DE60027224T2 - Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Einlassluftmengensteuervorrichtung für einen (inneren) Verbrennungsmotor, der mit einem veränderlichen Ventilzeitgabesystem ausgestattet ist, das in der Lage ist, die Einlass- und/oder Auslassventilzeitgabe in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Motors beziehungsweise Fahrzeuges beliebig elektronisch zu steuern. Die Erfindung betrifft insbesondere Techniken zur Steuerung der Motorleistungsausgabe (der Menge der in den (inneren) Verbrennungsmotor eintretenden Einlassluft) durch Regulieren einer Einlassventilöffnungszeit (oftmals mit „IVO" abgekürzt) und einer Einlassventilschließzeit (oftmals mit „IVC" abgekürzt).
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In jüngster Zeit wurden verschiedene elektronisch gesteuerte variable Ventilzeitgabesysteme vorgeschlagen und entwickelt, die in der Lage sind, Einlass- und Auslassventile elektromagnetisch zu betreiben. Ein derartiges elektronisch gesteuertes variables Ventilzeügabesystem für einen (inneren) Verbrennungsmotor mit elektromagnetisch betriebenen Ventileinheiten ist in der vorläufigen japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-311231 offenbart. In der vorläufigen japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-311231 oder in der Druckschrift DE 198 47 851 A umfasst jedes Einlass- und Auslassventil ein elektromagnetisches Magnetventil, dessen Öffnen und Schließen mittels einer elektromagnetischen Kraft anstelle des Einsatzes eines gängigen Nockenantriebsmechanismus bewirkt werden. Hierdurch können die Einlassventilöffnungszeit (IVO), die Einlassventilschließzeit (IVC), die Auslassventilöffnungszeit (EVO) und die Auslassventilschließzeit (EVC) kontinuierlich in Reaktion auf Befehlssignale aus einem elektronischen Steuermodul (ECM) gesteuert werden. Bei derartigen (inneren) Verbrennungsmotoren mit einem variablen Ventilzeitgabesystem mit elektromagnetisch betriebenen Motorventileinheiten kann die Einlassluftmenge durch geeignete Steuerung oder Handhabung der Einlassventilzeit (IVO und/oder IVC) anstelle einer Regulierung der Drosselklappenöffnung reguliert werden. Bei dieser Art von Motoren mit elektromagne tisch betriebenen Ventileinheiten wird oftmals auf ein Drosselklappenventil verzichtet, oder es wird ein Drosselklappenventil lediglich zum Zwecke der Erzeugung eines Negativdruckes in einem Einlassluftkanal in den Motor eingebaut. Angenommen, der Innendruck in dem Einlassluftkanal erreicht einen Druckpegel in der Nähe des atmosphärischen Druckes, wobei die Drosselklappe bei einer äußerst geringen Drosselklappenöffnung gehalten wird. In diesem Fall ist das Einlassluftmengensteuersystem auf Basis der Regulierung der Einlassventilöffnungszeitperiode (eines Zeitintervalls zwischen IVO und IVC) denjenigen auf Basis nur der Regulierung der Drosselklappenöffnung vom Standpunkt eines verringerten Ladungswechselverlustes und einer verringerten Kraftstoffverbrauchsrate aus überlegen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei dem vorbeschriebenen (inneren) Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilzeitgabesystem, das in der Lage ist, die Einlass- und/oder Auslassventilzeit beliebig elektronisch zu steuern, wenn der Motor unter bestimmten Bedingungen betrieben wird, in denen der Innendruck in dem Einlassluftkanal auf einem Druckpegel im Wesentlichen entsprechend dem atmosphärischen Druck gehalten wird, verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit des in den Motor eingesogenen Luft-Kraftstoff-Gemisches tendenziell im Vergleich zu einem (inneren) Verbrennungsmotor, der sich zur Bewerkstelligung der Einlassluftmengensteuerung einer Regulierung der Drosselklappenöffnung bedient. Hierdurch wird die Gasströmung (die zylinderinterne Gemischströmung) in der Verbrennungskammer gesenkt, was die Verbrennungsstabilität vermindert. Jedes Fahrzeug verfügt über ein Verdampfungsemissionssteuersystem als eines der Automobilemissionssteuersysteme. Es handelt sich hierbei um ein System, das beliebige aus einem Kraftstofftank stammende Kraftstoffdämpfe erfasst oder einfängt und verhindert, dass diese in die Atmosphäre entweichen. Ein typisches Verdampfungsemissionssteuersystem für einen (inneren) Verbrennungsmotor verfügt über ein Kohle- oder Holzkohlebehältnis, das mit aktivierter Kohle oder Holzkohle gefüllt ist, um aus einem Kraftstofftank emittierte Kraftstoffdämpfe temporär zu speichern, einzufangen oder zu adsorbieren, und über ein Spülsteuerventil, das in einer ein Induktionssystem und das Behältnis verbindenden Spülleitung angeordnet ist, zu spülen. Im Allgemeinen wird der Vorgang des Klärens oder Entfernens der eingefangenen Kraftstoffdämpfe aus dem Behältnis „spülen" („purge") genannt. Sind nach dem Anlassen des Motors vorbestimmte Motorbetriebsbedingungen gegeben, so wird das Spülsteuerventil geöffnet, woraufhin das Motorvakuum (Negativdruck) dem Behältnis zugeleitet wird. Damit zieht das Motorvakuum Frischluft über eine Luftöffnung durch das Behältnis. Die durch das Innere des Behältnisses fließende Frischluft nimmt die eingefangenen Kraftstoffdämpfe auf und entfernt die eingefangenen Kraftstoffdämpfe aus dem Behältnis, woraufhin das Spülgas in der Verbrennungskammer verbrannt wird. Wie vorstehend erläutert worden ist, ist zum „Spülen" ein Negativdruck erforderlich. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, ein Einlassluftdrosselklappenventil (einfacher gesagt, eine Drosselklappe) in dem Einlassluftkanal vorzusehen. Bei einer ersten spezifizierten Bedingung, bei der sich die Verbrennungsgüte verschlechtert, so beispielsweise im Kaltmotorbetrieb, ist das Einlassluftmengensteuersystem (nachstehend als „erstes Steuermodussystem" bezeichnet) auf Basis der Regulierung der Drosselklappenöffnung wirkungsvoll, da es möglich ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu erhöhen, während der Innendruck in dem Einlassluftkanal auf einem vorbestimmten Negativdruckpegel gehalten wird, indem die Einlassluftmenge mittels der Drosselklappe gesteuert oder gehandhabt wird. Das Einlassluftmengensteuersystem auf Basis der Regulierung der Drosselklappenöffnung verbessert die Verbrennungsgüte bei der ersten spezifizierten Bedingung. Demgegenüber ist bei einer zweiten spezifizierten Bedingung, bei der die Verbrennungsgüte (Verbrennungsstabilität) des Motors gut ist, so beispielsweise nach dem Warmlaufen des Motors, das Einlassluftmengensteuersystem (nachstehend als „zweites Steuermodussystem" bezeichnet) auf Basis der Regulierung der Einlassventilöffnungszeitperiode (einem Zeitintervall zwischen IVO und IVC) und/oder der Regulierung der Auslassventilöffnungszeitperiode (einem Zeitintervall zwischen EVO und EVC) wirkungsvoll. Dies rührt daher, dass es möglich ist, die Kraftstoffverbrauchsrate durch Ausführen des zweiten Steuermodus auf Basis der Regulierung der Einlassventilöffnungszeitperiode und/oder der Regulierung der Auslassventilöffnungszeitperiode zu senken, während der Innendruck in dem Einlassluftkanal auf einem Druckpegel im Wesentlichen entsprechend dem atmosphärischen Druck gehalten wird, und die Drosselklappe bei einer äußerst geringen Drosselklappenöffnung gehalten wird. Bei einem elektronisch gesteuerten Motor, der zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus während des Betriebes des Motors umstellbar ist, tritt jedoch tendenziell eine Differenz bei der Motorleistungsausgabe (Motorausgabedrehmoment) während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus auf. Dies verschlechtert die Fahrbarkeitseigenschaften des Fahrzeuges. Ein derartiger Unterschied bei der Motorleistungsausgabe wird hauptsächlich durch die nachfolgenden beiden Faktoren bewirkt. Erstens sind der Ladungswechselverlust und der Verbrennungswirkungsgrad, die im ersten Steuermodus vorliegen, von ihren Pendants während des zweiten Steuermodus verschieden, weshalb zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus eine Differenz bei der Luftmenge besteht, die erfor derlich ist, um eine geeignete Motorleistungsausgabe zu erhalten. Darüber hinaus fluktuiert oder variiert während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus der Innendruck in dem Einlassluftkanal tendenziell vorübergehend, weshalb die erforderliche Luftmenge ebenfalls vorübergehend fluktuiert. Zweitens ist die Ansprechcharakteristik des ersten Steuermodussystems von derjenigen des zweiten Steuermodussystems verschieden. Beim ersten Steuermodussystem (dem Einlassluftmengensteuersystem auf Basis der Regulierung der Einlassventilöffnungszeitperiode und/oder der Regulierung der Auslassventilöffnungszeitperiode) wirkt eine volumetrische Kapazität von der Drosselklappe zu dem Einlassventil als Zeitverzögerungselement, weshalb die Isteinlassluftmenge (der Wert der gesteuerten Menge) mit einer Zeitverzögerung näher an eine gewünschte Einlassluftmenge heranrückt. Demgegenüber ist es bei dem zweiten Steuermodussystem (dem Einlassluftmengensteuersystem auf Basis der Regulierung der Drosselklappenöffnung) möglich, die Isteinlassluftmenge ohne eine derartige Zeitverzögerung näher an die gewünschte Einlassluftmenge heranzubringen.
  • Entsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Einlassluftmengensteuervorrichtung für einen (inneren) Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilzeitgabesystem bereitzustellen, bei dem die vorbeschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden sind.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einlassluftmengensteuervorrichtung für einen (inneren) Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilzeitgabesystem bereitzustellen, das in der Lage ist, ein ruckfreies Umstellen zwischen einem ersten Steuermodus (einem Einlassluftmengensteuermodus auf Basis wenigstens der Regulierung der Einlassventilöffnungszeitperiode) und einem zweiten Steuermodus (einem Einlassluftmengensteuermodus auf Basis der Regulierung der Drosselklappenöffnung) ohne eine Drehmomentdifferenz während des Betriebes des Motors zu erreichen.
  • Um die vorgenannten und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, umfasst eine Einlassluftmengensteuervorrichtung für einen (inneren) Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilzeitgabesystem ein Drosselklappenventil, das in einem Einlassluftkanal des Motors angeordnet ist und derart gesteuert wird, dass eine Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils näher an eine Solldrosselklappenöffnung herangebracht wird, ein Einlassventil, das zwischen dem Einlassluftkanal und einer Verbrennungskammer des Motors angeordnet ist und derart gesteuert wird, dass eine Ein lassventilschließzeit des Einlassventils nahe an eine Solleinlassventilschließzeit herangebracht wird, und einen Mikroprozessor, der derart programmiert ist, dass er Nachfolgendes ausführt:
    Auswählen entweder eines ersten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors durch Regulieren der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe gesteuert wird, oder eines zweiten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors durch Regulieren der Einlassventilschließzeit des Einlassventils gesteuert wird;
    Berechnen eines Beharrungszustandsollmotordrehmomentes auf Basis von Betriebsbedingungen des Motors, wobei das Beharrungszustandsollmotordrehmoment den Beharrungszustandsollwert des Motordrehmomentes angibt;
    Berechnen eines Sollmotordrehmomentes auf Basis des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes, wobei das Sollmotordrehmoment dem Beharrungszustandsollmotordrehmoment mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung folgt;
    Einstellen einer Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit auf eine Grundeinlassventilschließzeit, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist, wobei die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit einen Beharrungszustandsollwert der Einlassventilschließzeit angibt;
    Berechnen eines Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks auf Basis sowohl des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes und der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist, wobei der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck den Beharrungszustandsollwert des Innendrucks in dem Einlassluftkanal angibt;
    Einstellen des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks auf einen Grunddruck, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist;
    Berechnen der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit auf Basis sowohl des Sollmotordrehmomentes und des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist;
    Ermitteln eines realen Einlassluftkanalinnendrucks, wobei der reale Einlassluftkanalinnendruck einen Istinnendruck in dem Einlassluftkanal angibt;
    Berechnen einer Solldrosselklappenöffnung auf Basis sowohl der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit und des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks; und
    Berechnen der Solleinlassventilschließzeit auf Basis sowohl des Sollmotordrehmomentes und des realen Einlasskanalinnendrucks.
  • Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Einlassluftmengensteuervorrichtung für einen (inneren) Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilzeitgabesystem ein Drosselklappenventil, das in einem Einlassluftkanal des Motors angeordnet ist und derart gesteuert wird, dass eine Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils näher an eine Solldrosselklappenöffnung herangebracht wird, ein Einlassventil, das zwischen dem Einlassluftkanal und einer Verbrennungskammer des Motors angeordnet ist und derart gesteuert wird, dass eine Einlassventilschließzeit des Einlassventils nahe an eine Solleinlassventilschließzeit herangebracht wird, und einen Mikroprozessor, der derart programmiert ist, dass er Nachfolgendes ausführt:
    Auswählen entweder eines ersten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors durch Regulieren der Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils gesteuert wird, oder eines zweiten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors durch Regulieren der Einlassventilschließzeit des Einlassventils gesteuert wird;
    Berechnen der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge auf Basis der Betriebsbedingungen des Motors, wobei die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge einen Beharrungszustandsollwert der Einlassluftmenge angibt, die benötigt wird, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist;
    Berechnen einer Solleinlassluftmenge auf Basis der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge, wobei die Solleinlassluftmenge einen Sollwert der Einlassluftmenge angibt, der benötigt wird, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist;
    Berechnen der Solldrosselklappenöffnung auf Basis der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist;
    Einstellen der Solleinlassventilschließzeit auf eine Grundeinlassventilschließzeit, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist;
    Einstellen der Solldrosselklappenöffnung auf eine vorbestimmte Drosselklappenöffnung, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist, wobei die vorbestimmte Drosselklappenöffnung eine Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils angibt, bei der der Innendruck in dem Einlassluftkanal zu dem Grunddruck wird; und
    Berechnen der Solleinlassventilschließzeit auf Basis der Solleinlassluftmenge, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Systemanordnung eines elektronischen Motorsteuersystems (eines elektronischen konzentrierten Motorsteuersystems), bei dem eine erfindungsgemäße Einlassluftmengensteuervorrichtung zum Einsatz kommen kann.
  • 2 ist eine der Länge nach genommene Querschnittsansicht, die eine elektromagnetisch betriebene Motorventileinheit darstellt, die bei der Einlassventilmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispieles zum Einsatz kommt.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Einlassluftmengensteuerprogramm darstellt, das von einem Mikroprozessor (CPU) ausgeführt wird, der in einem elektronischen Steuermodul (ECM) eingebaut ist, das bei der Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels zum Einsatz kommt.
  • 4A bis 4E sind Zeitdiagramme, die Variationen bei verschiedenen Motor- und Fahrzeugparametern darstellen, nämlich bei der Beschleunigeröffnung (APS), beim Motordrehmoment (stTe tTe), beim Einlassluftkanalinnendruck (stP, rP), bei der Einlassventilschließzeit (stIVC, tIVC) und bei der Drosselklappenöffnung (tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms gemäß 3 von dem ersten Modus in den zweiten Modus umgestellt wird.
  • 5A bis 5E sind Zeitdiagramme, die Variationen bei verschiedenen Motor- und Fahrzeugparametern darstellen, nämlich bei der Beschleunigeröffnung (APS), beim Motordrehmoment (stTe tTe), beim Einlassluftkanalinnendruck (stP, rP), bei der Einlassventilschließzeit (stIVC, tIVC) und bei der Drosselklappenöffnung (tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms gemäß 3 von dem zweiten Modus in den ersten Modus umgestellt wird.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Hauptsteuerprogramm (eine weitere Einlassluftmengensteuerroutine) darstellt, die von der CPU des ECM der Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels ausgeführt werden kann.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S600 von 6 ausgeführt wird.
  • 8 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Drosselklappenöffnungsbereich Aa in Entsprechung zu der von dem Fahrer angeforderten Motorleistungsausgabe und einer Beschleunigeröffnung oder einem Beschleunigerbetriebsbetrag APS darstellt.
  • 9 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen der volumetrischen Strömungsrate QHO und einem Parameter ANV darstellt.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S700 von 6 ausgeführt wird.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S800 von 6 ausgeführt wird.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S900 von 6 ausgeführt wird.
  • 13 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S1000 von 6 ausgeführt wird.
  • 14 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S1100 von 6 ausgeführt wird.
  • 15 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen einer Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 und einem Parameter ANVm darstellt.
  • 16 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Koeffizienten C und einem Beharrungszustandsollinnendruck stP darstellt.
  • 17 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen einer Solldrosselklappenöffnung tTVO und einem Drosselklappenöffnungsbereich At darstellt.
  • 18 ist ein Flussdiagramm, das eine Unterroutine darstellt, die bei Schritt S1200 von 6 ausgeführt wird.
  • 19 ist eine charakteristische Abbildung, die die Beziehung zwischen einer maximalen Einlassluftmenge QH0max und dem Beharrungszustandsollinnendruck stP zeigt.
  • 20A bis 20E sind Zeitdiagramme, die Variationen bei verschiedenen Motor- und Fahrzeugparametern zeigen, nämlich bei der Beschleunigeröffnung (APS), bei der Einlassluftmenge (stQH01, rQH01, tQH02, tQH03), bei dem Einlassluftkanalinnendruck (stP, dem Istinnendruck in dem Einlassluftkanal), bei der Einlassventilschließzeit (IVCO, tIVC) und bei der Drosselklappenöffnung (tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms von 6 von dem ersten in den zweiten Steuermodus umgestellt wird.
  • 21A bis 21E sind Zeitdiagramme, die Variationen bei verschiedenen Motor- und Fahrzeugparametern zeigen, nämlich bei der Beschleunigeröffnung (APS), bei der Einlassluftmenge (stQH01, rQH01, tQH02, tQH03), bei dem Einlassluftkanalinnendruck (stP, dem Istinnendruck in dem Einlassluftkanal), bei der Einlassventilschließzeit (IVC0, tIVC) und bei der Drosselklappenöffnung (tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms von 6 von dem zweiten in den ersten Steuermodus umgestellt wird.
