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HINTERGRUD DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine mit einer
Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung und ein Verfahren zum
Berechnen einer Einlassmenge in diesen Motor.
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Die
japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Nr. JP-2001-159323 offenbart
eine Ventilauslösevorrichtung,
die zum Anheben von Einlassventilen bereitgestellt ist und in der
Lage ist, das Öffnungsausmaß (den maximalen
Ventilhub und den Arbeitswinkel) der Einlassventile zu variieren
(im Folgenden wird diese Vorrichtung als „Vorrichtung zur variablen
Ventilauslösung" bezeichnet). In
mit solch einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung ausgestatteten
Motoren wird die Menge der in die Verbrennungskammern genommenen
Luft (Einlassluftmenge) durch das Steuern des Öffnungsausmaßes der
Einlassventile gesteuert.
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Für die Steuerung
der Einlassluftmenge durch die Steuerung des Öffnungsausmaßes der
Einlassventile wird die Erfassung der Einlassluftmenge über einen
Einlassmengensensor oder ähnliches durchgeführt. Jedoch
stimmt bei einigen Betriebszuständen
des Motors die durch den Einlassmengensensor erfasste Einlassluftmenge
wegen der Luftschwingung, die der Ansaugung in die Verbrennungskammern
vorangeht, oder wegen einer Reaktionsverzögerung des Einlassmengensensors
nicht mit der tatsächlichen
Einlassluftmenge überein.
Deswegen wird bei der in der zuvor erwähnten Patentschrift beschriebenen
Technik die Einlassluftmenge durch eine Berechnung bestimmt, die
von der Schließzeit
der Einlassventile und der Motordrehzahl ausgeht.
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Auf
diese Weise kann bei dem Fall, bei dem die Einlassluftmenge durch
das Steuern der Öffnung der
Einlassventile gesteuert wird, die durch den Einlassmengensensor
erfasste Einlassluftmenge oder ähnliches
abhängig
von dem Motorbetriebszustand von der tatsächlichen Einlassluftmenge abweichen. Um
nämlich
die Einlassluftmenge bei dem Fall, bei dem die Einlassluftmenge
durch die Steuerung des Öffnungsausmaßes des
Einlassventils gesteuert wird, genau zu erfassen, ist es erforderlich,
die Einlassluftmenge durch eine andere Maßnahme als die Erfassung über einen
Sensor wie zum Beispiel einen Einlassmengensensor oder ähnliches
zu erfassen.
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Aus
der
DE 101 57 659
A1 ist eine Einlassventil-Zeitsteuerung für nockenlose Mehrventilmotoren
bekannt, bei der zwei Einlassventile durch elektromagnetische Stellglieder
unabhängig
voneinander betätigt
und von einer Motorsteuereinheit aktiviert werden. In jedem Zylinder
des Motors ist ein Tumble-Einlassventil und ein bekanntes Einlassventil vorgesehen.
Die Ventilelemente werden individuell geöffnet und geschlossen, um ein
gewünschtes
Luftstrommuster in der Brennkammer zu erzielen. Dies führt zu einer
Optimierung der Verbrennung und damit zu einer Steigerung der Kraftstoffausnutzung
und einer Reduktion unerwünschter
Emissionen. Das Öffnen
und Schließen
erfolgt in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl, der Motorlast und anderen Faktoren.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit
einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung, die eine verbesserte
Vorrichtung zum genauen Erfassen der Einlassluftmenge aufweist und
ein Verfahren zum genauen Erfassen der Einlassluftmenge bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch
1 bzw. durch Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß, stellt
ein erster Gesichtspunkt der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine
mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung bereit, die bereitgestellt
ist, ein Einlassventil zu heben und in der Lage ist, ein Öffnungsausmaß des Einlassventils
zu variieren. Die Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung ist
angepasst: einen ersten, bestimmten Wert einer Einlassluftmenge
aus einem einen Motorbetriebszustand betreffenden Parameter zu einem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils zu berechnen; einen zweiten, bestimmten Wert
der Ansaugluftmenge aus einem einen Motorbetriebszustand betreffenden
Parameter zu einem Schließungszeitpunkt
des Einlassventils zu berechnen; und ausgehend von dem ersten, bestimmten
Wert und dem zweiten, bestimmten Wert eine tatsächliche Einlassluftmenge zu
berechnen. Das zuvor erwähnte Öffnungsausmaß des Einlassventils
entspricht in den unten beschriebenen Ausführungsformen dem maximalen
Ausmaß der
Anhebung des Einlassventils oder dem Arbeitswinkel des Einlassventils
oder beiden.
