordrehzahl Ne berechnet. Die Ergebnisse werden addiert um die Restgasrate RES zu berechnen (abzuschätzen).
Im S21 Teil der 24 wird eine Tabelle TAOL0, die auf einem Betriebswinkel VSC-ANGL des VEL 112 basiert, herangezogen um eine Basisspit-backrate (eine erste Basisspit-backrestgasrate) AOL0 entsprechend einem Ventilhub zu berechnen.
Im S22 Teil wird eine Ventilüberdeckungsmenge AAOL, die auf dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 und dem Schließtiming EVC (konstant in dieser Ausführungsform) des Ausstoßventils 107 basiert, berechnet.
Im S23 Teil wird eine Tabelle TAOL1, die auf dem berechneten Ventilüberdeckungswert AAOL basiert, herangezogen um eine Spit-backrestgasrate (eine zweite Basisspit-backrestgasrate) AOL1 entsprechend einem Ventilüberdeckungswert zu berechnen.
Dann werden im S24 Teil AOL0 und AOL1 multipliziert und das Ergebnis ist die Basisspit-backrestgasrate Wm0 (%). Im S25 Teil wird, in der selben Art und Weise wie im S2 Teil der 23, die auf dem Ansaugdruck basierende Korrektur und die auf der Drehzahl basierende Korrektur an der Basisspit-backrestgasrate Wm0 (%) durchgeführt und das Ergebnis ist die Spit-backrestgasrate Wm (%).
Andererseits wird sich im S26 Teil auf eine Karte bezogen, die auf einer Ansaugluftmenge (neue Luftmenge) Qa und eine Motordrehzahl Ne basiert, um eine Basisrestgasrate Wcyl (%) zu berechnen.
Dann werden im S27 Teil die Spit-backrestgasrate Wm (%) und die Basisrestgasrate Wcyl (%) addiert und das Ergebnis gleich der Restgasrate RES gesetzt. Gemäß dieser Methode kann auch die Restgasrate RES abgeschätzt (berechnet) werden. Wenn dann die Restgasrate RES an den d18 Teil der 15 ausgegeben wird, kann die Ansaugluftmengensteuerung, wie oben beschrieben, realisiert werden.
In der 25 wird die Spit-backrestgasrate Wm(%) basierend auf der Spitbackrestgasrate gemäß dem Ventilhub des Ansaugventils 105 und der Spitbackgasrate gemäß dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 (da der Betriebsparameter des Ausstoßventils konstant ist, hat diese Berechnung die selbe Bedeutung wie die Berechnung der Ventilüberdeckung) berechnet. Ferner wird die Basisrestgasrate Wcyl (%) basierend auf dem Ausstoßdruck Pe und der Motordrehzahl Ne berechnet. Die Ergebnisse werden addiert um die Restgasrate RES zu berechnen (abzuschätzen).
Im S31 Teil der 25 wird eine Tabelle TAOL0, die auf dem Betriebswinkel VCS-ANGL des VEL 112 basiert, herangezogen, um die erste Basisspitbackrestgasrate AOL0 gemäß dem Ventilhub zu berechnen.
Im S32 Teil wird eine Tabelle TAOL1', die auf dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 basiert, herangezogen, um einen Basiswert AOL1' der Spitbackrestgasrate gemäß dem Öffnungstiming IVO (dem Ventilüberdeckung) zu berechnen.
Dann werden im S33 Teil AOL0 und AOL1' addiert und das Ergebnis wird der Basisspit-backrestgasrate Wm0 (%) gleichgesetzt. Im S34 Teil werden die auf dem Ansaugdruck basierende Korrektur und die auf der Drehzahl basierende Korrektur auf die Basisspit-backrestgasrate Wm0 (%) angewandt, und das Ergebnis gleich der Spit-backrestgasrate Wm (%) gesetzt.
Andererseits wird sich im S35 Teil auf eine Tabelle Tpe, die auf der Ansaugluftmenge (neue Luftmenge) Qa basiert, bezogen, um den Ausstoßdruck Pe zu berechnen.
Im S36 Teil wird sich auf eine Karte, die auf dem Ausstoßdruck Pe und der Motordrehzahl Ne basiert, bezogen um die Basisrestgasrate Wcyl (%) zu berechnen. Man beachte, dass der Ausstoßdruck Pe direkt gemessen werden kann.
