DE19844086A1 - Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine hat mindestens einen Zylinder, einen Ansaugtrakt und eine Tankentlüftungseinrichtung, die mit dem Ansaugtrakt kommuniziert. Ein dynamisches Modell der Brennkraftmaschine zum Berechnen des Saugrohrdrucks (p¶S¶) und/oder eines Massenstroms DOLLAR I1 in den Zylinder der Brennkraftmaschine ist vorgesehen. Das Modell hängt ab von mindestens einer einen Massenstrom DOLLAR I2 in einer Tankentlüftungseinrichtung charakterisierenden Größe und zumindest von den Meßgrößen Drehzahl (N) und Öffnungsgrad (alpha¶DK¶) einer Drosselklappe im Ansaugtrakt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, bei der insbesondere die Laststeuerung über die Gaswechselventile erfolgt.

Aus der WO 97/35106 ist eine Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Einrichtung umfaßt ein dyna­ misches Modell des Ansaugtraktes und einer externen Abgas­ rückführung der Brennkraftmaschine, das aus Gleichungen für die Massenstrombilanzen im Ansaugtrakt und der Abgasrückfüh­ reinrichtung und der Durchflußgleichungen idealer Gase an Drosselstellen abgeleitet ist. Eingangsgrößen des dynamischen Modells sind die Meßgrößen Drehzahl und Öffnungsgrad der Drosselklappe.

Die Aufgabe der Erfindung ist es die bekannte Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine so weiterzubilden, daß sie auch für eine Brennkraftmaschine mit einer Laststeuerung über die Gaswechselventile zuverlässig und präzise ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin­ dung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei Brennkraftmaschinen mit einer Laststeuerung durch die Gaswechselventile, also die Ein- und Auslaßventile, erfolgt in weiten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine keine oder nur eine geringe Drosselung der Ansaugluft im Ansaugtrakt. Zum Desorbieren von Kraftstoffdämpfen aus einem Aktivkohle­ filter einer Tanklüftungseinrichtung und Ableiten der Kraft­ stoffdämpfe über ein Tankentlüftungsventil in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine muß jedoch eine Drosselung der Ansaug­ luft in dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine erfolgen. Eine tatsächlich von den Zylindern der Brennkraftmaschine ange­ saugte Gasmasse hängt wesentlich ab von einem Druckgefälle über dem Einlaßventil.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das dynamische Modell der Brennkraftmaschine auch abhängt von einer einen Massenstrom in der Tankentlüftungseinrichtung charakterisie­ renden Größe. So ist auch während des sogenannten Tankentlüf­ tens ein genaues Ermitteln des Saugrohrdrucks gewährleistet und der Massenstrom im Zylinder kann präzise eingestellt wer­ den. Somit kann die Last an der Brennkraftmaschine präzise eingestellt werden und die Emissionen niedrig gehalten wer­ den.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schemati­ schen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Verlauf eines Ventilhubs, aufgetragen über den Kurbelwellenwinkel KW,

Fig. 3 einen weiteren Verlauf eines Ventilhubs, aufgetragen über den Kurbelwellenwinkel KW,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines dynamischen Modells der Brennkraftmaschine.