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Ein
zweiter Gesichtspunkt der Erfindung stellt eine Verbrennungskraftmaschine
mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung bereit, die bereitgestellt
ist, ein Einlassventil zu heben und in der Lage ist, ein Öffnungsausmaß des Einlassventils
zu variieren. Die Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung ist
angepasst: einen ersten, bestimmten Wert einer Einlassluftmenge
aus einem einen Motorbetriebszustand betreffenden Parameter zu einer Öffnungszeit
des Einlassventils zu berechnen; einen zweiten, bestimmten Wert
der Einlassluftmenge aus einem den Motorbetriebszustand betreffenden
Parameter bei einer Zeit des Schließens des Einlassventils zu
berechnen; einen Bewertungsfaktor zu berechnen, der eine Gewichtung
der bestimmten Einlassluftmengenwerte auf die tatsächliche
Einlassluftmenge berechnet; und ausgehend von dem ersten, bestimmten
Wert, dem zweiten, bestimmten Wert und dem Bewertungsfaktor die
tatsächliche
Einlassluftmenge zu berechnen.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung
zur variablen Ventilauslösung
den Bewertungsfaktor berechnet, wobei ein Vorgang der Veränderung
der den Motorbetriebszustand betreffende Parameter während eines
Zeitraums von der Öffnungszeit
des Einlassventils zu der Schließzeit des Einlassventils berücksichtigt
wird.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung kann der den Motorbetriebszustand betreffende
Parameter ein Änderungsausmaß eines
Arbeitswinkels des Einlassventils sein.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung kann der den Motorbetriebszustand betreffende
Parameter eine Änderung
eines maximalen Einlassventilhubs sein.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung kann der den Motorbetriebszustand betreffende
Parameter ein Änderungsausmaß der Schließzeit des
Einlassventils sein.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung kann der den Motorbetriebszustand betreffende
Parameter eine Änderung
im Einlassdruck sein.
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Ein
dritter Gesichtspunkt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Berechnen
der Einlassmenge für eine
Verbrennungskraftmaschine mit einem Einlassventil und einer Vorrichtung
zur variablen Ventilauslösung
bereit, die in der Lage ist, den Hub des Einlassventils variabel
zu steuern, um so ein Öffnungsausmaß des Einlassventils
zu ändern.
Dieses Verfahren hat umfasst die Schritte: Berechnen eines ersten,
bestimmten Wertes einer Einlassluftmenge aus einem einen Motorbetriebszustand
betreffenden Parameter zu einem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils; Berechnen eines zweiten, bestimmten Wertes der
Einlassluftmenge aus einem den Motorbetriebszustand betreffenden
Parameter zu einem Schließzeitpunkt des
Einlassventils; und Berechnen einer tatsächlichen Einlassluftmenge ausgehend
von dem ersten, bestimmten Wert und dem zweiten, bestimmten Wert.
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Ein
vierter Gesichtspunkt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Berechnen
der Einlassmenge für eine
Verbrennungskraftmaschine mit einem Einlassventil und einer Vorrichtung
zur variablen Ventilauslösung
bereit, die in der Lage ist, den Hub des Einlassventils variabel
zu steuern, um so ein Öffnungsausmaß des Einlassventils
zu ändern.