Dann werden im S37 Teil die Spit-backrestgasrate Wm (%) und die Basisrestgasrate Wxyl (%) addiert, und das Ergebnis wird gleich des Restgasrate RES gesetzt. Gemäß dieser Methode kann auch die Restgasrate RES abgeschätzt (berechnet) werden. Wenn die Restgasrate RES an den d18 Teil der 15 ausgegeben wird, kann die oben beschriebene Ansaugluftmengensteuerung realisiert werden.
Man beachte, dass der Aufbau so sein kann, dass die Berechnungen der Spitbackrestgasrate Wm(%) und die Berechnungen der Basisrestgasrate Wcyl (%), wie in den 23 bis 25 beschrieben, passend vereint werden, um die Restgasrate RES (Restgas basierender Korrekturwert KRES) zu berechnen.
26 zeigt den Systemaufbau eines Verbrennungsmotors für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Unterschied der zweiten Ausführungsform im Vergleich mit der ersten Ausführungsform liegt darin, dass das Ventiltiming des Ausstoßventils 107 auch durch einen VTC (Ventiltimingsteuerungsmechanismus) 113b kontinuierlich variiert werden kann und somit als variabler Ventilmechanismus dient und, dass ein Nockensensor 119b, der eine Rotationsposition (Phasenwinkel) der Nockenwelle 110 auf der Ausstoßseite erfasst, vorgesehen ist. Entsprechend steuert die C/U 114 auch den VTC 113b auf der Ausstoßventilseite 107.
In 26 sind gleiche Bauteile wie in der 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine Beschreibung dieser Bauteile wird somit verzichtet. Wie in 26 gezeigt wird ein VTC und ein Nockensensor auf der Ansaugseite mit 113a und 119a bezeichnet.
Die Ansaugluftmengensteuerung, die von der C/U 114 in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, ist im Wesentlichen der in der ersten Ausführungsform gleich. Da jedoch die Verfahren zum Bestimmen des Korrekturwerts KRES (Abschätzen der Restgasmenge W), der auf dem Restgas basiert, und zum Berechnen im Abschnitt „c" in der zweiten Ausführungsform verschieden von den Prozessen in der ersten Ausführungsform sind, wird eine Beschreibung nur für diese Prozesse gemacht.
(b-4-2) Bestimmen des Korrekturwerts KRES, der auf dem Restgas basiert
In dieser Ausführungsform wird, wie in der ersten Ausführungsform (15), die Spit-backgasmenge Wm zum Ventilüberdeckungszeitpunkt und die Zylinderrestgasmenge Wzyl berechnet, und die Ergebnisse werden addiert und gleich der Gesamtrestgasmenge W gesetzt. Dann wird die Restgasrate RES (= W/(Qa + W)) berechnet und eine Tabelle, die auf dieser Restgasrate RES basiert, herangezogen um den auf dem Restgas basierenden Korrekturwert KRES zu berechnen.
Man beachte, dass, wie im gestrichelt gezeichneten Block im funktionalen Steuerblockdiagramm der 27 gezeigt, Veränderungen des Schließtimings EVC des Ausstoßventils 107 bei der Berechnung der Basisrestgasmenge Wcyl in Betracht gezogen werden.
Im d34 Teil der 27 wird eine vorbestimmte Tabelle TWtdc, die auf der tatsächlichen Basismotorvolumenflussmenge RQH0VEL1 basiert, herangezogen, um die Restgasmenge Wtdc unter Referenzbedingungen zu einer Zeit zu berechnen, zu der sich das Ausstoßventil 107 im Referenzschließtiming befindet (zum Beispiel zum am weitesten fortgeschrittenen Zeitpunkt) (siehe Beschreibung des d11 Teils der 15).
Im d35 Teil wird eine Tabelle Twevc, die auf dem tatsächlichen Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 basiert, herangezogen, um einen Restgasmengenvariationsanteil (einen zunehmenden Anteil) Wevc gemäß dem Schließtiming EVC zu berechnen. Diese Berechnung wird durchgeführt um eine Änderung des effektiven Zylindervolumens, welches durch die Kolbenposition zum Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 bestimmt wird, in Betracht zu ziehen (und eine Änderung der Restgasmenge wegen dieser Änderung des effektiven Zylindervolumens).