Eine Brennkraftmaschine (Fig. 1) umfaßt einen Ansaugtrakt 1 mit einem Saugstutzen 10, einem Sammler 11 und einem Einlaß­ kanal 12. Die Brennkraftmaschine umfaßt ferner einen Motor­ block 2, der den Zylinder Z1 und eine Kurbelwelle 23 auf­ weist. Ein Kolben 21 und eine Pleuelstange 22 sind dem Zylin­ der Z1 zugeordnet. Die Pleuelstange 22 ist mit dem Kolben 21 und der Kurbelwelle 23 verbunden. Ein Zylinderkopf 3 ist vor­ gesehen, in dem ein Ventiltrieb angeordnet ist mit mindestens einem Einlaßventil 30 und einem Auslaßventil 31. Jedem der Gaswechselventile, die als Einlaßventil 30 und als Auslaßven­ til 31 ausgebildet sind, ist ein Ventilantrieb 32, 33 zuge­ ordnet. Die Ventilantriebe 32, 33 steuern den Hubbeginn, die Dauer des Hubes und somit das Hubende und ggf. den Hubbetrag des jeweiligen Gaswechselventils. Die Ventilantriebe 32, 33 sind vorzugsweise als elektromechanische Stellantriebe ausge­ bildet mit mindestens einem Elektromagneten, einem Anker mit einer Ankerplatte, die zwischen einer ersten Anlagefläche des Elektromagneten und einer weiteren Anlagefläche beweglich ist und die mit mindestens einem Rückstellmittel einem Feder- Masse-Schwinger bildet. Durch entsprechendes Bestromen öder Nicht-Bestromen einer Spule des Elektromagneten wird das Gas­ wechselventil in eine Offenposition oder eine Schließposition gebracht. Die Ventilantriebe 32, 33 können auch elektrohy­ draulisch oder in einer sonstigen, dem Fachmann bekannten Weise derart ausgebildet sein, daß ein zum Einstellen der Last ausreichendes Ansprechverhalten des Stellantriebs ge­ währleistet ist. In dem Ansaugtrakt 1 ist ein Einspritzventil 15 in dem Einlaßkanal 12 angeordnet. In dem Zylinderkopf 3 ist ferner eine Zündkerze eingebracht. Das Einspritzventil 15 kann alternativ auch derart in dem Zylinderkopf 3 angeordnet sein, daß der Kraftstoff direkt in dem Brennraum des Zylin­ ders Z1 zugemessen wird.

Neben dem Zylinder Z1 umfaßt die Brennkraftmaschine noch wei­ tere Zylinder Z2, Z3 und Z4, denen entsprechend ein Ein- und Auslaßventil, Ventilantriebe, Einspritzventile und Zündkerzen zugeordnet sind.

Ein Abgastrakt 4 mit einem Katalysator 40 und einer Sauer­ stoffsonde ist der Brennkraftmaschine zugeordnet. Ferner ist eine Tankentlüftungseinrichtung vorgesehen mit einem ersten Rohr 51, das über einen Kraftstofftank 52 mit einem Aktivkoh­ lefilter 53, das Kraftstoffdämpfe adsorbiert und desorbiert verbunden. Das Aktivkohlefilter 53 ist über ein zweites Rohr 54 mit dem Sammler 11 verbunden. In dem zweiten Rohr 54 ist ein Tankentlüftungsventil 55 angeordnet, das durch Vorgabe eines Tastverhältnisses TV_TEV angesteuert wird.

Eine Steuereinrichtung 6 ist vorgesehen, der Sensoren zuge­ ordnet sind, die verschiedene Meßgrößen erfassen und jeweils den Meßwert der Meßgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer Meßgröße Stellsignale zum Steuern der Ventilantriebe 32, 33, des Einspritzventils 15, der Zündkerze 34 und des Tankentlüftungsventils 55.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 71, der eine Pedal­ stellung PV des Fahrpedals 7 erfaßt, ein Positionssensor 16, der einen Öffnungsgrad α_DK der Drosselklappe 14 erfaßt, ein Luftmassenmesser 17, der einen Luftmassenstrom _L erfaßt, ein erster Temperatursensor 18, der eine Temperatur T_L1 des von dem Zylinder Z1 angesaugten Gasgemisches erfaßt, ein Kurbel­ wellenwinkel-Geber 24, der einen Kurbelwellenwinkel KW er­ faßt, aus dessen zeitlichen Verlauf in der Steuereinrichtung 6 die Drehzahl N der Kurbelwelle 23 berechnet wird, ein zwei­ ter Temperatursensor 25, der eine Kühlmitteltemperatur T_KUEL erfaßt. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine be­ liebige Untermenge der genannten Sensoren oder auch zusätzli­ che Sensoren vorhanden sein. Der erste Temperatursensor 18 kann beispielsweise auch stromaufwärts der Drosselklappe 14 angeordnet sein.

Die Steuereinrichtung 6 ist vorzugsweise als elektronische Motorsteuerung ausgebildet. Sie kann jedoch auch mehrere Steuergeräte umfassen, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind, so z. B. über ein Bussystem.