  • 22 ist ein Flussdiagramm, das eine weitere Unterroutine darstellt, die bei Schritt S1200 von 6 anstelle der Unterroutine von 18 ausgeführt wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Wie in der Zeichnung und dort insbesondere in 1 zu sehen ist, ist eine Einlassluftmengensteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielhalber als funkengezündeter (innerer) Verbrennungsmotor mit elektromagnetisch betriebenen Ventilbetriebseinheiten ausgebildet. Ein Luftreiniger 102, ein Luftströmungssensor oder ein Luftströmungsmesser 103 sowie eine Drosselklappenkammer 104 sind in einem Einlassluftkanal 101 in dieser Reihenfolge angeordnet. Ein elektronisch gesteuertes Drosselklappenventil 105 ist in der Drosselklappenkammer 104 in einer Anordnung zwischen dem Luftströmungsmesser 103 und einem Sammler 107 vorgesehen. Eine Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 wird mittels eines Drosselklappenbetätigers 106 reguliert. Die stromab liegende Seite der Drosselklappenkammer 104 ist mit einem Einlassluftsammler 107 verbunden, von dem aus sich der Einlassluftkanal 101 in eine Vielzahl von Zweigkanälen 108 verzweigt, die mit den jeweiligen Zylindern des Motors verbunden sind. Einzelne Kraftstoffeinspritzer 109 sind in jedem der Zweigkanäle 108 vorgesehen und spritzen Kraftstoff in die Zweigkanäle ein. Ein Zylinderkopf des Motors ist an einer Einlassventilöffnung in Verbindung mit dem Zweigkanal 108 und einer Auslassventilöffnung in Verbindung mit einem Auslasskanal 113 vorgesehen. Ein Einlassventil 111 ist in dem Zylinderkopf vorgesehen und zwischen dem Zweigkanal 108 und einer Verbrennungskammer 110 zum Öffnen und Schließen der Einlassöffnung an geordnet, während ein Auslassventil 114 in dem Zylinderkopf vorgesehen und zwischen der Verbrennungskammer 110 und dem Auslasskanal 113 zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnungen angeordnet ist. Das Einlassventil 111 wird elektromagnetisch von einem elektromagnetischen Betätiger 112 betätigt, während das Auslassventil 113 elektromagnetisch von einem elektromagnetischen Betätiger 115 betätigt wird. Sowohl die Einlassventileinheit (das Einlassventil und der zugehörige Betätiger) wie auch die Auslassventileinheit (das Auslassventil und der zugehörige Betätiger) sind als elektromagnetisch betriebene Ventilbetriebseinheit, siehe 2, ausgebildet. Eine Zündkerze 117 ist in einem Gewindeloch des Zylinderkopfes für jede Verbrennungskammer eingeschraubt, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer zu entzünden. Heiße Verbrennungsgase aus den Zylindern des Motors werden über das Auslassventil 114 in den Auslasskanal 113 abgelassen und strömen sodann durch einen katalytischen Wandler 116, damit die Auslassgase des Motors gereinigt und damit nur unschädliche Gase in die Atmosphäre abgegeben werden. Das elektronische Motorsteuermodul (ECM) 120 ist dafür vorgesehen, verschiedene Motorfunktionen zu koordinieren, so beispielsweise ein elektronisches Kraftstoffeinspritz- und Zündsystem, eine Drosselklappenöffnungsteuerung, eine Einlassluftmengensteuerung und dergleichen mehr. Das ECM 120 umfasst üblicherweise einen Mikrocomputer. Das ECM 120 enthält einen Eingangsport oder eine Eingangsschnittstelle 121, einen Mikroprozessor (CPU) 122, Speicher (RAM, ROM) 123, einen Ausgangsport oder eine Ausgangsschnittstelle 124, Fahrer- oder Fahrerschaltungen (nicht nummeriert) und dergleichen mehr. Die Fahrerschaltungen werden häufig zur Verstärkung der Ausgangssignale des ECM verwendet. Die CPU 122 nimmt notwendige arithmetische Berechnungen vor, verarbeitet Informationsdaten, nimmt logische Operationen an gespeicherten Daten vor und trifft notwendige Auswahlentscheidungen. Die Speicher 123 sind als RAM (random-access memory, Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und ROM (read-only memory, Nurlesespeicher) ausgebildet. Der ROM (Festwertspeicher) speichert alle notwendigen Programme, verschiedene Arten charakteristischer Abbildungen, theoretische Werte und dergleichen mehr dauerhaft, wohingegen der RAM (Betriebsdatenspeicher) Informationsdaten während der Ausführung des Steuerprogramms temporär speichert. Beispielsweise von den Motor-/Fahrzeugsensoren gelieferte Daten werden in dem RAM gespeichert, bis sie von der CPU abgerufen oder von aktuelleren Daten überschrieben werden. Der Eingangsport 121 des ECM 120 empfängt verschiedene Motor-/Fahrzeugsensorsignale aus dem Luftströmungsmesser 103, einem Kurbelwinkelsensor 125, einem Beschleunigeröffnungssensor 126, einem Motortemperatursensor 127, einem Luft-Kraftstoff Verhältnis-Sensor 128 und einem Drucksensor 129. Der Luftströmungsmesser 103 ist in dem Einlassluftkanal angeordnet, um die Men ge der Einlassluft zu bestimmen, die durch den Luftströmungsmesser strömt und in den Motor gesogen wird. Der Kurbelwinkelsensor 125 ist dafür vorgesehen, die Motorgeschwindigkeit Ne wie auch die Relativposition der Kurbelwelle des Motors zu überwachen. Der Beschleunigeröffnungssensor 126 ist in der Nähe des Beschleunigers angeordnet, um den Betriebsgrad des Beschleunigerpedals oder die Beschleunigeröffnung APS zu überwachen. Ein Kühlmitteltemperatursensor wird üblicherweise als Motortemperatursensor 127 verwendet. Der Kühlmitteltemperatursensor ist an dem Motor angebracht und üblicherweise in einem der oberen Kühlmittelkanäle eingeschraubt, um dort die Istbetriebstemperatur des Motors zu erfassen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 128, so beispielsweise ein Sauerstoffsensor, ist in dem Einlasskanal 113 vorgesehen und genau stromaufwärts des katalytischen Wandlers 116 angeordnet, um das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis (oftmals als „A/F"-Verhältnis bezeichnet) auf Basis des prozentualen Anteils des in den Motorauslassgasen enthaltenen Sauerstoffs durchweg zu überwachen oder zu erfassen, wenn der Motor läuft, sodass das ECM 120 das A/F-Verhältnis so nahe wie möglich an den stöchiometrischen Werten halten kann, um eine vollständige Verbrennung sowie minimale Abgasemissionen zu ermöglichen. Der Drucksensor 129, so beispielsweise ein Verteilerdrucksensor, ist in dem Sammler 107 eingeschraubt, um den Innendruck in dem Einlassluftkanal 101, nämlich genau den Innendruck in dem Sammler 107, zu messen oder zu erfassen. Eingangsinformationsdatensignale aus den vorgenannten Motor-/Fahrzeugsensoren 103, 125, 126, 127, 128 und 129 werden für arithmetische und logische Operationen gebraucht, die von der CPU 122 ausgeführt werden. Hierbei nimmt in der Praxis die CPU 122 des ECM 120 verschiedene Datenverarbeitungsvorgänge vor, so beispielsweise betreffend eine Haupteinlassluftmengensteuerroutine, siehe 3, oder eine weitere Hauptroutine oder Unterroutinen, siehe 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 18, oder eine Unterroutine, siehe 22, die nachstehend noch vollständig beschrieben wird. Der Ausgangsport 124 des ECM 120 ist derart konfiguriert, dass er häufig über die Fahrerschaltungen mit elektrischen Lasten, so beispielsweise dem Drosselklappenbetätiger 106, den Kraftstoffeinspritzmagneten und den Kraftstoffeinspritzern 109, den der Einlassventilseite zueigenen elektromagnetischen Betätigern 112, den der Auslassventilseite zueigenen elektromagnetischen Betätigern 115 und den Zündkerzen 117 verbunden ist, um Steuerbefehlssignale zum Betreiben dieser elektrischen Lasten zu erzeugen. Konkret wird der Drosselklappenbetätiger 106 in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal betrieben, das die Solldrosselklappenöffnung gemäß Ausgabe von dem Ausgabeport 124 angibt, sodass die Istdrosselklappenöffnung der Drosselklappe 105 auf die Solldrosselklappenöffnung reguliert wird. Der Einspritzmagnet von jedem der in dem elektronischen Kraftstoffeinspritzsystem enthaltenen Kraftstoffeinspritzer 109 wird in Reaktion auf ein Kraftstoffeinspritzsignal aus dem ECM 120 aktiviert, um eine gewünschte Kraftstoffmenge einzuspritzen, bei der das Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches gemäß Bildung in der Verbrennungskammer 110 so nahe wie möglich an einem vorbestimmtem A/F-Verhältnis (das heißt einem stöchiometrischen A/F-Verhältnis) gehalten wird, und zwar zu einem vorgegebenen Einspritzzeitpunkt. Die in dem elektronischen Zündungssystem enthaltene Zündkerze 117 wird in Reaktion auf ein Spannungssignal von dem Ausgangsport 124 des ECM betrieben, um die Zündkerzenzündung zu einer vorbestimmten Zündzeit auszulösen. Der der Einlassventilseite zueigene elektromagnetische Betätiger 112 wird in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal, das eine Solleinlassventilöffnungszeit angibt, gemäß Ausgabe von dem ECM 120 geöffnet und in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal, das eine Solleinlassventilschließzeit angibt, geschlossen. Demgegenüber wird der der Auslassventilseite zueigene elektromagnetische Betätiger 115 in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal, das eine Sollauslassventilöffnungszeit angibt, gemäß Ausgabe von dem ECM 120 geöffnet und in Reaktion auf ein Steuerbefehlssignal, das eine Sollauslassventilschließzeit angibt, geschlossen.