Im d36 Teil wird der Restgasmengenvariationsanteil Wevc und die Restgasmenge Wtdc, zu dem Zeitpunkt zu dem sich das Ausstoßventil 107 am Referenzti ming EVC befindet, addiert, und das Ergebnis wird gleich der Zylinderrestgasmenge Wcyl0 (= Wtdc + Wevc) zu Referenzbedingungen gesetzt.
Dann wird im d37 Teil, in der gleichen Art und Weise wie im d23 Teil der 15, die auf der Drehzahl basierende Korrektur auf die Zylinderrestgasmenge Wcyl0 unter Referenzbedingungen angewandt, um die Basisrestgasmenge Wcyl zu berechnen. Man beachte, dass diese auf der Drehzahl basierende Korrektur die Selbe ist wie die im d23 Teil der 15.
Im d38 Teil wird die Basisrestgasmenge Wcyl und die Spit-backgasmenge Wm, die im d30 bis d33 Teil berechnet wurde (genauso wie im d10 bis dd13 Teil der 15), addiert um die Gesamtrestgasmenge W zu berechnen. Im d39 Teil wird die Restgasrate RES (= W/(Qa + W)) berechnet. Außerdem wird im d40 Teil die Tabelle TKRES, die auf der Restgasrate RES basiert, herangezogen um den auf dem Restgas basierenden Korrekturwert KRES zu berechnen (der an den D Teil der 12 ausgegeben wird).
Deshalb ist es in dieser Ausführungsform dadurch, dass zum Abschätzen (Berechnen) der Gesamtrestgasmenge W das Schließtiming des Ausstoßventils in Betracht gezogen wird, möglich die Basisrestgasmenge Wcyl, die durch die Änderung des effektiven Zylindervolumens variiert, mit hoher Genauigkeit zu berechnen, wodurch es auch ermöglicht wird die Gesamtrestgasmenge W mit hoher Genauigkeit abzuschätzen.
Man beachte, dass die Restgasmenge W, wie in dieser Ausführungsform berechnet, auch für andere Steuerzwecke als die Steuerung der Ansaugluftmenge benutzt werden kann. Ferner kann eine Korrektur gemäß dem Schließtiming des Ausstoßventils 107 auf die Berechnung der Restgasrate RES (Restgas basierender Korrekturwert KRES), wie in 23 bis 25 für die erste Ausführungsform beschrieben, angewandt werden.
(c-2) Berechnungen im VTC Zielphasenwinkelberechnungsabschnitt „c"
28 zeigt ein funktionales Steuerblockdiagramm.
Im K2 Teil der 28 wird das Zielöffnungstiming TGIVO des Ansaugventils 105 unter Bezugnahme auf vorbestimmte IVO und EVC Karten, die auf dem Zielvolumenflussverhältnis TG0HST und der Motordrehzahl Ne basieren, berechnet, und das Zielschließtiming TGEVC des Ausstoßventils 107 wird berechnet um einen Zielbetriebswinkel TGVTC2 (Ziel-VTC-Betriebswinkel) einzustellen.
Im L2 Teil wird eine vorbestimmte Tabelle TV0IVO, basierend auf dem VEL Zielbetriebswinkel TGVEL (siehe 12), herangezogen um das Öffnungstiming V0IVO des Ansaugventils 105 zum am meist verzögerten Zeitpunkt des VTC für den Fall zu berechnen, dass der VEL 112 auf den VEL Zielbetriebswinkel TGVEL eingestellt wird.
Im M2 Teil wird das Öffnungstiming V0IVO zum am meist verzögerten Zeitpunkt des VTC vom Zielöffnungstiming TGIVO subtrahiert um den Zielbetriebswinkel TGVTC1 des Ansaugventils 105 (ein VTC Zielbetriebswinkel) für den Fall, dass der VEL 112 auf den VEL Zielbetriebswinkel TGVEL eingestellt wird, zu berechnen.
Dann steuert die C/U 114 den VTC 113a und den VTC 113b auf sowohl der Ansaug- als auch auf der Ausstoßseite so, dass die tatsächlichen VTC Betriebswinkel (VTCNOW1 und VTCNOW2) des Ansaugventils 105 und des Ausstoßventils 107 die jeweiligen VTC Zielbetriebswinkel TGVTC1 und TGVTC2 erreichen.