Ein physikalisches Modell der Brennkraftmaschine ist in der Steuereinrichtung 6 gespeichert und wird von dieser abgear­ beitet. Ein Saugrohrdruck p_S in dem Ansaugtrakt und ein Gas­ massenstrom _zyl in den Zylinder Z1 werden mittels dieses Mo­ dells berechnet. Das dynamische Modell wird im folgenden er­ läutert. Für den Saugrohrdruck p_S läßt sich folgende Diffe­ rentialgleichung aus der Zustandsgleichung idealer Gase, also der Massenstrombilanz aufstellen:

Dabei bezeichnet R die allgemeine Gaskonstante, V_S das Volu­ men des Ansaugtraktes stromabwärts der Drosselklappe 14, T_L,1 die Temperatur des vom Zylinder angesaugten Gasgemisches, _DK den Luftmassenstrom an der Drosselklappe, _TEV den Mas­ senstrom an dem Tankentlüftungsventil 55, _AGR den aus inter­ ner Abgasrückführung resultierenden Massenstrom und _zyl den Gasmassenstrom in den Zylinder Z1.

Für eine zeitdiskrete Darstellung der Beziehung (F1) wird ein Ansatz nach der Trapezintegration gemacht. Alternativ kann jedoch auch ein beliebiges anderes zeitdiskretes Integrati­ onsverfahren, wie z. B. das Euler-Verfahren, eingesetzt wer­ den. Ein Index i kennzeichnet jeweils den Wert der jeweiligen Größe im aktuellen Berechnungszyklus, ein Index i-1 kenn­ zeichnet jeweils den Wert der jeweiligen Größe aus dem letz­ ten Berechnungszyklus.

Mit dem Ansatz der Trapezintegration ergibt sich für den Saugrohrdruck p_S,i im aktuellen Berechnungszyklus die Bezie­ hung:

wobei _S die zeitliche Ableitung des Saugrohrdrucks ist und t_A die Abtastzeit ist, d. h. die Zeitdauer von einem Beginn eines Berechnungszyklusses bis zum Beginn des nächsten Be­ rechnungszyklusses.

Für die Abtastzeit t_A wird vorzugsweise die Segmentzeit t_SEG vorgegeben, die gegeben ist durch

wobei Z die Zylinderzahl und N die Drehzahl ist.

Die Beziehung (F1) eingesetzt eingesetzt in (F2) ergibt

Der Luftmassenstrom _DK an der Drosselklappe 14 wird aus der Durchflußgleichung idealer Gase durch Drosselstellen abgelei­ tet. Demnach gilt

mit

für unterkritische Druckverhältnisse und

für kritische Druckverhältnisse. Dabei bezeichnet A_DK den Strömungsquerschnitt an der Drosselklappe 14, κ den Adiaba­ ten-Exponenten (κ ist z. B. 1,4), Ψ_DK die Durchflußfunktion für die Drosselklappe, p₀ den Umgebungsdruck und p_q,krit ein kritisches Druckverhältnis zwischen dem Saugrohrdruck p_S und dem Umgebungsdruck p₀ (z. B. p_q,krit = 0,52).

Für den Massenstrom _TEV am Tankentlüftungsventil 55 gilt:

wobei A_TEV der Strömungsquerschnitt am Tankentlüftungsventil 55 ist und TV_TEV das Tastverhältnis am Tankentlüftungsventil 55 ist.

Falls bevorzugt ein elektromechanischer Ventilantrieb 32, 33 eingesetzt wird, so gewährleisten entsprechende Funktionen in der Steuereinrichtung 6, daß Bauteilstreuungen der Ventilan­ triebe 32, 33 mit einer so ausreichenden Güte kompensiert werden, daß der von dem Zylinder Z1 angesaugte Gasmassenstrom _zyl abhängig von einem Soll-Mengenstrom _zyl in den Zylinder Z1 ermittelt werden kann. Demnach ergibt sich die Beziehung

Eine interne Abgasrückführung erfolgt durch entsprechendes Einstellen der Ventilüberschneidung, die definiert ist als der Bereich des Kurbelwellenwinkels KW, in dem sowohl das Einlaßventil 30 als auch das Auslaßventil 31 zumindest einen Teil ihrer Strömungsquerschnitte am Ein- und Auslaßkanals des Zylinders freigeben. Bei interner Abgasrückführung strömt ein Teil des Abgases zurück in den Ansaugtrakt 1 und wird dann im folgenden Ansaugtakt wieder in den Brennraum des Zylinders Z1 angesaugt. Falls ein Druckgefälle von dem Abgastrakt 4 hin zu dem Zylinder Z1 und weiter hin zu dem Ansaugtrakt 1 besteht, so strömt auch Abgas von dem Abgastrakt 4 zurück in den Zy­ linder Z1 und von dort in den Ansaugtrakt 1.