  • In 2 ist der detaillierte Aufbau der elektromagnetisch betriebenen Einlassventileinheit, die das Einlassventil 111 und den der Einlassventilseite zueigenen elektromagnetischen Betätiger 112 umfasst, oder der elektromagnetisch betriebenen Auslassventileinheit, die das Auslassventil 114 und den der Auslassventilseite zueigenen elektromagnetischen Betätiger 115 umfasst, dargestellt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ventilaufbau gemäß 2 sowohl für die elektromagnetisch betriebene Auslassventileinheit wie auch für die elektromagnetisch betriebene Einlassventileinheit geeignet. Daher kann das Motorventil 202 gemäß 2 entweder als Einlassventil oder als Auslassventil betrachtet werden. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 201 den Zylinderkopf, während das Bezugszeichen 202 das Motorventil bezeichnet. Das Motorventil 202 ist in Bezug auf den Zylinderkopf 201 verschiebbar angeordnet. Wie aus dem Querschnitt von 2 ersichtlich ist, umfasst das elektromagnetisch betriebene Motorventil einen elektromagnetischen Betätiger. Der elektromagnetische Betätiger umfasst wiederum wenigstens einen axial beweglichen Plunger (mit einer beweglichen Stange 210 in Anschlagseingriff mit der Spitzenendfläche 202a des Ventilschaftes des Motorventils 202, einem beweglichen scheibenförmigen Abschnitt 211 aus einer weichen magnetischen Substanz, der an dem Mittelabschnitt der Stange 211 befestigt und zwischen den einander gegenüberliegenden und sich anziehenden Flächen 208b und 209b der Magnete 208 und 209 befindlich ist), eine obere gewendelte Ventilfeder 215, eine untere gewendelte Ventilfeder 204, obere und untere elektromagnetische Spulen 209a und 208a sowie obere und untere Magnete 209 und 208. Die bewegliche Plungerstange 210 ist verschiebbar in Zentralaxialbohrungen der Magnete 208 und 209 eingepasst und koaxial mit dem Ventilschaft des Motorventilabschnittes 202 angeordnet. Der Motorventilabschnitt 202 wird gleitend an einer Ventilführung (nicht mit einem Bezugszeichen bezeichnet) in dem Zylinderkopf 201 getragen. Ein Ventilrückhalter 203 ist fest mit dem Ventilschaft verbunden. Die untere Ventilfeder 204 ist zwischen dem Ventilrückhalter 203 und der unteren eingeflachten Fläche des ausgesparten Abschnittes des Zylinderkopfes 201 angeordnet, um den beweglichen Plunger in einer die Öffnung 201a des Zylinderkopfes 201 schließenden Richtung vorzuspannen. Die Bezugszeichen 205, 206 und 207 beschreiben Dreiteilgehäuse, in denen die beiden Magnete 208 und 209 untergebracht sind. Die Gehäuse 205, 206 und 207 sind fest an dem Zylinderkopf 201 angebracht. Die obere elektromagnetische Spule 209a ist in dem ringförmigen ausgesparten Abschnitt angeordnet, der in dem oberen Magnet 209 ausgebildet ist, während die untere elektromagnetische Spule 208a in dem ringförmigen ausgesparten Abschnitt angeordnet ist, der in dem unteren Magnet 208 ausgebildet ist. Wird die elektromagnetische Spule 208a mittels eines damit verbundenen Treibers angeregt, so wird die untere Fläche 211a des beweglichen scheibenförmigen Plungerabschnittes 211 nach unten (das heißt hin zu der unteren Anziehungsfläche 208b des unteren Magneten 208) aufgrund der Anziehungskraft gegen die Vorspannung der unteren Ventilfeder 204 gezogen. Wird umgekehrt die elektromagnetische Spule 209a mittels des damit verbundenen Treibers angeregt, so wird die obere Fläche 211b des beweglichen scheibenförmigem Plungerabschnittes 211 nach oben (das heißt hin zu der unteren Anziehungsfläche 209b des oberen Magneten 209) aufgrund der Anziehungskraft gegen die Vorspannung der oberen Ventilfeder 215 gezogen. Ein oberer Ventilfedersitz 214 ist an dem oberen Ende der beweglichen Plungerstange 210 angebracht. Die obere Ventilfeder 215 ist zwischen dem oberen Ventilfedersitz 214 und dem oberen Wandabschnitt einer Federabdeckung 216 angeordnet, um den beweglichen Plunger in eine die Öffnung 201a öffnende Richtung dauerhaft vorzuspannen. Wie bei der vorbeschriebenen Anordnung ist es möglich, das Öffnen und Schließen der Motorventileinheit durch Steuern der Aktivierung und Deaktivierung jeder der elektromagnetischen Spulen 208a und 209a beliebig zu steuern. Ein Versetzungssensor 217 ist am Spitzenende der beweglichen Plungerstange 210 angeordnet, um eine axiale Versetzung (oder eine Istventilhebung beziehungsweise eine Istventilhebehöhe) der Stange 210 zu überwachen oder zu erfassen. Üblicherweise ist der Versetzungssensor 217 im Allgemeinen in seiner einfachsten Form ein Potentiometer (ein variabler Widerstand).
  • In 3 ist ein erstes Einlassluftmengensteuerprogramm gezeigt, das von der CPU 122 des ECM ausgeführt wird, das wiederum bei der Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels zum Einsatz kommt. Wie nachstehend anhand des Flussdiagramms von 3 erläutert wird, ist die Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels in der Lage, den Einlassluftmengensteuermodus selektiv zwischen einem ersten Steuermodus, in dem die Einlassluftmenge durch Regulieren der Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 unter der spezifizierten Bedingung, dass die Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 auf eine Grundeinlassventilschließzeit (IVCb) eingestellt wird, gesteuert oder gehandhabt wird, und einem zweiten Steuermodus, in dem die Einlassluftmenge durch Regulieren der Einlassventilschließzeit unter der spezifizierten Bedingung, dass der Innendruck in dem Einlassluftkanal 101 (genauer der Innendruck in dem Zweigkanal 108) auf einen Grunddruck (Pb) eingestellt wird, gesteuert oder gehandhabt wird, umzustellen. Die Einlassluftmengensteuerroutine von 3 beruht auf der Annahme, dass die Einlassventilöffnungszeit des Einlassventils 111 bezüglich einer vorbestimmtem Zeit, so beispielsweise im oberen Totpunkt (top dead center TDC), während des Einlasshubes fest ist, und die Auslassventilöffnungszeit (EVO) des Auslassventils 114 sowie die Auslassventilschließzeit (EVC) bezüglich vorbestimmter Zeiten beide fest sind. Im ersten Steuermodus fällt der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 auf einen Druckpegel unterhalb des atmosphärischen Druckes, wodurch die Verdampfung des in den Einlassluftzweigkanal 108 eingespritzten oder eingesprühten Kraftstoffes vereinfacht und gefördert wird, und wodurch zudem die Gasströmung innerhalb der Verbrennungskammer 110 verstärkt wird. Daher ist der erste Steuermodus bei der Verbesserung der Verbrennungsstabilität des Motors wirkungsvoll. Demgegenüber ist es entsprechend dem zweiten Steuermodus für den Fall, dass der Grunddruck (Pb) auf einen Druckpegel im Wesentlichen entsprechend dem atmosphärischen Druck eingestellt ist, möglich, Ladungswechselverluste im Teillastbetrieb weitgehend zu verringern. Dies verbessert die Wirtschaftlichkeit im Umgang mit dem Kraftstoff. Im ersten Steuermodus ist eine Zeitverzögerung zwischen der Zeit der Regulierung der Drosselklappenöffnung und der Zeit des Auftretens einer tatsächlichen Veränderung bei der Menge der in den Motor eintretenden Einlassluft aufgrund der volumetrischen Kapazität zwischen dem Drosselklappenventil 105 und dem Einlassventil 111 vorhanden. Demgegenüber ist im zweiten Steuermodus keine Zeitverzögerung zwischen der Zeit der Regulierung der Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 und der Zeit der tatsächlich auftretenden Änderung der Einlassluftmenge vorhanden. Die Einlassluftmengensteuerroutine von 3 wird als zeitausgelöste Interruptroutine ausgeführt, die in vor bestimmten Intervallen von beispielsweise 10 Millisekunden ausgelöst beziehungsweise getriggert wird.
  • Bei Schritt S1 wird ein Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe berechnet oder bestimmt, und zwar auf Basis der Motorbetriebsbedingungen, nämlich der Beschleunigeröffnung APS und der Motorgeschwindigkeit Ne. Konkret wird das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe aus einer vorbestimmten oder vorprogrammierten charakteristischen Abbildung abgeleitet, durch die gezeigt ist, wie das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe relativ zur Beschleunigeröffnung APS und der Motorgeschwindigkeit Ne variiert. Das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe bezeichnet einen Beharrungszustandsollwert, zu dem hin das Motordrehmoment nach dem oder während des Beharrungszustandes konvergiert, in dem sowohl die Beschleunigeröffnung APS wie auch die Motorgeschwindigkeit Ne nicht variieren. Die Beschleunigeröffnung APS und die Motorgeschwindigkeit Ne gemäß Verwendung bei Schritt S1 werden auf Basis der Eingangsinformationssignaldaten von dem Motorgeschwindigkeitssensor 126 und dem Kurbelwinkelsensor 125 entsprechend einem weiteren von der CPU 122 ausgeführten Programm berechnet, woraufhin die berechneten Werte in dem RAM der Speicher 123 gespeichert werden.
  • Bei Schritt S2 wird die Grundeinlassventilschließzeit IVCb des Einlassventils 111 auf Basis der Motorgeschwindigkeit Ne berechnet. Konkret bedeutet dies, dass die Grundeinlassventilschließzeit IVCb in einer vorbestimmten Nachschlagtabelle nachgeschlagen wird, in der gezeigt ist, wie die Grundeinlassventilschließzeit IVCb relativ zur Motorgeschwindigkeit Ne variiert. Die Grundeinlassventilschließzeit IVCb entspricht der Einlassventilschließzeit, zu der eine maximale Einlassluftaufladewirksamkeit vorliegt. Grundsätzlich entspricht die Grundeinlassventilschließzeit IVCb im Wesentlichen einer Zeit in der Nähe des unteren Totpunktes (bottom dead center BDC) während des Einlasshubes. Im Allgemeinen besteht bei Zunahme der Motorgeschwindigkeit Ne die Tendenz, dass der maximale Einlassluftaufladewirksamkeitspunkt dann auftritt, wenn das Einlassventil 111 geschlossen ist, nachdem der Kolben durch den unteren Totpunkt gelaufen ist. Aus vorstehend erläuterten Gründen wird die Grundeinlassventilschließzeit IVCb in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit Ne bestimmt oder berechnet.