In dieser Ausführungsform ist es auch möglich die elektronisch steuerbaren Bauteile Drossel 104, VEL 112 und VTC 113a und 113b entsprechend dem Betriebszustand mit hoher Genauigkeit zu steuern, wodurch die Ansaugluftmengensteuerung (Abnahme der Nachfrage nach negativem Druck oder NOx), vor allem durch VEL 112, realisiert wird.
dritte Ausführungsform
Der gesamte Aufbau dieser Ausführungsform entspricht dem der zweiten Ausführungsform (26), und auf eine Beschreibung wird somit verzichtet. Ferner ist die Ansaugluftmengensteuerung, die durch C/U 114 durchgeführt wird, im Wesentlichen gleich der der zweiten Ausführungsform. Da sich jedoch die Bestim mung des Korrekturwerts KRES, der auf der Restgasmenge basiert, in dieser Ausführungsform von der der zweiten Ausführungsform unterscheidet, wird nur diese beschrieben.
(b-4-3) Bestimmung des Korrekturwerts KRES, der auf der Restgasmenge basiert
In dieser Ausführungsform wird, in der gleichen Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel (15) und wie im zweiten Ausführungsbeispiel (27), die Spit-backrestgasmenge Wm zum Ventilüberdeckungszeitpunkt und die Zylinderrestgasmenge Wcyl berechnet. Die Ergebnisse werden addiert und gleich der Gesamtrestgasmenge W gesetzt. Dann wird die Restgasrate RES (= W/(Qa + W)) berechnet und eine Tabelle, die auf der Restgasrate RES basiert, wird herangezogen um den Korrekturwert KRES, der auf dem Restgas basiert, zu Bestimmen.
Die Bestimmung des auf dem Restgas basierenden Korrekturwerts KRES wird gemäß dem funktionalen Steuerblockdiagramm der 29 beschrieben.
Im d50 Teil der 29 wird sich auf eine vorbestimmte Karte, die auf dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 und dem Betriebswinkel VCS-ANGL (Ventilhub) des VEL 112 basiert, bezogen um die Ventilöffnungsfläche AWm zum Ventilüberdeckungszeitpunkt zu berechnen.
Man beachte, dass die Ventilöffnungsfläche AWm vorher in der Karte gespeichert wird, wenn das Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 am Referenzzeitpunkt fixiert wird.
Im d51 Teil wird die vorbestimmte Tabelle TWM, die auf der berechneten Ventilöffnungsfläche AWm basiert, herangezogen um die Spit-backgasmenge Wm0 zum Ventilüberdeckungszeitpunkt zu berechnen.
Eine Vielzahl an Tabellen TWm wird für jedes Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 erstellt. Zum Beispiel werden zwei Tabellen TWm, die zum jeweiligen Zeitpunkt am Nächsten am Schließtiming EVC liegen, ausgewählt und es wird basierend auf den Basisspit-backgasmengen Wm0, die aus den ausgewählten Tabellen herangezogen werden, eine Interpolation ausgeführt um die Basisspitbackgasmenge Wm0, die dem Schließtiming entspricht, zu erhalten.
Diese Basisspit-backgasmenge Wm0 erhält man vorher als Spit-backgasmenge gemäß einer Ventilöffnungsfläche AWm unter Referenzbedingungen (siehe Beschreibung des d15 Teils der 15), und entspricht dabei einem Wert, der basierend auf dem Öffnungstiming des Ansaugventils 105, dem Ventilhub des Ansaugventils 105 und dem Schließtiming des Ausstoßventils 107 unter Referenzbedingungen, geschätzt wird.
Dementsprechend kann die Basisspit-backgasmenge Wm0, die einer Änderung der Ventilüberdeckungsperiode, die basierend auf dem Öffnungstiming IVO des Ansaugventils 105 und dem Schließtiming des Ausstoßventils 107 bestimmt wurde, entspricht, mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden. Ferner kann eine Änderung auch einer Änderung der Ventilöffnungsfläche, die sich aufgrund einer Änderung des Ventilhubs des Ansaugventils 105 ergibt, entsprechen.
Ferner wird in einem Aufbau, wie in der 29 gezeigt, eine Vielzahl an Tabellen, wobei jede Tabelle Ventilöffnungsflächen AWm in Basisspit-backgasmengen Wm0 zum Ventilüberdeckungszeitpunkt umwandelt, für jede Schließzeit EVC des Ausstoßventils 107 bestimmt um Basisspit-backgasmengen Wm0, die einer Änderung des Schließzeitpunktes EVC des Ausstoßventils 107 entspricht, zu bekommen. Dem entgegen kann, wie zum Beispiel in 30 gezeigt, eine Abschätzung, die dem Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 entspricht, durchgeführt werden.