Der aus interner Abgasrückführung resultierende Massenstrom _AGR hängt wesentlich ab von einem Winkelabschnitt ϕ_VUE der Ventilüberschneidung, der bezogen ist auf den Kurbelwellen­ winkel KW ist und in dem sowohl das Einlaßventil 30 als auch das Auslaßventil 31 zumindest einen Teil ihrer Strömungsquer­ schnitte am Ein- und Auslaßkanal des Zylinders Z1 freigeben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Ventilhubs des Auslaßventils 31 und des Einlaßventils 30 für zwei ver­ schiedene Steuerzeiten der Einlaß- und Auslaßventile aufge­ tragen über den Kurbelwellenwinkel KW. ϕ_EV,oe ist der Öff­ nungswinkel des Einlaßventils 30, d. h. der Kurbelwellenwin­ kel KW, bei dem das Einlaßventil 30 zu öffnen beginnt. ϕ_V,SCH ist der Schließwinkel des Auslaßventils 31, d. h. der Kurbel­ wellenwinkel KW, bei dem das Auslaßventil 31 geschlossen ist. LW-OT bezeichnet den oberen Totpunkt des Kolbens des Zylin­ ders Z1 bei Ladungswechsel. ϕ_VUE,1 ist ein erster Wert des Winkelabschnitts ϕ_VUE und ϕ_VUE,2 ist ein zweiter Wert des Win­ kelabschnitts ϕ_VUE. Neben dem Wert des Winkelabschnitts ϕ_VUE ist die Lage des Winkelabschnitts ϕ_VUE bezogen auf den oberen Totpunkt LW-OT des Kolbens bei Ladungswechsel wesentlich für den aus interner AGR-resultierende Massenstrom _AGR. Dies ist anhand der Fig. 3 verdeutlicht. SP1 bezeichnet den Flächen­ schwerpunkt bei einem ersten Beispiel der Ventilsteuerzeiten der Ventilüberschneidung und SP2 bezeichnet den Flächen­ schwerpunkt der Ventilüberschneidung für ein zweites Beispiel der Ventilsteuerzeiten. Da der Schwerpunkt SP1 vor dem oberen Totpunkt LW-OT des Kolbens bei Ladungswechsel liegt und der Schwerpunkt SP2 mit in dem oberen Totpunkt LW-OT zusammen­ fällt, ist die in dem zweiten Fall zurückgeführte Abgasmasse _AGR (ϕ_VUE,SP2) kleiner als die im ersten Fall zurückgeführte Abgasmasse _AGR (ϕ_VUE,SP1).

Der aus interner Abgasrückführung resultierende Massenstrom _AGR wird aus der Durchflußgleichung idealer Gase durch Dros­ selstellen abgeleitet. Es gilt:

mit

für unterkritische Druckverhältnisse und

für überkritische Druckverhältnisse, wobei A_EV der Strömungs­ querschnitt an dem Einlaßventil 30 ist, T_AG die Abgastempera­ tur ist, p_AG der Abgasdruck in dem Zylinder Z1 während der Ventilüberschneidung ist und ψ_AG die Durchflußfunktion an dem Einlaßventil 30 ist. Der freie Strömungsquerschnitt A_EV an dem Einlaßventil 30 während der Ventilüberschneidung wird hauptsächlich durch die Dauer der gleichzeitigen Öffnung des Ein- und Auslaßventils 30, 31 bestimmt. Je größer der Win­ kelabschnitt ϕ_VUE der Ventilüberschneidung ist, desto größer ist der Strömungsquerschnitt A_EV an dem Einlaßventil 30. Bei einem gleichen Winkelabschnitt ϕ_VUE der Ventilüberschneidung wird durch ein Verschieben eines Schwerpunktwinkels ϕ_VUE,SP der Ventilüberschneidungsfläche (siehe Fig. 3) bezogen auf den oberen Totpunkt LW-OT in Richtung des Abgastaktes die rück­ strömende Abgasmasse verringert.