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Das
Verfahren umfasst die Schritte: Berechnen eines ersten, bestimmten
Einlassluftmengenwertes aus einem einen Motorbetriebszustand betreffenden
Parameter zu einem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils; Berechnen eines zweiten, bestimmten Einlassluftmengenwertes
aus einem den Motorbetriebszustand betreffenden Parameter zu einem Schließzeitpunkt
des Einlassventils; Berechnen eines Bewertungsfaktors, der eine
Gewichtung der bestimmten Einlassluftmengenwerte auf die tatsächliche
Einlassluftmenge berechnet; und berechnen der tatsächlichen
Einlassluftmenge ausgehend von dem ersten, bestimmten Wert, dem
zweiten, bestimmten Wert und dem Bewertungsfaktor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorangehenden und/oder weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen
verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, offensichtlicher
werden, und worin:
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1 ein
Diagramm ist, das eine mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung ausgestattete
Verbrennungskraftmaschine gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Diagramm ist, das die Hebekurven eines Einlassventils zeigt, die
durch die Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung der Ausführungsform erreichbar
sind;
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3 ein
Diagramm ist, das die Übergänge des
Einlassdruckes und anderer Größen zeigt,
die auftreten, wenn das Einlassventil in Übereinstimmung mit der kleinsten
Hebekurve gehoben wird;
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4 ein
Diagramm ist, das die Übergänge des
Einlassdruckes und anderer Größen zeigt,
die auftreten, wenn das Einlassventil in Übereinstimmung mit der größten Hebekurve
gehoben wird;
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5 ein
Diagramm ist, das die Übergänge des
Einlassdruckes und anderer Größen zeigt,
die auftreten, wenn die Hebekurve des Einlassventils von der höchsten Hebekurve
zu der kleinsten Hebekurve geändert
wird;
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6 ein
Diagramm ist, das die Übergänge des
Einlassdruckes und anderer Größen zeigt,
die auftreten, wenn die Hebekurve des Einlassventils von der kleinsten
Hebekurve zu der größten Hebekurve
geändert
wird;
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7A ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zeigt, um einen Bewertungsfaktor
mit Bezug auf die Mengenänderung
des Arbeitswinkels während
eines Einlasstaktes zu berechnen, und 7B ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zeigt, um einen Bewertungsfaktor
mit Bezug auf das Änderungsausmaß bei dem
maximalen Hub des Einlassventils während eines Einlasstaktes zu
berechnen;
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8A ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zeigt, um einen Bewertungsfaktor
mit Bezug auf das Änderungsausmaß der Schließzeit des
Einlassventils während
eines Einlasstaktes zu berechnen, und
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8B ein
Diagramm ist, das eine Beziehung zeigt, um einen Bewertungsfaktor
mit Bezug auf das Änderungsausmaß des Einlassdruckes
in einem Einlasstakt zu berechnen; und
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9 ein
Flussdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine der Einlassluftmenge
in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
im Detail beschrieben. 1 zeigt eine mit einer Vorrichtung
zur variablen Ventilauslösung
ausgestattete Verbrennungskraftmaschine in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
ist die Verbrennungskraftmaschine ein Motor der Funkenzündbauart.
Jedoch kann die Verbrennungskraftmaschine ebenfalls ein Dieselmotor
einer Verdichtungszündungsbauart
sein.
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1 zeigt
einen Zylinderblock 1, einen Zylinderkopf 2, einen
Kolben 3, eine Verbrennungskammer 4, ein Treibstoffeinspritzventil 5,
ein Einlassventil 6, eine Einlassöffnung 7, ein Einlassrohr 8,
ein Auslassventil 9, eine Auslassöffnung 10, ein Auslassrohr 11 und
einen Luftreiniger 12. Das Einlassrohr 8 ist mit einem
Ausgleichsbehälter 13 bereitgestellt.
Das Einlassrohr 8 weist ebenfalls ein Drosselventil 14 zum Beschränken des
Fließdurchtrittes
des Einlassrohres 8 auf. Normalerweise wird das Drosselventil 14 vollständig offengehalten.
Ein Schrittmotor 15 ist mit dem Drosselventil 14 so
verbunden, dass das Drosselventil 14 durch den Schrittmotor 15 angetrieben
wird.
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Eine
Ventilauslösungsvorrichtung 16 ist
so mit dem Einlassventil 6 verbunden, um das Ventil zu heben.