Im d51 Teil des in 30 gezeigten Beispiels wird eine Ventilöffnungsfläche AWm in eine Basisspit-backgasmenge Wm0 zum Ventilüberdeckungszeitpunkt umgewandelt, wobei eine Tabelle TWm benutzt wird. Außerdem wird ein Korrekturwert HOSRESE, der dem Schließtiming des Ausstoßventils entspricht, im d51-1 Teil bestimmt und der Korrekturwert HOSRESE wird dann mit der Basisspitbackgasmenge Wm0 addiert um eine Korrektur gemäß dem Schließtiming EVC des Ausstoßventils 107 an der Basisspit-backgasmenge Wm0 durchzuführen.
Dadurch kann der Aufbau der Schätzsteuerung, selbst wenn die Genauigkeit der Schätzung geringer ist als in der Ausführungsform der 29, vereinfacht werden und die Kosten verringert werden.
In dem Fall, in dem der VEL 112 auch auf der Ausstoßventilseite 107 vorgesehen ist, d. h. in dem Fall, in dem der Ventilhub des Ausstoßventils auch variabel gesteuert werden kann, können, wie im d51 Teil der 28 gezeigt, eine Vielzahl an Karten, wobei man aus jeder basierend auf der Ventilöffnungsfläche AWm und dem Ventilhub des Ausstoßventils die Basisspit-backgasmenge Wm0 erhält, für jede Schließzeit des Ausstoßventils 107 bestimmt werden. Ferner kann, im d51-2 Teil der 29, der Korrekturwert HOSRESE basierend auf der Schließzeit EVC und dem Ventilhub des Ausstoßventils 107 bestimmt werden.
Dann werden im d52 Teil und d53 Teil, in der selben Art und Weise wie im d12 Teil und d13 Teil der 15, die auf dem Ansaugdruck basierende Korrektur und die auf der Drehzahl basierende Korrektur jeweils auf die Basisspitbackgasmenge Wm0 angewandt um die Spit-backgasmenge Wm zu berechnen.
Andererseits wird im d54 Teil bis d57 Teil, in der selben Art und Weise wie in der zweiten Ausführungsform (d34 Teil bis d37 Teil der 27) die Basisrestgasmenge Wcyl berechnet.
Im d58 Teil werden die Spit-backgasmenge Wm und die Basisrestgasmenge Wcyl addiert, um die Gesamtrestgasmenge W zu berechnen.
Im d59 Teil wird, basierend auf der Gesamtrestgasmenge W und der Ansaugluftmenge (neu Luftmenge) Qa, die Restgasrate RES (= W/(W + Qa)) berechnet.
Dann wird im d60 Teil, unter Heranziehen der vorbestimmten Tabelle TKRES, basierend auf der berechneten Restgasrate RES, der auf dem Restgas basierende Korrekturwert KRES (<= 1) bestimmt.
Deshalb ist es, wenn man die Gesamtrestgasmenge W abschätzt (berechnet), in dieser Ausführungsform unter Berücksichtigung des Öffnungstimings IVO und des Ventilhubs (VCS-ANGL) des Ansaugventils 105 und ferner dem Schließti ming EVC des Ausstoßventils 107 möglich die Spit-backgasmenge Wm, die aufgrund der Ventilöffnungsfläche AWm variiert, mit hoher Genauigkeit zu berechnen.
Ferner ist es durch die Berücksichtigung des Schließtimings EVC des Ausstoßventils 107 möglich die Basisrestgasmenge Wcyl, die mit einer Änderung es effektiven Zylindervolumens variiert, mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Dadurch wird es ermöglicht die Gesamtrestgasmenge W, die man durch Addition der Spit-backgasmenge Wm und der Basisrestgasmenge Wcyl bekommt, mit hoher Genauigkeit abzuschätzen (zu berechnen).
Folglich ist es möglich die elektronisch steuerbare Drossel 104, VEL 112 und VTC 113a und 113b entsprechend dem Betriebszustand mit höherer Genauigkeit zu steuern, wodurch die Ansaugluftmengensteuerung (Abnahme der Nachfrage nach negativem Druck oder NOx), vor allem durch VEL 112, realisiert wird.