Setzt man die Beziehung (F5), (F8), (F9), (F10) in (F4) ein und setzt Ψ_DK = Ψ_TEV = Ψ, so ergibt sich daraus folgende Be­ ziehung für den Saugrohrdruck p_S:

mit den Abkürzungen

ergibt sich:

Wird (F18) nach dem Saugrohrdruck p_S aufgelöst, so ergibt sich die rekursive Modellgleichung:

Für die zeitliche Ableitung _S des Saugrohrdrucks kann nähe­ rungsweise angesetzt werden

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild dargestellt zum Ermitteln des Saugrohrdrucks p_S und des Gasmassenstroms _zyl in dem Zy­ linder mittels des Modells der Brennkraftmaschine. Ein ent­ sprechendes Programm ist in der Steuereinrichtung 6 gespei­ chert und wird dort abgearbeitet. In einem Block B1 wird ein mittlerer Strömungsquerschnitt A_EV am Einlaßventil 30 während der Ventilüberschneidung aus einem Kennfeld abhängig von dem Winkelabschnitt ϕ_VUE der Ventilüberschneidung, der vorgegeben ist, ermittelt. Das Kennfeld ist durch Messungen an einem Mo­ torprüfstand vorab ermittelt. So kann der mittlere Strömungs­ querschnitt A_EV einfach ermittelt werden, da der Winkelab­ schnitt ϕ_VUE der Ventilüberschneidung vorgegeben ist. In ei­ nem Block B2 wird der Wert C₀ gemäß der Beziehung (F14) ab­ hängig von der allgemeinen Gas konstanten R, der Temperatur T_L1 des von dem Zylinder angesaugten Gasgemisches und dem Vo­ lumen V_S des Ansaugtraktes 1 stromaufwärts der Drosselklappe 14 ermittelt. In einem Block B3 wird der Wert C₂ entsprechend der Beziehung (F16) abhängig von der allgemeinen Gaskonstan­ ten und der Temperatur T_L1 des von dem Zylinder angesaugtem Gasgemisches ermittelt.

In einem Block B4 ist ein Kennfeld vorgesehen, aus dem eine Korrekturtemperatur T_L,Kor ermittelt wird und zwar abhängig von der Kühlmitteltemperatur T_kuel und dem Luftmassenstrom _L an dem Luftmassenmesser 17. Das Kennfeld des Blocks B4 ist dabei durch Messungen an einem Motorprüfstand so bestimmt, daß die Summe der Korrekturtemperatur T_L,Kor und der Tempera­ tur T_L1 des von dem Zylinder Z1 angesagten Gasgemisches die Ansauglufttemperatur T_L0 im Bereich der Drosselklappe 14 er­ gibt.

In einem Block B5 wird der Wert C₁ aus einem Kennfeld abhän­ gig von der Ansauglufttemperatur T_L0 und einem Umgebungsdruck p₀, der entweder als Meßwert eines Umgebungsdrucksensors vor­ liegt oder der in den vorgegebenen Betriebszuständen - z. B. bei vollständig geöffneter Drosselklappe 14 - aus dem Saug­ rohrdruck p_S ermittelt wird. Die Beziehung (F15) ist in dem Kennfeld des Blocks B5 abgebildet.

In einem Block B6 wird die Durchflußfunktion Ψ, die gleich ist den Durchflußfunktionen ψ_DK und ψ_TEV an der Drosselklappe 14 und dem Tankentlüftungsventil 55, aus einer Kennlinie er­ mittelt und zwar abhängig von dem Umgebungsdruck p₀ und dem Verhältnis eines Näherungswertes p_S,SCH,i des Saugrohrdruckes p_S des aktuellen Berechnungszyklusses, der weiter unten näher erläutert wird.

In dem Block B6 ist die Beziehung (F6) durch eine entspre­ chende Kennlinie ersetzt.

Statt eines Abgasdrucks p_AG wird ein mittlerer Abgasdruck p_AG während der Ventilüberschneidung ermittelt, um so Rechenzeit zu sparen. Der mittlere Abgasdruck p_AG ergibt sich aus der folgenden Beziehung:

Der Differenzdruck p_AG,Dif wird einer Kennlinie entnommen, in der Werte des Differenzdrucks p_AG,Dif durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder abhängig von dem in dem vorangegangenen Berechnungszyklus berechneten Gasmassen­ strom _zyl in den Zylinder Z1 aufgetragen sind. Ein Korrektur­ faktor α_VUE,SP ist vorgesehen zur Korrektur des mittleren Ab­ gasdrucks p_AG in dem Zylinder Z1 während der Ventilüber­ schneidung abhängig von einem Schwerpunktwinkel ϕ_VUE,SP der Ventilüberschneidung.