Die Ventilauslösungsvorrichtung 16 ist
eine Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung, die in der Lage ist,
das Öffnungsausmaß des Einlassventils 6 zu
variieren (das heißt
die maximale Hubmenge des Einlassventils 6 und den Arbeitswinkel
entsprechend zu der Ventilöffnungsdauer
des Einlassventils 6), wie in 2 bezeichnet
ist. In 2 bezeichnet die vertikale Achse
den Ventilhub L und die horizontale Achse bezeichnet den Kurbelwinkel
CA. Eine Kurve SC ist eine Hebekurve des Einlassventils 6,
bei der der maximale Ventilhub am kleinsten ist (im Folgenden als „kleinste
Hebekurve" bezeichnet).
Eine Kurve LC ist eine Hebekurve des Einlassventils 6,
bei der der maximale Ventilhub am größten ist (im Folgenden als „größte Hebekurve" bezeichnet). Die
Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung 16 ist in der
Lage, fortlaufend die Ventilhebekurve zwischen der kleinsten Hebekurve
SC und der größten Hebekurve
LC zu ändern.
Wenn die Hebekurve in der Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung 16 geändert wird, ändern sich
entsprechend die Ventilöffnungszeit
und die Ventilschließzeit
des Einlassventils 6.
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3 bezeichnet
die Übergänge des
Druckes Pi in dem Einlassrohr 8 (Einlassdruck), den Druck
Pc in der Verbrennungskammer 4 (Druck im Zylinder), und
die Luftmenge Ga, die in die Verbrennungskammer 4 (Einlassmenge)
genommen wird, die auftreten, wenn das Einlassventil 6 in Übereinstimmung
mit der kleinsten Hebekurve SC gehoben wird. In 3 bezeichnet
die horizontale Achse den Kurbelwinkel CA. Bei dem in 3 gezeigten
Beispiel wird das Einlassventil 6 zu einer Zeit geöffnet, die
dem oberen Auslass-Totpunkt TDC direkt folgt, und dann steigt der
Ventilhub allmählich
an. Während dieses
Vorgangs bleibt der Einlassdruck Pi im Wesentlichen bei einem festen
Wert (zum Beispiel einem Wert in der Nähe des Umgebungsdruckes), und der
Druck im Zylinder Pc sinkt allmählich.
Die Einlassmenge Ga sinkt während
dieses Vorgangs allmählich.
Bei dem in 3 bezeichneten Beispiel wird das
Einlassventil 6 zu einer Zeit gut vor dem unteren Einlass-Totpunkt
PDC geschlossen.
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4 bezeichnet Übergänge des
Einlassdruckes Pi, des Drucks im Zylinder PC und der Einlassmenge
Ga, die auftreten, wenn das Einlassventil 6 in Übereinstimmung
mit der größten Hebekurve
LC gehoben wird. In 4 bezeichnet die horizontale Achse
den Kurbelwinkel CA. Bei dem in 4 gezeigten
Beispiel wird das Einlassventil 6 zu einer Zeit direkt
vor dem oberen Auslass-Totpunkt TDC geöffnet, und dann der Ventilhub
allmählich
erhöht.
Während
dieses Vorgangs bleibt der Einlassdruck Pi im Wesentlichen bei einem
festen Wert (zum Beispiel einem Wert des Umgebungsdrucks), und der
Druck im Zylinder Pc bleibt ebenfalls im Wesentlichen bei einem
festen Wert (zum Beispiel einem Wert in der Nähe des Umgebungsdruckes). Die
Einlassmenge Ga steigt während
des Vorgangs allmählich
und erreicht einen Wert über
der Einlassmenge Ga, der zuletzt in dem Beispiel von 3 erreicht
wird. Bei dem in 4 bezeichneten Beispiel wird
das Einlassventil 6 zu einer Zeit nahe dem unteren Einlass-Totpunkt BDC
geschlossen.
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Wie
aus dem Vergleich zwischen dem Beispiel in 3 und dem
Beispiel in 4 offensichtlich ist, führen verschieden
Hebekurven die zum Heben des Einlassventils verwendet werden, zu
verschiedenen Einlassluftmengen Ga.