Man beachte, dass die in dieser Ausführungsform geschätzte Restgasmenge W auch für andere Steuerzwecke als die Ansaugluftmengensteuerung benutzt werden kann. Ferner kann eine Korrektur gemäß dem Schließtiming des Ausstoßventils 107 bei der Berechnung der Restgasrate RES (Restgas basierender Korrekturwert KRES), wie in den 23 bis 25 in Verbindung mit der ersten Ausführungsform gezeigt, durchgeführt werden.

Claims

Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors, in der ein variabler Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, vorgesehen ist und die weiter umfasst: – eine Einheit zum Erfassen eines Ventilbetriebsparameters, der durch den variablen Ventilmechanismus veränderbar ist; und – eine Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors; gekennzeichnet durch – eine Einheit zum Berechnen einer Ventilöffnungsfläche in einer Ventilüberdeckungszeit in Abhängigkeit des erfassten Ventilbetriebsparameter, und zum Berechnen einer Restgasmenge des Motors, wobei die Berechnung auf der berechneten Ventilöffnungsfläche und der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors basiert.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge die Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeitbasierend auf einem Öffnungstiming und einem Ventilhub des Ansaugventils berechnet.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge – eine Basisrestgasmenge basierend auf der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet, – eine Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet, und – das Ergebnis, das sich aus der Addition der berechneten Spit-backgasmenge zur Ventilüberdeckungszeit und der Basisrestgasmenge ergibt, der Restgasmenge gleichsetzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge entsprechend dem tatsächlichen Schließtimings des Ausstoßventils ergibt, der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichsetzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird und der Ventilhub des Ausstoßventils zum Referenzventilhub wird; und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge entsprechend dem tatsächlichen Schließtiming und dem Ventilhub des Ausstoßventils ergibt, der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichsetzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge – eine Restgasmenge basierend auf der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Restgasmenge entsprechend dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, der Basisrestgasmenge gleichsetzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Erfassen einer Betriebsbedingung, einschließlich eines Motoransaugdrucks oder einer Motordrehzahl, wobei die Einheit zum Berechnen der Restgasmenge das Ergebnis, das sich durch eine Korrektur der Restgasmenge ergibt, wenn die Betriebsbedingung des Motors zur Referenzbedingung wird, wobei die Korrektur mindestens den tatsächlichen Motoransaugdruck und/oder die tatsächliche Motordrehzahl betrifft, der Restgasmenge des Motors gleichsetzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge die tatsächliche Ansaugluftmenge basierend auf dem Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils berechnet.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge einen Ansaugluftmengensensor umfasst und die tatsächliche Ansaugluftmenge des Motors basierend auf dem erfassten Wert des Ansaugluftmengensensors berechnet.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche die Gesamtöffnungsfläche des Ansaugventils und des Ausstoßventils ist.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche die Öffnungsfläche des Ansaugventils ist.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors, in der ein variabler Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, vorgesehen ist und die weiter umfasst: – ein Mittel zum Erfassen eines Ventilbetriebsparameters, welcher durch den variablen Ventilmechanismus variiert wird; und – ein Mittel zum Messen einer tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors; gekennzeichnet durch – ein Mittel zum Berechnen einer Ventilöffnungsfläche in einer Ventilüberdeckungszeit basierend auf dem Ventilbetriebsparameter; und – ein Mittel zum Berechnen einer Restgasmenge des Motors basierend auf der tatsächlichen Luftansaugmenge des Motors und der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors, in der ein variabler Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilöffnungsfläche in einer Ventilüberdeckungszeit basierend auf einem Ven tilbetriebsparameter, der vom variablen Ventilmechanismus variiert wird, berechnet wird, und eine Restgasmenge des Motors basierend auf der berechneten Ventilöffnungsfläche und der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf einem Öffnungstiming und einem Ventilhub des Ansaugventils berechnet wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisrestgasmenge basierend auf der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet wird, eine Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, und das Ergebnis, das sich aus der Addition der berechneten Spit-backgasmenge zur Ventilüberdeckungszeit und der Basisrestgasmenge ergibt, der Restgasmenge des Motors gleichgesetzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, wenn das Schließtiming eines Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, der Spitbackgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichgesetzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming und ein Ventilhubwert des Ausstoßventils zum Referenzventilhubwert wird; und das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming und dem tatsächlichen Ventilhubwert des Ausstoßventils ergibt, der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichgesetzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Restgasmenge basierend auf der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet wird, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Restgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, der Basisrestgasmenge gleichgesetzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis, das sich durch eine Korrektur der Restgasmenge ergibt, die dann berechnet wird, wenn der Betriebsparameter des Motors zur Referenzbedingung wird, und wobei die Korrektur mindestens den tatsächlichen Motoransaugdruck und/oder die tatsächliche Motordrehzahl betrifft, der Restgasmenge des Motors gleichgesetzt wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Ansaugluftmenge des Motors basierend auf dem Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils berechnet wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Luftansaugmenge des Motors basierend auf einem Erfassungswertes eines Sensors zum Erfassen der Ansaugluftmenge berechnet wird.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche die Gesamtöffnungsfläche des Ansaugventils und des Ausstoßventils ist.