  • Bei Schritt S3 wird eine Ansprechzeitkonstante Ta für den Innendruck in dem Einlassluftkanal auf Basis der Einlassventilschließzeit IVCb berechnet. Konkret wird die Ansprechzeitkonstante Ta in einer vorbestimmten Nachschlagtabelle nachgeschlagen, in der ge zeigt ist, wie die Ansprechzeitkonstante Ta relativ zur Grundeinlassventilschließzeit IVCb variiert. Die Ansprechzeitkonstante Ta ist eine Zeitkonstante, die eine Ansprechzeitverzögerungscharakteristik oder eine Zeitverzögerungscharakteristik zwischen dem Anfang der Regulierung der Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 und der Iständerung beim Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 bei der spezifizierten Bedingung angibt, dass die Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt ist. Dies bedeutet, dass die Ansprechzeitkonstante Tb auf Basis der Grundeinlassventilschließzeit IVCb eine erste Zeitkonstante angibt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung beim Innendruck in dem Einlassluftkanal bezüglich einer Änderung bei der Drosselklappenöffnung angibt. Die Ansprechzeitverzögerungscharakteristik (die Ansprechzeitkonstante Ta) variiert hauptsächlich in Abhängigkeit von der Einlassventilschließzeit. Die Ansprechverzögerungscharakteristik kann ebenfalls von der Motorgeschwindigkeit Ne und der Motorlast (das heißt der Einlassluftmenge) wie auch von der Einlassventilschließzeit beeinflusst sein. Um die Genauigkeit der arithmetischen Berechnung der Ansprechzeitkonstante Ta zu verbessern, kann die Zeitkonstante Ta aus einer vorbestimmten Abbildung bestimmt werden, in der gezeigt ist, wie die Zeitkonstante Ta relativ zu den drei Parametern, nämlich der Motorgeschwindigkeit Ne, der Motorlast (der Einlassluftmenge) und der Grundeinlassventilschließzeit (IVCb), variiert.
  • Bei Schritt S4 wird eine Nacheilverarbeitung erster er Ordnung der Zeitkonstante Ta an dem Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe gemäß Berechnung bei Schritt S1 vorgenommen, um ein Sollmotordrehmoment tTe zu berechnen. Die Charakteristik der Änderung beim Sollmotordrehmoment tTe gemäß Berechnung als Nacheilsystem erster Ordnung mit der Zeitkonstante Ta wird zur Charakteristik der Änderung beim von dem Motor ausgegebenen Drehmoment identisch, wenn die Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 mit der Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111, die bei der Grundeinlassventilschließzeit IVCb gehalten wird, variiert.
  • Bei Schritt S5 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob das Steuersystem im ersten Steuermodus oder im zweiten Steuermodus betrieben wird. Die Auswähloperation des Steuermodus selbst wird von dem Mikroprozessor (CPU) entsprechend einem weiteren Programm vorgenommen, das von dem Haupteinlassluftmengensteuerprogramm gemäß 3 verschieden ist. Die CPU 122 ist derart ausgelegt, dass sie beispielsweise den ersten Steuermodus auswählt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur niedrig ist und der Motor daher nicht angemessen warmläuft, oder wenn die Drehge schwindigkeit des Motors stark fluktuiert, und den zweiten Steuermodus bei den anderen Motorbetriebsbedingungen, so beispielsweise nach Warmlaufen des Motors. Ist der ausgewählte Betriebsmodus gleich dem ersten Steuermodus, so geht das Programm von Schritt S5 über Schritt S6 zu Schritt S7 über. Ist umgekehrt der zweite Steuermodus ausgewählt, so geht das Programm von Schritt S5 über Schritt S8 zu Schritt S9 über. Bei Schritt S6 wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt. Die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC entspricht dem Beharrungszustandsollwert der Ventilschließzeit des Einlassventils 111. Bei Schritt S7 wird der Behanungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck (einfacher der Beharrungszustandsollinnendruck) stP auf Basis sowohl des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes stTe und der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC berechnet. Der Beharrungszustandsollinnendruck stP (der den Beharrungszustandsollwert des Innendrucks in dem Einlassluftzweigkanal 108 bestimmt) bezeichnet den Innendruck, der in dem Einlassluftzweigkanal 108 erzeugt wird, wenn das Motordrehmoment zu dem Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe unter der spezifizierten Bedingung konvergiert, dass die Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 zu der Beharrungszustandeinlassventilschließzeit stIVC identisch ist. Einzelheiten der arithmetischen Operationen, die bei Schritt S7 ausgeführt werden, werden nachstehend beschrieben. Die genannten arithmetischen Operationen von Schritt S7 beruhen auf der Annahme, dass das Motordrehmoment durch Subtrahieren eines aus einem Ladungswechselverlust entstehenden Drehmomentverlustes von einem durch Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer 110 entstehenden Ausgabedrehmomentes ermittelt wird, und dass zusätzlich die Größe des Ausgabedrehmomentes, das durch Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer erzeugt wird, in Abhängigkeit von der in die Verbrennungskammer 110 eintretenden Einlassluft bestimmt wird. Daher ist das Motordrehmoment auf folgende Weise eine Funktion der Einlassluftmenge und des Ladungswechselverlustdrehmomentes.
  • (i) Motordrehmoment = f(Einlassluftmenge, Ladungswechselverlustdrehmoment)
  • Hierbei wird die Einlassluftmenge in Abhängigkeit vom Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 und der Einlassventilöffnungszeitperiode (einem Zeitintervall zwischen der Einlassventilöffnungszeit und der Einlassventilschließzeit) bestimmt. Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel erläutert worden ist, wird von den vier Größen IVO, IVC, EVO und EVC nur die Einlassventilschließzeit (ICO) des Einlassventils 111 variabel reguliert, wohingegen die Größen IVO, EVO und EVC auf vorbe stimmte Zeiten festgelegt sind. Es ergibt sich, dass die Einlassventilöffnungszeitperiode (das Zeitintervall zwischen IVO und IVC) in Abhängigkeit von der Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 bestimmt ist. Damit ist die Einlassluftmenge auf folgende Weise eine Funktion des Innendrucks des Einlassluftzweigkanals (einfacher des Einlassluftkanalinnendrucks) und der Einlassventilschließzeit.
  • (ii) Einlassluftmenge = f(Einlassluftkanalinnendruck, Einlassventilschließzeit)
  • Demgegenüber wird das Ladungswechselverlustdrehmoment in Abhängigkeit von dem Einlassluftkanalinnendruck und der Einlassluftmenge bestimmt. Daher ist das Ladungswechselverlustdrehmoment auf folgende Weise als Funktion des Einlassluftkanalinnendrucks und der Einlassluftmenge festgelegt.
  • (iii) Ladungswechselverlustdrehmoment = f(Einlassluftkanalinnendruck, Einlassluftmenge)
  • Wie vorstehend ausgeführt worden ist, sind die drei Gleichungsausdrücke (i), (ii) und (iii) betreffend fünf Werte, nämlich das Motordrehmoment, die Einlassluftmenge, das Ladungswechselverlustdrehmoment, den Einlassluftkanalinnendruck und die Einlassventilschließzeit, erfüllt. In diesem Fall ist für den Fall, dass zwei von den fünf Werten bekannte Größen sind, möglich, die anderen drei Werte (unbekannte Größen) zu bestimmen, da die Anzahl der Gleichungsausdrücke bezüglich der drei unbekannten Größen gleich 3 ist. Wie vorstehend erläutert worden ist, kann der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP bei Schritt S7 direkt durch arithmetische Operationen berechnet werden, durch die der Beharrungszustandsollinnendruck stP mittels der vorgenannten drei Gleichungsausdrücke berechnet wird. Anstelle der Verwendung der arithmetischen Operationen können die Ergebnisse der arithmetischen Operationen (die vorberechneten Werte) in dem ROM auch in Form von Daten einer vorbestimmten charakteristischen Abbildung bestimmt werden, weshalb der Behanungszustandsollinnendruck stP aus den Daten der vorbestimmten charakteristischen Abbildung ermittelt werden kann.
  • Demgegenüber ist bei Schritt S8, der nur ausgeführt wird, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt ist, der Behanungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP auf den Grunddruck Pb eingestellt. Zum Zwecke der Minimierung des Ladungswechselverlustdrehmomentes ist es wirkungsvoll, den Grunddruck Pb auf den atmosphärischen Druck einzustellen. Bei Fahrzeugen mit einem Verdampfungsemissionssteuersystem als einem Automobilemissionssteuersystem erfordert das Verdampfungsemissionssteuersystem jedoch einen Negativdruck für die beschriebene Operation des „Spülens". Aus vorgenanntem Grunde wird bei dem Steuersystem dieses Ausführungsbeispiels der Grunddruck Pb tatsächlich auf einen vorbestimmten Druckpegel, so beispielsweise auf –50 mmHg, unter dem atmosphärischen Druck, eingestellt.
  • Bei Schritt S9 wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC auf Basis des Sollmotordrehmomentes tTe und des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP bestimmt. Genauer gesagt, wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC als Ventilschließzeit des Einlassventils 111 berechnet, die vorliegt, wenn das Motorausgabedrehmoment zu dem Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe unter der spezifischen Bedingung konvergiert, dass der Innendruck in dem Einlassventilzweigkanal 108 identisch zu dem Beharrungszustandeinlassluftkanalinnendruck stP ist. Die arithmetische Operation von Schritt S9 beruht auf den vorgenannten Gleichungsausdrücken.
  • Bei Schritt S10 wird die Solldrosselklappenöffnung tTVO des Drosselklappenventils 105 auf Basis sowohl der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC und des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP bestimmt. Im Allgemeinen ist die Beziehung zwischen dem Einlassluftkanalinnendruck, der Einlassventilschließzeit und der Drosselklappenöffnung im Beharrungszustand des Motors spezifiziert. Auf Grundlage einer spezifizierten Beziehung zwischen diesen Größen kann die Solldrosselklappenöffnung tTVO des Drosselklappenventils 105 berechnet werden. Das ECM 120 erzeugt ein die Solldrosselklappenöffnung angebendes Signal, das die Solldrosselklappöffnung tTVO wiedergibt. Anschließend wird das die Solldrosselklappenöffnung angebende Signal über den Ausgangsport 124 an den Drosselklappenbetätiger 106 ausgegeben.
  • Schritt S11 betrifft eine Ansprechzeitkonstante Tb für den Einlassluftkanalinnendruck auf Basis eines vorherigen Wertes tIVz einer Solleinlassventilschließzeit des Einlassventils 111. Konkret wird die Ansprechzeitkonstante Tb in einer vorprogrammierten Nachschlagtabelle nachgeschlagen, in der gezeigt ist, wie die Ansprechzeitkonstante Tb relativ zu der Solleinlassventilschließzeit tIVz variiert (genauer eine vorherige Solleinlassventilschließzeit tIVz). Die Ansprechzeitkonstante Tb auf Basis der Solleinlassventilschließzeit tIVC gibt eine zweite Zeitkonstante an, die eine Ansprechverzögerung einer Veränderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal bezüglich einer Änderung der Drosselklappenöffnung angibt.