Der Schwerpunktwinkel ϕ_VUE,SP der Ventilüberschneidung wird in einem Block B8 abhängig von einem Schließwinkel ϕ_AV,SCH des Auslaßventils 31, dem Winkelabschnitt ϕ_VUE der Ventilüber­ schneidung und einem Korrekturwert P ermittelt. Der Schließ­ winkel ϕ_AV,SCH ist der auf den Kurbelwellenwinkel KW bezogene Winkel, bei dem das Auslaßventil 31 gerade geschlossen ist. Der Korrekturwert P kann einfacherweise fest vorgegeben sein oder auch abhängig von einer die Schließgeschwindigkeit der Ein- oder Auslaßventile beeinflussende Größe ermittelt wer­ den, die vorzugsweise ein Strom I_VA durch den Ventilantrieb ist. Dadurch wird berücksichtigt, daß abhängig von der Ampli­ tude des Stroms I_VA durch den Ventilantrieb 31, 33 die Schließ- oder Öffnungsgeschwindigkeit der Auslaß- oder Ein­ laßventile wesentlich beeinflußt wird. Der Schwerpunktwinkel ϕ_VUE,SP, wird in dem Block B8 mit der Beziehung (F23), die im folgenden angegeben ist, ermittelt:

Die Beziehung (F23) ergibt sich unter der Annahme, daß die Ventilhübe des Einlaßventils 30 und des Auslaßventils 31 auf­ getragen über den Kurbelwellenwinkel während der Ventilüber­ schneidung ein Dreieck bilden und unter Anwendung der Formel zum Berechnen des Schwerpunktes eines Dreiecks, dem Strahlen­ satz, der Annahme, daß die Bewegungsgeschwindigkeiten der Ein- und Auslaßventile 30, 31 bekannt sind und in einem fe­ sten Verhältnis zueinander stehen. So kann in dem Block B8 mit einem geringen Rechenaufwand der Schwerpunktwinkel ϕ_VUE,SP der Ventilüberschneidung präzise ermittelt werden.

In einem Block B9 wird dann der Korrekturfaktor α_VUE,SP aus ei­ nem Kennfeld ermittelt und zwar beispielsweise abhängig von einem Beladungsgrad des Aktivkohlefilters und/oder einer Lastgröße der Brennkraftmaschine. In einem Block B10 wird der Differenzdruck p_AG,Dif abhängig von dem Gasmassenstrom _zyl,i-1 des letzten Berechnungszyklus ermittelt. So wird mit wenig Rechenaufwand ein ausreichend genauer Schätzwert des allein durch die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Zylin­ der bewirkten Abgasdrucks ermittelt.

In einem Block B11 wird dann der mittlere Abgasdruck p_AG in dem Zylinder Z1 während der Ventilüberschneidung gemäß der Beziehung (F21) ermittelt. In einem Block B13 ist in einer Kennlinie die Beziehung (F11) abhängig von dem Verhältnis des mittleren Abgasdrucks p_AG und des Näherungswertes p_S,SCH,i des Saugrohrdrucks p_S des aktuellen Berechnungszyklusse aufgetra­ gen. So wird in dem Block B13 die Durchflußfunktion ψ_AG am Einlaßventil 30 ermittelt.

In einem Block B14 wird der Wert C₃ gemäß der Beziehung (F17) abhängig von einer Abgastemperatur T_AG aus einer Kennlinie ermittelt. Zum Ermitteln der Abgastemperatur T_AG ist entweder ein Temperatursensor in dem Abgastrakt vorgesehen oder ein Schätzwert der Abgastemperatur T_AG wird abhängig von dem in dem letzten Berechnungszyklus ermittelten Gasmassenstrom _zyl1 in dem Zylinder Z1 ermittelt.