Verfahren zum Abschätzen einer Restgasmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche eine Öffnungsfläche des Ansaugventils ist.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor mit variablem Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, und die weiterhin umfasst: – eine Einheit zum Erfassen einer Betriebsbedingung des Motors, – eine Einheit zum Messen einer tatsächliche Luftmenge des Motors, – eine Einheit zum Erfassen des Ventilbetriebsparameter, der vom variablen Ventilmechanismus variiert wird, und – eine Steuereinheit, die einen Zielventilbetriebsparameter gemäß den Betriebsbedingungen des Motors einstellt, und den variablen Ventilmechanismus so steuert, dass der Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils den Zielventilbetriebsparameter erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – eine Zielansaugluftmenge, die einem Zieldrehmoment entspricht, basierend auf dem Betriebszustand des Motors einstellt, – eine Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf dem erfassten Ventilbetriebsparameter berechnet, – eine Restgasmenge des Motors basierend auf der berechneten Ventilöffnungsfläche und der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet, und – den Zielbetriebsparameter basierend auf der Zielansaugluftmenge und der Restgasmenge des Motors einstellt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – ein Zielvolumenflussverhältnis im Ansaugventil durch Division der Ansaugluftmenge des Motors durch die Motordrehzahl und das Gesamtzylindervolumen berechnet, – das Zielvolumenflussverhältnis gemäß der Restgasmenge des Motors korrigiert, und – den Zielventilbetriebsparameter auf das korrigierte Zielvolumenflussverhältnis einstellt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf einem Öffnungstiming und einem Ventilhub des Ansaugventils berechnet.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – eine Basisrestgasmenge basierend auf der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet, – eine Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet und – das Ergebnis, das sich durch Addition der berechneten Spit-backgasmenge zur Ventilüberdeckungszeit mit der Basisrestgasmenge ergibt, der Restgasmenge des Motors gleichsetzt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet, wenn die Abschlußzeit eines Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichsetzt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird und der Ventilhub des Ausstoßventils zum Referenzventilhub wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming und dem tatsächlichen Ventilhub des Ausstoßventils ergibt, der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gleichsetzt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit – eine Restgasmenge basierend auf der tatsächlichen Luftansaugmenge be rechnet, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Restgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, der Basisrestgasmenge gleichsetzt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Erfassen einer Betriebsbedingung einschließlich eines Motoransaugdrucks und einer Motordrehzahl, wobei die Steuereinheit das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der Restgasmenge gemäß mindestens einem der Parameter tatsächlicher Motoransaugdruck und tatsächliche Motordrehzahl ergibt, wenn die Betriebsbedingung des Motors zur Referenzbedingung wird, der Restgasmenge des Motors gleichsetzt.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge die tatsächliche Ansaugluftmenge des Motors basierend auf dem Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils berechnet.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zum Messen der tatsächlichen Ansaugluftmenge einen Sensor zum Erfassen der Ansaugluftmenge umfasst, und die tatsächliche Luftansaugmenge des Motors basierend auf dem erfassten Wert des Sensors zum Erfassen der Ansaugluftmenge berechnet.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche einer Gesamtöffnungsfläche des Ansaugventils und des Ausstoßventils entspricht.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge in einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche eine Öffnungsfläche des Ansaugventils ist.