  • Bei Schritt S12 wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Zeitkonstante Tb an dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (gemäß Berechnung bei Schritt S7 oder bei Schritt S8) vorgenommen, um so den realen Einlassluftkanalinnendruck rP zu berechnen oder abzuschätzen. Der reale Innendruck rP gemäß Abschätzung wird als Istinnendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 angesehen und entspricht im Wesentlichen dem Istinnendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108. Weist der in dem Sammler 107 eingeschraubte Drucksensor 129 eine ausreichende Ansprechcharakteristik und eine hinlängliche Genauigkeit bei der Druckmessung auf, so kann das Sensorsignal des Drucksensors 129 anstelle des abgeschätzten Innendruckes rP verwendet werden. Die Verwendung des Sensorsignals aus dem Drucksensor 129 beseitigt die Notwendigkeit der Schritte S11 und S12.
  • Bei Schritt S13 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis des Sollmotordrehmomentes tTe und des realen Einlassluftkanalinnendruckes rP abgeschätzt oder erfasst. Die arithmetische Operation bei Schritt S13 basiert ebenfalls auf den vorgenannten drei Gleichungsausdrücken. Das ECM 120 erzeugt ein die Solleinlassventilschließzeit angebendes Signal, das die Solleinlassventilschließzeit tIVC angibt. Anschließend wird das die Solleinlassventilschließzeit angebende Signal über den Ausgangsport 128 an den der Einlassventilseite zueigenen elektromagnetischen Betätiger 112 gesandt.
  • Dargestellt sind in 4A bis 4E Variationen der Beschleunigeröffnung APS, des Motordrehmomentes (des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes stTe, des Sollmotordrehmoments tTe), des Innendrucks in dem Einlassluftzweigkanal (des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP, des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP gemäß Abschätzung oder Erfassung), der Einlassventilschließzeit (der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC, der Solleinlassventilschließzeit tIVC) und der Drosselklappenöffnung (Solldrosselklappenöffnung tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Hauptsteuerprogramms gemäß 3 von dem ersten zu dem zweiten Steuermodus umgestellt wird.
  • In den Zeitablaufdiagrammen gemäß 4A bis 4E ist der Beharrungszustand bis zur Zeit t0 aufrechterhalten, weshalb das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe identisch zum Sollmotordrehmoment tTe, der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP identisch zum realen Einlassluftkanalinnendruck rP gemäß Abschätzung oder Erfassung und die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC identisch zur Solleinlassventilschließzeit tIVC ist. Die Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 wird bei der Grundeinlassventilschließzeit IVCb gehalten, da das System bis zur Zeit t0 im ersten Steuermodus betrieben wird. Nimmt die Beschleunigeröffnung APS zur Zeit t0 rasch zu, so steigt das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe auf Grundlage des raschen Ansteigens der Beschleunigeröffnung APS rasch an. Demgegenüber wird das Sollmotordrehmoment tTe als Wert berechnet, der zum Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe mit einer Nacheilung erster Ordnung (siehe in diesem Zusammenhang Schritt S4 von 3) asymptotisch ist. Nunmehr ist die Zeitkonstante gleich der Ansprechzeitkonstante Ta für den Innendruck in dem Einlassluftkanal (siehe Schritte S3 und S4 von 3). Zwischen t0 und t1 hat der Systembetriebsmodus noch nicht gewechselt und verbleibt im ersten Steuermodus, weshalb die Beharrungszustandsollschließzeit stIVC immer noch bei der Grundeinlassventilschließzeit IVCb liegt. Wie sich aus Schritt 7 von 3 ergibt, wird der Beharrungszustandeinlassluftkanalinnendruck stP sowohl auf Basis der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC wie auch des rasch angestiegenen Beharrungszustandsollmotordrehmomentes stTe berechnet, weshalb der Beharrungszustandeinlassluftkanalinnendruck stP zur Zeit t0 (siehe 4C) rasch zunimmt. Aus demselben Grund wie vorstehend beschrieben, nimmt die Solldrosselklappenöffnung tTVO gemäß Berechnung sowohl auf Basis der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC und des rasch angestiegenen Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruckes stP zur Zeit t0 rasch zu (siehe 4E). Der reale Einlassluftkanalinnendruck rP wird als Wert abgeschätzt oder berechnet, der zum Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP mit einer Nacheilung erster Ordnung (siehe Schritt 12 von 3) asymptotisch ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zeitkonstante gleich der Ansprechzeitkonstante Tb für den Innendruck in dem Einlassluftkanal (siehe Schritte S11 und S12 von 3). Nimmt die Solldrosselklappenöffnung tTVO zur Zeit t0 rasch zu, so wird die Istdrosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 näher an die Solldrosselklappenöffnung tTVO herangebracht. Zu diesem Zeitpunkt beginnt entsprechend dem raschen Anstieg der Istdrosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 der Innendruck in dem Einlassluftkanal 108 allmählich zu steigen. Zudem ist der reale Einlassluftkanalinnendruck rP gemäß Abschätzung oder Berechnung zu dem Istinnendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 nahezu gleich. Wie sich aus Schritt S13 von 3 ergibt, wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis sowohl des Sollmotordrehmomentes tTe und des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP berechnet. Wie sich aus der Abfolge der Schritte S1 bis S7 sowie S10 bis S13 (insbesondere aus Schritten S1 bis S4, die zur Berechnung des Sollmotordrehmomentes tTe benötigt werden), die während des ersten Steuermodus ausgeführt werden, ergibt, ist die Solleinlassventilschließzeit tIVC nicht zwangsweise auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt, sondern es wird als Folge die Solleinlassventilschließzeit tIVC bei einer Zeit im Wesentlichen entsprechend der Grundeinlassventilschließzeit IVCb gehalten. Wird der Systembetriebsmodus zur Zeit t1 von dem ersten Steuermodus zu dem zweiten Steuermodus umgestellt, so wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP rasch auf den Grunddruck Pb (beispielsweise –50 mmHG) eingestellt. Wie sich aus Schritt S9 von 3 ergibt, wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC auf Basis sowohl des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks gemäß Einstellung auf den Grunddruck Pb und des allmählich zunehmenden Sollmotordrehmoments tTe eingestellt. Im Ergebnis rückt die Beharrungszustandsollventilschließzeit stIVC instantan rasch zu der Zeit t1 vor und ändert sich anschließend allmählich moderat in derjenigen Richtung, in der die Verzögerung der Ventilschließzeit erfolgt. Aufgrund der Änderung der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC nimmt die Solldrosselklappenöffnung tTVO zur Zeit t1 rasch zu und ändert sich anschließend allmählich moderat in derjenigen Richtung, die die Drosselklappenöffnung weiter ansteigen lässt. Demgegenüber wird der reale Einlassluftkanalinnendruck rP als Wert abgeschätzt oder berechnet, der zu dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (mit einem schrittweise erfolgenden weiteren Anstieg) mit einer Nacheilung erster Ordnung asymptotisch ist. Nach dem Umstellen von dem ersten zu dem zweiten Steuermodus zum Zeitpunkt t1 wird der reale Einlassluftkanalinnendruck rP gemäß Abschätzung oder Berechnung zu dem Istinnendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 nahezu gleich. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich der reale Einlassluftkanalinnendruck rP mit einer Charakteristik, die gänzlich von derjenigen des Sollmotordrehmomentes tTe verschieden ist. Gleichwohl rückt die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis sowohl des Sollmotordrehmomentes rTe und des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP allmählich vor, weshalb sich das Motorausgabedrehmoment (die Motorleistungsausgabe) an das Sollmotordrehmoment tTe anpasst.
  • Demgegenüber zeigen 5A bis 5E Variationen der Beschleunigeröffnung APS, des Motordrehmomentes (des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes stTe, des Sollmotordrehmomentes tTe), des Innendruckes in dem Einlassluftkanal (des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruckes stP, des realen Einlassluftkanalinnendruckes rP gemäß Schätzung oder Erfassung), der Einlassventilschließzeit (der Behar rungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC, der Solleinlassventilschließzeit tIVC) und der Drosselklappenöffnung (Solldrosselklappenöffnung tTVO) gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Hauptsteuerprogramms gemäß 3 von dem zweiten in den ersten Steuermodus umgestellt wird.
  • In den Zeitdiagrammen von 5A bis 5E wird der Beharrungszustand bis zur Zeit t4 beibehalten, weshalb das Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe zu dem Sollmotordrehmoment tTe, der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP zum realen Einlassluftkanalinnendruck rP gemäß Schätzung oder Erfassung und die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC zur Solleinlassventilschließzeit tIVC identisch ist. Der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 wurde bereits auf den Grunddruck Pb eingestellt, da das System immer noch im zweiten Steuermodus betrieben wird. Zwischen t4 und t5 verbleibt das System im zweiten Steuermodus, weshalb der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP auf dem Grunddruck Pb gehalten wird. Wie aus Schritt S9 von 3 ersichtlich ist, wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC auf Grundlage sowohl des auf den Grunddruck Pb eingestellten Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP und des allmählich zunehmenden Sollmotordrehmomentes tTe berechnet, weshalb sich ab t4 die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC allmählich in die die Ventilschließzeit verzögernde Richtung ändert. Auf dieselbe Weise nimmt die Solldrosselklappenöffnung tTVO, die auf Basis sowohl des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP und der allmählich zunehmenden (sich allmählich verzögernden) Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC berechnet ist, ab der Zeit t4 allmählich zu. Innerhalb des Zeitintervalls zwischen t4 und t5 verbleibt der reale Einlassluftkanalinnendruck rP unverändert (das heißt, er verbleibt auf dem Grunddruck Pb). Wie sich durch einen Vergleich zwischen Schritten S9 und S13 ergibt, wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC selbst als Solleinlassventilschließzeit tIVC berechnet. Wird der Systembetriebsmodus zur Zeit t5 vom zweiten in den ersten Steuermodus umgestellt, so wird die Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC rasch auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt. Nach dem Umstellen in den ersten Steuermodus bei t5 wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP auf Basis sowohl der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC und des Beharrungszustandsollmotordrehmomentes stTe berechnet (siehe den Übergang von Schritt S5 über Schritt S6 zu Schritt S7), weshalb der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP zur Zeit t5 rasch abfällt, was durch den raschen Abfall der Beharrungszustandsolleinlassventilschließzeit stIVC bedingt ist. Aufgrund dieses raschen Abfalls des Beharrungszustand solleinlassluftkanalinnendrucks stP verringert sich die Solldrosselklappenöffnung tTVO zur Zeit t5 rasch. Der reale Einlassluftkanalinnendruck rP wird als Wert berechnet, der zu dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (der bei t5 rasch fällt) mit einer Nacheilung erster Ordnung asymptotisch ist. Nunmehr wird der reale Einlassluftkanalinnendruck gemäß Abschätzung zu dem Istinnendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 nahezu gleich. Nach der Zeit t5 verzögert sich die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis sowohl des Sollmotordrehmomentes tTe und des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP allmählich, infolgedessen sich das Motorausgabedrehmoment (Motorleistungsausgabe) an das Sollmotordrehmoment tTe angleicht.