In einem Block B15 wird ein Basis-Strömungsquerschnitt A_TEV,bas an dem Tankentlüftungsventil 55 aus einem Kennfeld ermittelt. In einem Block B16 wird da

nn ein Strömungsquerschnitt A_TVE an dem Tankentlüftungsventil 55 abhängig von dem Basis- Strömungsquerschnitt A_TVE,bas an dem Tankentlüftungsventil 55, einer Bordnetzspannung U_BAT eines Bordnetzes eines Kraftfahr­ zeugs, in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, und einem Referenzwert U_BAT,ref der Bordnetzspannung U_BAT ermittelt und zwar gemäß einer Beziehung

In dem Block B16 wird so der Strömungsquerschnitt A_TVE an dem Tankentlüftungsventil 55 sehr präzise ermittelt, da er stark abhängt von der tatsächlichen Bordnetzspannung U_BAT. Der Ba­ sisströmungsquerschnitt A_TVE,bas ist ermittelt für den Refe­ renzwert U_BAT,ref der Bordnetzspannung U_BAT.

In einem Block B17 wird der Strömungsquerschnitt A_DK an der Drosselklappe 14 abhängig von dem Öffnungsgrad α_DK aus einer Kennlinie ermittelt.

In einem Block B18 wird eine Segmentzeitdauer t_seg, abhängig von der aktuellen Drehzahl N und der Anzahl Z der Zylinder- Brennkraftmaschine gemäß der Beziehung (F3) ermittelt. Die Abtastzeit t_A wird gleichgesetzt mit der Segmentzeitdauer t_SEG und bestimmt damit den Berechnungszyklus.

In einem Block B20 wird eine die Last an der Brennkraftma­ schine repräsentierende Größe ermittelt. Diese Größe ist vor­ zugsweise ein Sollwert TQI_SP des Drehmoments, der abhängig von der Fahrpedalstellung PV und der Drehzahl und weiteren Drehmomentanforderungen von Motorbetriebsfunktionen oder bei­ spielsweise einer elektronischen Getriebesteuerung ermittelt wird. In einem Block B21 wird abhängig von dem Umgebungsdruck p₀, der Temperatur T_L1 des von dem Zylinder Z1 angesaugten Gasgemisches und dem Sollwert TQI_SP des Drehmoments ein Soll-Mengenstrom _zyl in den Zylinder Z1 ermittelt.

In einem Block B23 erfolgt das Berechnen des Saugrohrdrucks p_S des aktuellen Berechnungszyklusses mit der Formel gemäß der Beziehung (F19) und das Berechnen des Gasmassenstroms _zyl in den Zylinder Z1 mit der Formel gemäß der Beziehung (F9).

Abhängig von dem Gasmassenstrom _zyl,i wird dann beispielsweise eine Einspritzzeit berechnet und werden entsprechende Ansteu­ ersignale für das Einspritzventil 15 von der Steuereinrich­ tung 6 erzeugt. Ein Block B25 ist vorgesehen, in dem der Nä­ herungswert P_S,SCH,i des Saugrohrdrucks p_S mittels eines numeri­ schen Integrationsverfahren, beispielsweise des Euler- Verfahrens, aus dem Saugrohrdruck p_S,i-1 des vorangegangenen Berechnungszyklus, der zeitlichen Ableitung p_S,i-1 des Saug­ rohrdrucks des vorangegangenen Berechnungszyklus und der Ab­ tastzeit t_A berechnet wird.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit min­ destens einem Zylinder (Z1), einem Ansaugtrakt (1) und einer Tankentlüftungseinrichtung, die mit dem Ansaugtrakt (1) kom­ muniziert, bei der ein dynamisches Modell der Brennkraftma­ schine zum Berechnen des Saugrohrdrucks (p_S) und/oder eines Massenstroms (_zyl) in den Zylinder der Brennkraftmaschine vor­ gesehen ist, das abhängt von

• - mindestens einer Größe, die einen Massenstrom (_TEV) in ei­ ner Tankentlüftungseinrichtung charakterisiert, und
• - zumindest von den Meßgrößen Drehzahl (N) und Öffnungsgrad (α_Dk) einer Drosselklappe in dem Ansaugtrakt (1).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Massenstrom (_TEV) in der Tankentlüftungseinrichtung charakterisierende Größe ein Strömungsquerschnitt (A_TEV) an einem Tankentlüftungsventil (55) der Tankentlüftungseinrich­ tung ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die den Massenstrom (_TEV) in der Tankent­ lüftungseinrichtung charakterisierende Größe der Saugrohr­ druck (p_S) und der Umgebungsdruck (p₀) ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die den Massenstrom in der Tankentlüftungs­ einrichtung charakterisierende Größe die Bordnetzspannung (U_Bat) ist.