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Die
Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung 16 steuert die
Hebekurve des Einlassventils 6 in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl
und dem erforderlichen Moment.
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Insbesondere
wenn die Motordrehzahl steigt, verschiebt die Vorrichtung zur variablen
Ventilauslösung
die Hebekurve des Einlassventils 6 zu der größten Hebekurve
und erhöht
deswegen das Öffnungsausmaß des Einlassventils 6,
um die Einlassluftmenge zu erhöhen.
Für höhere erforderliche
Momente hebt die Vorrichtung 16 die Hebekurve des Einlassventils 6 zu
der größten Hebekurve,
und erhöht
deswegen das Öffnungsausmaß des Einlassventils 6,
um die Einlassluftmenge zu erhöhen.
Bei der Erfindung wird die aus dem Treibstoffeinspritzventil 5 eingespritzte
Treibstoffmenge (Treibstoffeinspritzmenge) in Übereinstimmung mit der Einlassluftmenge
gesteuert, so dass das Treibstoff-Luftverhältnis des Gemisches in der
Verbrennungskammer 4 ein gewünschtes Treibstoff-Luftverhältnis erreicht.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die Treibstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit der Einlassluftmenge
gesteuert, wie oben ausgeführt
ist. Deswegen ist es erforderlich, die Einlassluftmenge genau zu
erfassen, um das Treibstoff-Luftverhältnis des Gemisches in der
Brennkammer 4 zuverlässig auf
ein gewünschtes
Treibstoff-Luftverhältnis
anzupassen. Es ist wünschenswert,
ein Verfahren einzusetzen, bei dem die Einlassluftmenge durch eine
Berechnung bestimmt wird, die von dem Ausmaß der Hebung des Einlassventils 6 und
anderen, den Motorbetrieb betreffenden Parametern berechnet wird. Jedoch
kann dieses Verfahren nicht immer eine genaue Bestimmung der tatsächlichen
Einlassluftmenge bereitstellen, zum Beispiel bei dem Fall, bei dem die
Ventilhebekurve geändert
wird, wie aus 5 oder 6 ersichtlich
ist.
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5 zeigt
einen Beispielfall, bei dem das verlangte Moment während dem
Einlasstakt verringert wird, und die Hebekurve des Einlassventils 6 von der
größten Hebekurve
zu der kleinsten Hebekurve geändert
wird. Bei diesem Beispiel wird die Hebekurve des Einlassventils 6 zum
Zeitpunkt der Öffnung des
Einlassventils 6 auf die größte Hebekurve gesetzt; deswegen
wird das Einlassventil 6 während einer Anfangsphase des
Ventilhubs in Übereinstimmung
mit der größten Hebekurve
LC gehoben. Dann bei einem Zwischenpunkt des Einlasstaktes wird
das erforderliche Moment klein, so dass die Hebekurve des Einlassventils 6 von
der größten Hebekurve
LC zu der kleinsten Hebekurve SC geändert wird. Es wird nämlich die
Hebekurve des Einlassventils 6 allmählich zu der kleinsten Hebekurve
SC geändert, und
während
einer Endphase wird das Heben des Einlassventils 6 in Übereinstimmung
mit der kleinsten Hebekurve SC durchgeführt. Deswegen wird das Einlassventil 6 bei
diesem Beispiel in Übereinstimmung
mit einer Hebekurve gehoben, die in 5 mit einer
durchgehende Linie gezeigt ist.