  • Wie vorstehend diskutiert worden ist, wird, wenn das System im ersten Steuermodus betrieben wird, die Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt, allerdings mit Ausnahme des Momentes genau nach dem Umstellen von dem zweiten Steuermodus in den ersten Steuermodus, weshalb die Einlassluftmenge (das heißt das Motorausgabedrehmoment) durch Regulieren der Drosselklappenöffnung des Drosselklappenventils 105 gesteuert wird. Wird das System umgekehrt im zweiten Steuermodus betrieben, so wird der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 auf den Grunddruck Pb eingestellt, allerdings mit Ausnahme des Momentes genau nach dem Umstellen von dem ersten Steuermodus in den zweiten Steuermodus, weshalb die Einlassluftmenge durch Regulieren der Einlassventilschließzeit des Einlassventils 111 gesteuert wird. Entsprechend der Luftmengensteuerroutine von 3 gleicht sich das Motorausgabedrehmoment fortwährend an das Sollmotordrehmoment tTe an. Der Umstellvorgang zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus kann ruckfrei erfolgen, ohne dass eine Motordrehmomentdifferenz während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus auftreten würde (ohne eine rasche Änderung des Motorausgabedrehmomentes vor und nach der Zeit t1 während des Umstellens in den zweiten Steuermodus und ohne eine rasche Änderung des Motorausgabedrehmomentes vor und nach der Zeit t5 während des Umstellens in den ersten Steuermodus). Die Zeittabellen von 4A bis 4E sowie 5A bis 5E stellen beispielhalber denjenigen Fall dar, in dem der Umstellvorgang zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus in einem Übergangszustand des Motors auftritt, das heißt, mit einer raschen Zunahme der Beschleunigeröffnung APS. Selbstverständlich ist entsprechend der Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels keine rasche Änderung des Motorausgabedrehmomentes gegeben, wenn das Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus im Beharrungszustand erfolgt.
  • In 6 ist ein weiteres Einlassluftmengensteuerprogramm gezeigt, das von der CPU 122 des ECM 120 der Einlassluftmengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird. Die Hauptroutine von 6 wird als zeitausgelöste Interruptroutine ausgeführt, die in vorbestimmten Intervallen beispielsweise von 10 Millisekunden auszulösen ist. Bei Schritt S600 wird die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 berechnet. Bei Schritt S700 wird die reale Einlassluftmenge rQH01 berechnet. Bei Schritt S800 wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP berechnet. Bei Schritt S900 wird die Solleinlassluftmenge tQH02 berechnet. Bei Schritt S1000 wird die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03, die während des Modusumstellens des Einlassluftmengensteuermodus (das heißt während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus) benötigt wird, berechnet. Bei Schritt S1100 wird die Solldrosselklappenöffnung tTVO berechnet. Bei Schritt S1200 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC berechnet.
  • Einzelheiten betreffend die Abfolge von Schritten S600 bis S1200 von 6 sind nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die entsprechenden Unterroutinen (siehe 7, 10, 11, 12, 13, 14 und 18) beschrieben.
  • Gemäß 7 fängt die Routine zur Berechnung der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge (stQH01) bei Schritt S600 an, woraufhin zu Schritt S601 übergegangen wird. Bei Schritt S601 wird die Freilaufhalteeinlassluftmenge Qi berechnet. Die Freilaufhalteeinlassluftmenge Qi bezeichnet die Summe der Einlassluftmenge, die zum Halten der Motorgeschwindigkeit Ne bei einer vorgegebenen Freilaufgeschwindigkeit notwendig ist, und einer zusätzlichen Einlassluftmenge, die zur Erzeugung eines Motordrehmomentes benötigt wird, das einer Motorzusatzlast, so beispielsweise einer Klimaanlage, entspricht. Bei Schritt S602 wird der Freilaufhaltedrosselklappenöffnungsbereich oder der Freilaufstabilisierungsdrosselklappenöffnungsbereich Ai auf Basis der Freilaufhalteeinlassluftmenge Qi berechnet. Konkret wird der Freilaufhaltedrosselklappenöffnungsbereich Ai durch Multiplizieren der Freilaufhalteeinlassluftmenge Qi mit einem Koeffizienten berechnet, der die Beziehung zwischen dem Drosselklappenöffnungsbereich und der Strömungsrate derjenigen Luft angibt, die durch das Drosselklappenventil 105 in einen Schallstrom läuft. Der Koeffizient kann auf Basis der Freilaufhalteeinlassluftmenge Qi aus einer vorbestimmten oder vorprogrammierten charakteristischen Abbildung bestimmt werden, in der gezeigt ist, wie der Drosselklappenöffnungsbereich Ai relativ zu der Strömungsrate der durch das Drosselklappenventil in einem Schallstrom einlaufenden Luft variiert. Bei Schritt S603 wird ein Äquivalenzdrosselklappenöffnungsbereich Aa entspre chend einem vom Fahrer angeforderten Motorausgabedrehmoment auf Basis aktueller die aktualisierte Beschleunigeröffnung angebender Daten APS berechnet. Konkret wird der Äquivalenzdrosselklappenbereich Aa aus einer vorbestimmten Nachschlagtabelle oder der in 8 gezeigten Abbildung der Umwandlung zwischen einer vorprogrammierten Beschleunigeröffnung (APS) und einer Äquivalenzdrosselklappenöffnung (Aa) berechnet. Bei Schritt S604 wird der Gesamtdrosselklappenöffnungsbereich (einfacher gesagt, der Drosselklappenöffnungsbereich) A (= Ai + Aa) durch Addieren des Freilaufhaltedrosselklappenöffnungsbereiches Ai zu dem Äquivalenzdrosselklappenöffnungsbereich Aa berechnet. Bei Schritt S605 wird ein variabler Parameter ANV arithmetisch durch den Ausdruck ANV = A/(Ne × V) berechnet, wobei A den Gesamtdrosselklappenöffnungsbereich (der vorgenannte Drosselklappenöffnungsbereich), Ne die Motorgeschwindigkeit und V eine Versetzung des Motors bezeichnen. Bei Schritt S606 wird eine volumetrische Strömungsrate QHO (die das Volumen der Einlassluft bei Standardbedingungen (atmosphärischer Temperatur und atmosphärischem Druck) in Bezug auf das Hubvolumen des Motors angibt) auf Basis des Parameters ANV berechnet. Konkret wird die volumetrische Strömungsrate QHO aus einer vorbestimmten Nachschlagtabelle oder einer in dem Computerspeicher gespeicherten und in 9 gezeigten Umwandlungsabbildung zwischen dem vorprogrammierten variablen Parameter (ANV) und der volumetrischen Strömungsrate (QHO) berechnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die in 9 gezeigte ANV/QHO-Umwandlungsabbildung unter der Annahme vorprogrammiert, dass die Einlassventilöffnungszeit (IVO) des Einlassventils 111 im oberen Totpunkt (top dead center TDC) eingestellt wird, wohingegen die Einlassventilschließzeit (ICO) im unteren Totpunkt (bottom dead center BDC) eingestellt wird. Die volumetrische Strömungsrate QHO wird als gewünschte Einlassluftmenge verwendet. Bei Schritt S607 wird die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 auf die volumetrische Strömungsrate QHO eingestellt. Die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 bezeichnet einen Beharrungszustandsollwert, zu dem die Einlassluftmenge nach einer Weile im Beharrungszustand konvergiert, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist.
  • Wie in 10 gezeigt ist, fängt die Berechnungsroutine für die reale Einlassluftmenge (rQH01) bei Schritt S700 an und geht bei Schritt S701 weiter. Bei Schritt S701 wird auf dieselbe Weise wie bei Schritt S3 der in 3 gezeigten Routine die Ansprechzeitkonstante Ta für den Innendruck in dem Einlassluftkanal berechnet oder in einer vorbestimmten Nachschlagtabelle nachgeschlagen, in der gezeigt ist, wie die Ansprechzeitkonstante Ta relativ zu einer Grundeinlassventilschließzeit IVCb variiert. Bei Schritt S702 wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Zeitkonstante Ta an der bei Schritt S607 berechneten Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 vorgenommen, um eine reale Einlassluftmenge rQH01 zu berechnen. Die reale Einlassluftmenge rQH01 gemäß Ermittlung durch die Nacheilverarbeitung erster Ordnung ist ein Wert, der die Isteinlassluftmenge während des Betriebes im ersten Steuermodus angibt.