Vorrichtung zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors, mit einem variablen Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, die weiterhin umfasst: – ein Mittel zum Erfassen eines Betriebszustandes des Motors, – ein Mittel zum Messen einer tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors, – ein Mittel zum Erfassen eines Ventilbetriebsparameters, welcher durch den variablen Ventilmechanismus variiert wird; und – ein Mittel zum Steuern des variablen Ventilmechanismus, so dass der Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils den Zielentilberiebsparameter errecht, gekennzeichnet durch – ein Mittel zum Einstellen einer Zielansaugluftmenge die einem Zieldrehmoment entspricht, basierend auf der Betriebsbedingung des Motors, – ein Mittel zum Berechnen einer Ventilöffnungsfläche in einer Ventilüberdeckungszeit basierend auf dem Ventilbetriebsparameter, der durch den variablen Ventilmechanismus variiert wird, und zum Berechnen einer Restgasmenge des Motors basierend auf der berechneten Ventilöffnungsfläche und der tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors; und – ein Mittel zum Einstellen eines Zielwertes für den Ventilbetriebsparameter basierend auf der Zielansaugluftmenge und der Restmenge des Motors.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit einem variablen Ventilmechanismus, der mindestens einen Betriebsparameter eines Ansaugventils variiert, wobei – der variable Ventilmechanismus so gesteuert wird, dass der Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils den Zielventilbetriebsparameter erreicht; dadurch gekennzeichnet, dass – eine Zielansaugluftmenge, die einem Zieldrehmoment entspricht, basierend auf einem Betriebszustand des Motors eingestellt wird; – eine Ventilöffnungsfläche zu einer Ventilüberdeckungszeit basierend auf dem Ventilbetriebsparameter, der von dem variablen Ventilmechanismus variiert wird, berechnet wird, – eine Restgasmenge des Motors basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit und einer tatsächlichen Ansaugluftmenge des Motors berechnet wird, und – ein Zielventilbetriebsparameter basierend auf der Zielansaugluftmenge und der Restgasmenge des Motors eingestellt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Zielvolumenflussverhältnis im Ansaugventil durch Teilen der Zielansaugluftmenge durch eine Motordrehzahl und einem Gesamtzylindervolumen berechnet wird, – das Zielvolumenflussverhältnis gemäß der Restgasmenge des Motors korrigiert wird, und – der Zielventilbetriebsparameter basierend auf dem korrigierten Volumenflussverhältnis eingestellt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf einem Öffnungstiming und einem Ventilhub des Ansaugventils berechnet wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Basisrestgasmenge basierend auf der tatsächlichen Luftansaugmenge des Motors berechnet wird, – eine Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, und – das Ergebnis, das sich durch Addition der berechneten Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit mit der Basisrestgasmenge ergibt, gleich der Restgasmenge des Motors gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, wenn ein Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, gleich der Spitbackgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Spit-backgasmenge basierend auf der Ventilöffnungsfläche in der Ventilüberdeckungszeit berechnet wird, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird und ein Ventilhub des Ausstoßventils zum Referenzventilhub wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Spit-backgasmenge gemäß dem tatsächlichen Schließtiming und dem tatsächlichen Ventil hub des Ausstoßventils ergibt, gleich der Spit-backgasmenge in der Ventilüberdeckungszeit gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Restgasmenge basierend auf der tatsächlichen Luftansaugmenge des Motors berechnet wird, wenn das Schließtiming des Ausstoßventils zum Referenztiming wird, und – das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der berechneten Restgasmenge gemäß des tatsächlichen Schließtiming des Ausstoßventils ergibt, gleich der Basisrestgasmenge gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis, das sich durch Korrigieren der Restgasmenge gemäß mindestens einem der Parameter tatsächlicher Motoransaugdruck und tatsächliche Motordrehzahl ergibt, wenn die Betriebsbedingung des Motors zur Referenzbedingung wird, gleich der Restgasmenge des Motors gesetzt wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Ansaugluftmenge des Motors basierend auf dem Ventilbetriebsparameter des Ansaugventils berechnet wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Ansaugluftmenge des Motors basierend auf einem von einem Ansaugluftmengenerfassungssensor erfassten Wert berechnet wird.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche der Gesamtöffnungsfläche des Ansaugventils und des Ausstoßventils entspricht.
Verfahren zum Steuern einer Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsfläche eine Öffnungsfläche des Ansaugventils ist.