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6 zeigt
einen Beispielfall, bei dem während
des Einlasstaktes das erforderliche Moment erhöht wird, und die Hebekurve
des Einlassventils 6 von der kleinsten Hebekurve zu der
größten Hebekurve
geändert
wird. Bei diesem Beispiel wird die Hebekurve des Einlassventils 6 zum
Zeitpunkt der Öffnung
des Einlassventils 6 auf die kleinste Hebekurve gesetzt;
deswegen wird während
einer Anfangsphase des Ventilhubs das Einlassventil 6 in Übereinstimmung
mit der kleinsten Hebekurve SC gehoben. Dann, bei einem Zwischenpunkt
des Einlasstaktes, wird das erforderliche Moment groß, so dass
die Hebekurve von dem Einlassventil 6 von der kleinsten Hebekurve
SC auf die größte Hebekurve
LC geändert
wird. Die Hebekurve des Einlassventils 6 wird nämlich allmählich zu
der größten Hebekurve
LC geändert,
wobei während
einer Endphase die Hebung des Einlassventils 6 in Übereinstimmung
mit der größten Hebekurve
LC durchgeführt
wird. Deswegen wird bei diesem Beispiel das Einlassventil 6 in Übereinstimmung
mit einer Hebekurve gehoben, die durch eine durchgehende Linie in 6 bezeichnet ist.
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Falls
die Hebekurve (das Öffnungsausmaß) des Einlassventils 6 geändert wird,
wie in den 5 und 6 bezeichnet
ist, ergibt die Berechnung der Einlassmenge aus der Hebekurve zu
dem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils 6 keine wahre Einlassmenge. Eine wahre
Einlassluftmenge kann durch den Einsatz eines Verfahrens berechnet
werden, bei dem eine präzise
Hebekurve (Öffnungsausmaß) des Einlassventils 6 bestimmt
und dann für
die Berechnung verwendet wird. Dieses Verfahren ist jedoch sehr
kompliziert.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird deswegen, wenn das Einlassventil 6 geöffnet wird,
die Einlassluftmenge, von der erwartet wird während des vorliegenden Einlasstaktes
in die Verbrennungskammer 4 einzutreten, als ein erster
bestimmter Wert ausgehend von zumindest einem der Parameter berechnet, die
sich auf den vorliegenden Motorbetriebszustand beziehen (im Folgenden
als „Motorbetriebsparameter" bezeichnet, nämlich das
vorliegend eingestellte Öffnungsausmaß des Einlassventils 6 (das
heißt
dem maximalen Hub des Einlassventils 6, oder dem Arbeitswinkel
des Einlassventils 6, oder beiden), der Öffnungszeit
des Einlassventils 6, dem vorliegenden Einlassdruck und
der vorliegenden Motordrehzahl.
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Wenn
dann das Einlassventil 6 geschlossen wird, wird die Einlassluftmenge,
die betrachtet wird, während
des vorliegenden Ansaugtakts die Verbrennungskammer 4 betreten
zu haben, ausgehend von zumindest einem der vorliegenden Motorbetriebsparameter
als ein zweiter, bestimmter Wert berechnet, nämlich aus dem vorliegenden
eingestellten Öffnungsausmaß des Einlassventils 6 (das
heißt
dem maximalen Hub des Einlassventils 6 oder dem Arbeitswinkel
des Einlassventils 6, oder beiden), der Schließzeit des
Einlassventils 6, dem vorliegenden Einlassdruck und dem
vorliegenden Motorbetriebszustand.
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Danach
wird ein Bewertungsfaktor, der den Wirkungsgrad (Gewichtung) der
zwei bestimmten Werte der tatsächlichen
Einlassluftmenge bezeichnet, ausgehend von der Differenz zwischen
dem Motorbetriebsparameter zu der Öffnungszeit des Einlassventils 6 und
dem Motorbetriebsparameter zu der Schließzeit des Einlassventils 6 durch
die in den 7 und 8 gezeigten
Beziehungen berechnet, nämlich
das Änderungsausmaß des Motorbetriebsparameters.
Ausgehend von dem Bewertungsfaktor, dem ersten, bestimmten Wert
und dem zweiten, bestimmten Wert, wird die tatsächliche Einlassluftmenge gemäß der Gleichung: Ga = Gao + (Gac – Gao) × Kberechnet, wobei Ga
die tatsächliche
Einlassluftmenge, Gao der erste, bestimmte Wert und Gac der zweite,
bestimmte Wert und K der Bewertungsfaktor ist. Gemäß der Erfindung
wird der Bewertungsfaktor K berechnet, wobei der Vorgang der Änderung
der Motorbetriebsparameter während
dem Zeitraum von der Öffnungszeit
des Einlassventils 6 zu der Schließzeit des Einlassventils 6 berücksichtigt
wird. Bei dieser Ausführungsform
ist der Bewertungsfaktor K ein Mittelwert aus vier Bewertungsfaktoren
K1 bis K4, die aus den 7 und 8 bestimmt wurden.
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Deswegen
kann die tatsächliche
Einlassluftmenge gemäß dieser
Ausführungsform
genau erfasst werden, sogar wenn die Hebekurve des Einlassventils 6 während des
Einlasstakts geändert wird.
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7A bezeichnet
eine Beziehung zwischen dem Änderungsausmaß ΔA des Arbeitswinkels
des Einlassventils 6 und dem Bewertungsfaktor K1. Wie aus 7A ersichtlich
ist, ist der Bewertungsfaktor K10, wenn das Änderungsausmaß ΔA des Arbeitswinkels
Null ist, nämlich
wenn sich der Arbeitswinkel überhaupt
nicht ändert.
In diesem Fall ist die Einlassluftmenge Ga gleich dem ersten, bestimmten
Wert Gao, der aus dem Motorbetriebsparameter zu der Zeit der Öffnung des
Einlassventils 6 bestimmt wurde, wie aus der zuvor erwähnten Gleichung
verstanden werden kann. Wenn das Änderungsausmaß ΔA des Arbeitswinkels
ansteigt, steigt der Bewertungsfaktor K1 an. In diesem Fall nähert sich
die Einlassluftmenge Ga dem zweiten, bestimmten Wert Gac, der aus
dem Motorbetriebsparameter bestimmt wurde, der zu der Zeit der Schließung des Einlassventils 6 auftritt,
wie aus der zuvor erwähnten Gleichung
verstanden werden kann.
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7B bezeichnet
eine Beziehung zwischen dem Änderungsausmaß ΔL des maximalen Hubs
des Einlassventils 6 und dem Bewertungsfaktor K2. Wie aus 7B ersichtlich
ist, ist der Bewertungsfaktor K2 Null, wenn das Änderungsausmaß ΔL des maximalen
Ventilhubs Null ist, nämlich
wenn sich der maximale Ventilhub überhaupt nicht ändert. In diesem
Fall ist die Einlassluftmenge Ga gleich dem ersten, bestimmten Wert
Gao, wie aus der zuvor erwähnten
Gleichung verstanden werden kann. Wenn das Änderungsausmaß ΔL des maximalen
Ventilhubs ansteigt, steigt der Bewertungsfaktor K2 an. In diesem
Fall nähert
sich die Einlassluftmenge Ga dem zweiten, bestimmten Wert Gac, wie
aus der zuvor erwähnten
Gleichung verstanden werden kann.
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8A bezeichnet
ein Verhältnis
zwischen dem Änderungsausmaß ΔT der Ventilschließzeit des Einlassventils 6 und
dem Bewertungsfaktor K3. Wie aus 8A ersichtlich
ist, ist der Bewertungsfaktor K3 Null, wenn das Änderungsausmaß ΔT der Ventilschließzeit Null
ist, nämlich
wenn sich die Ventilschließzeit überhaupt
nicht ändert.
In diesem Fall ist die Einlassluftmenge Ga gleich dem ersten, bestimmten
Wert Gao, wie aus der zuvor erwähnten Gleichung
verstanden werden kann. Wenn das Änderungsausmaß ΔT der Ventilschließzeit ansteigt, steigt
der Bewertungsfaktor K3. In diesem Fall nähert sich die Einlassluftmenge
Ga dem zweiten, bestimmten Wert Gac, wie aus der zuvor erwähnten Gleichung
verstanden werden kann.
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8B bezeichnet
ein Verhältnis
zwischen dem Änderungsausmaß ΔPi des Einlassdrucks
und dem Bewertungsfaktor K4. Wie aus 8B ersichtlich
ist, ist der Bewertungsfaktor K4 Null, wenn das Änderungsausmaß ΔPi des Einlassdrucks
Null ist, nämlich
wenn sich der Einlassdruck überhaupt
nicht ändert.
In diesem Fall ist die Einlassluftmenge Ga gleich dem ersten, bestimmten
Wert Gao, wie aus der zuvor erwähnten
Gleichung verstanden werden kann. Wenn das Änderungsausmaß ΔPi des Einlassdrucks
ansteigt, erhöht
sich der Bewertungsfaktor K4. In diesem Fall nähert sich die Einlassluftmenge Ga
dem zweiten, bestimmten Wert Gac, wie aus der zuvor erwähnten Gleichung
verstanden werden kann.
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Es
ist also möglich,
den Bewertungsfaktor K aus zumindest drei der vier Bewertungsfaktoren
K1 bis K4 zu berechnen, die aus den 7 und 8 berechnet wurden.
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9 ist
ein Flussdiagramm und zeigt eine Routine zum Berechnen der Einlassluftmenge
in Übereinstimmung
mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Bei der in 9 dargestellten Routine wird
zuerst in Schritt 10 bestimmt, ob ein Motorstartflag Fs
gesetzt wurde (Fs = 1). Das Motorstartflag wird gesetzt, wenn die
Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, und wird nach dem Verstreichen
einer vorbestimmten Zeit, die auf den Motorstart folgt, auf Null
gesetzt.
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Wenn
in Schritt 10 bestimmt wird, dass Fs = 0 ist, endet die
Routine. Wenn im Gegensatz in Schritt 10 bestimmt wird,
dass Fs = 1 ist, schreitet die Routine zu Schritt 11 voran,
bei dem der erste, bestimmte Wert Gao, nämlich die Einlassluftmenge, von
der erwartet wird während
dem vorliegenden Einlasstank in die Verbrennungskammer 4 zu
treten, ausgehend von dem Motorbetriebsparameter berechnet wird,
der zu dem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils 6 auftritt.
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Folglich
wird in Schritt 12 der zweite bestimmte Wert Gac, nämlich die
Einlassluftmenge, die betrachtet wird, die Verbrennungskammer 4 während dem
vorliegenden Einlasstakt betreten zu haben, ausgehend von dem Motorbetriebsparameter
berechnet, der zu dem Schließzeitpunkt
des Einlassventils 6 auftritt. Folgend wird in Schritt 13 der
Bewertungsfaktor K berechnet. Dann wird in Schritt 14 die tatsächliche
Einlassluftmenge wie in der zuvor erwähnten Gleichung: Ga = Gao +
(Gac – Gao) × K berechnet.
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Gemäß der Erfindung
wird die tatsächliche Einlassluftmenge
durch die oben beschriebene Technik berechnet, es wird nämlich die
tatsächliche
Einlassluftmenge aus der Einlassluftmenge, die zu dem Öffnungszeitpunkt
des Einlassventils bestimmt wurde, und einer Einlassluftmenge, die
zu dem Schließzeitpunkt
des Einlassventils bestimmt wurde, berechnet. Deswegen kann die
tatsächliche
Einlassluftmenge genau erfasst werden, sogar wenn sich die Hubcharakteristik
eines Einlassventils während
dem Einlasstakt ändert.
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Eine
Verbrennungskraftmaschine weist eine Vorrichtung zur variablen Ventilauslösung (16)
zum Heben eines Einlassventils (6) auf. Die Vorrichtung (16)
ist in der Lage das Öffnungsausmaß des Einlassventils
zu ändern.
Der Motor ist angepasst, einen ersten, bestimmten Wert Gao der Einlassluftmenge aus
einem den Motorbetriebszustand betreffenden Parameter zum Zeitpunkt
der Öffnung
des Einlassventils (6) zu berechnen; einen zweiten, bestimmten Wert
Gac der Einlassluftmenge der aus einem den Motorbetriebszustand
betreffenden Parameter zum Zeitpunkt des Schließens des Einlassventils (6)
zu berechnen; und eine tatsächliche
Einlassluftmenge Ga aufgrund von dem ersten, bestimmten Wert und dem
zweiten, bestimmten Wert zu berechnen.