  • Wie in 11 gezeigt ist, fängt die Routine zur Berechnung des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks (stP) bei Schritt S800 an und geht zu Schritt S801 über. Bei Schritt S801 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus ausgewählt ist. Ist die Antwort bei Schritt S801 bejahend (JA), das heißt, ist der erste Steuermodus ausgewählt, so wird zu Schritt S802 übergegangen. Bei Schritt S802 wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP auf Basis sowohl der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 und der Motorgeschwindigkeit Ne abgeschätzt oder berechnet. Konkret wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP in einer vorprogrammierten charakteristischen Abbildung nachgeschlagen oder aus dieser bestimmt, wobei in der Abbildung gezeigt ist, wie der Behanungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP relativ zu der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 und der Motorgeschwindigkeit Ne variiert. Der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP ist ein Wert, der einen Beharrungszustandsollwert des Innendrucks in dem Einlassluftzweigkanal 108 angibt. Ist umgekehrt die Antwort bei Schritt S801 verneinend (NEIN), das heißt, ist der zweite Steuermodus ausgewählt, so wird zu Schritt S803 übergegangen. Bei Schritt S803 wird der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP gleich dem Grunddruck Pb, so beispielsweise auf –50 mmHg, gesetzt. Bei dem System des gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Grunddruck Pb auf einen vergleichsweise hohen Druckpegel von beispielsweise –50 mmHg eingestellt. Vorzugsweise kann der Druck Pb in Abhängigkeit von der Motortemperatur, so beispielsweise von der Motorkühlmitteltemperatur, bestimmt werden.
  • Wie in 12 gezeigt ist, fängt die Routine zur Berechnung der Solleinlassluftmenge (tQH02) bei Schritt S900 an, woraufhin zu Schritt S901 übergegangen wird. Bei Schritt S901 wird ein Ladungswechselverlustdifferenzkorrekturfaktor PUMP1 berechnet, der zum Kompensieren der Ladungswechselverlustdifferenz zwischen einem Ladungswechselverlust gemäß Erzeugung während des ersten Steuermodus und einem Ladungswechselverlust gemäß Erzeugung während des zweiten Steuermodus erforderlich ist. In der Praxis wird der Ladungswechselverlustdifferenzkorrekturfaktor PUMP1 nachgeschlagen oder aus einer vorbestimmten charakteristischen Abbildung abgeleitet. Bei Schritt S902 wird ein Verbrennungswirkungsgraddifferenrkorrekturfaktor k berechnet, der zum Kompensieren einer Verbrennungswirkungsgraddifferenz zwischen einem Verbrennungswirkungsgrad gemäß Ermittlung während des ersten Steuermodus und einem Verbrennungswirkungsgrad gemäß Ermittlung während des zweiten Steuermodus benötigt wird. Der Verbrennungswirkungsgraddifferenzkorrekturfaktor k wird nachgeschlagen oder aus einer vorprogrammierten charakteristischen Abbildung abgeleitet. Beim Bestimmen der vorgenannten charakteristischen Abbildung für den Ladungswechselverlustdifferenzkorrekturfaktor PUMP1 und beim Bestimmen der vorgenannten charakteristischen Abbildung für den Verbrennungswirkungsgraddifferenzkorrekturfaktor k wird bei der vorliegenden Erfindung die Einlassluftmenge zur Erzeugung desselben Motorausgabedrehmomentes sowohl im ersten Steuermodus wie auch im zweiten Steuermodus experimentell bestimmt, woraufhin die Änderungsrate der vorgenannten Einlassluftmenge für beliebige Motordrehmomente geplottet wird. Jede der charakteristischen Abbildungen für PUMP1 und k wird auf Basis der Änderungsratendaten vorprogrammiert. Bei Schritt S903 wird die reale Einlassluftmenge rQH01 sowohl durch den Ladungswechselverlustdifferenzkorrekturfaktor PUMP1 und den Verbrennungswirkungsgraddifferenzkorrekturfaktor k ausgeglichen oder berichtigt, um so die kompensierte Einlassluftmenge, das heißt die Solleinlassluftmenge tQH02, zu berechnen. Die Solleinlassluftmenge tQH02 entspricht einem Sollwert oder einem gewünschten Wert einer Einlassluftmenge, wenn der ausgewählte Systembetriebsmodus der zweite Steuermodus ist. Während des Betriebs im zweiten Steuermodus ist es möglich, ein Motorausgabedrehmoment zu erzeugen, das gleich einem Drehmomentwert des Motorausgabedrehmomentes gemäß Erzeugung während des Betriebes im ersten Steuermodus ist, indem die Einlassluftmenge an die Solleinlassluftmenge tQH02 angeglichen wird. Darüber hinaus ist es möglich, eine Drehmomentreaktion auf eine Beschleunigerbetriebsmenge (APS) gemäß Ermittlung in dem ersten Steuermodussystem an eine Drehmomentreaktion auf eine Beschleunigerbetriebsmenge (APS) gemäß Ermittlung in dem zweiten Steuermodussystem anzugleichen, indem die Einlassluftmenge an die Solleinlassluftmenge tQH02 angeglichen wird.
  • Wie in 13 gezeigt ist, fängt die Unterroutine zur Berechnung der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge (tQH03) bei Schritt S1000 an, woraufhin zu Schritt S1001 übergegangen wird. Bei Schritt S1001 wird auf dieselbe Weise wie bei Schritt S11 der in 3 gezeigten Routine die Ansprechzeitkonstante Tb für den Einlassluftkanalinnendruck berechnet oder in einer vorbestimmten Nachschlagtabelle nachgeschlagen, in der gezeigt ist, wie die Ansprechzeitkonstante Tb relativ zum vorherigen Wert tIVCz einer Solleinlassventilschließzeit des Einlassventils 11 variiert. Bei Schritt S1002 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus als aktueller Zyklus ausgewählt ist. Ist die Antwort bei Schritt S1002 bejahend (JA), so wird zu Schritt S1003 übergegangen. Bei Schritt S1003 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der zweite Steuermodus im letzten Zyklus ausgewählt ist. Sind die Antworten sowohl bei Schritt S1002 wie auch bei Schritt S1003 bejahend (JA), das heißt, wird ein Umstellen von dem zweiten Steuermodus in den ersten Steuermodus vorgenommen, so geht die Unterroutine zu Schritt S1004 über. Bei Schritt S1004 wird die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens vom zweiten in den ersten Steuermodus benötigt wird, auf den vorherigen Wert tQH02(old) der Solleinlassluftmenge TQH02 (entsprechend einer gewünschten Einlassluftmenge, die während des zweiten Steuermodus benötigt wird) eingestellt. Dies bedeutet, dass beim Umstellen von dem zweiten in den ersten Steuermodus die Solleinlassluftmenge tQH02 gemäß Berechnung genau vor Beginn des Umstellvorgangs in den ersten Steuermodus auf einen Anfangswert der Solleinlassluftmenge tQH03 eingestellt wird. Bei Rückkehr zu Schritt S1002 und S1003 wird, wenn die Antwort bei Schritt S1002 bejahend (JA) und die Antwort bei Schritt S1003 negativ (NEIN) ist, das heißt, wenn der erste Steuermodus immer noch ausgewählt ist, Schritt S1005 ausgeführt. Bei Schritt S1005 wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Ansprechzeitkonstante Tb an der realen Einlassluftmenge rQH01 vorgenommen, um die Solleinlassluftmenge tQH03 zu berechnen, sodass die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 die reale Einlassluftmenge rQH01 mit einer zeitlichen Nacheilung gemäß Definition durch die Ansprechzeitkonstante Tb erreicht. Genau nach dem Umstellen in den ersten Steuermodus wird die Solleinlassluftmenge tQH03 zunächst gleich dem vorherigen Wert tQH02(old) der Solleinlassluftmenge tQH02 gesetzt und daraufhin näher an die reale Einlassluftmenge rQH01 mit einer zeitlichen Nacheilung gemäß Definition durch die Ansprechzeitkonstante Tb gebracht. Ist die Antwort bei Schritt S1002 negativ, so wird Schritt S1006 ausgeführt. Bei Schritt S1006 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus im vorherigen Zyklus ausgewählt ist. Ist die Antwort bei Schritt S1002 verneinend (NEIN), und ist die Antwort bei Schritt S1006 bejahend (JA), das heißt, erfolgt eine Umstellung von dem ersten in den zweiten Steuermodus, so geht die Unterroutine von Schritt S1006 zu Schritt S1007 über. Bei Schritt S1007 wird die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens von dem ersten in den zweiten Modus benötigt wird, auf den vorherigen Wert rQH01(old) der realen Einlassluftmenge rQH01 (entsprechend einem Wert, der eine Isteinlassluftmenge während des ersten Steuermodus angibt) eingestellt. Dies bedeutet, dass beim Umstellen von dem ersten in den zweiten Steuermodus die reale Einlassluftmenge rQH01 gemäß Berechnung genau vor Beginn des Umstellvorganges in den zweiten Steuermodus auf den Anfangswert der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 eingestellt wird. Ist umgekehrt die Antwort bei Schritt S1002 verneinend (NEIN), und die Antwort bei Schritt S1006 verneinend (NEIN), das heißt, ist der zweite Steuermodus nach wie vor ausgewählt, so wird Schritt S1008 ausgeführt. Bei Schritt S1008 wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Ansprechzeitkonstante Tb an der Solleinlassluftmenge TQH02 vorgenommen, um die Einlassluftmenge tQH03 zu berechnen, sodass sich die Solleinlassluftmenge tQH03 an die Solleinlassluftmenge TQH02 mit einer zeitlichen Nacheilung gemäß Definition durch die Ansprechzeitkonstante Tb annähert. Genau nach dem Umstellen in den zweiten Steuermodus wird die Solleinlassluftmenge tQH03 gleich dem vorherigen Wert rQH01(old) der realen Einlassluftmenge rQH01 gesetzt und anschließend näher an die Solleinlassluftmenge tQH02 mit einer zeitlichen Nacheilung gemäß Definition durch die Ansprechzeitkonstante Tb herangebracht.
  • Wie in 14 gezeigt ist, fängt eine Unterroutine zur Berechnung der Drosselklappenöffnung (tTVO) bei Schritt S1100 an, woraufhin zu Schritt S1101 übergegangen wird. Bei Schritt S1101 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus ausgewählt ist. Ist die Antwort bei Schritt S1101 bejahend (JA), so geht die Unterroutine von Schritt S1101 über die Schritte S1102 und S1103 zu Schritt S1107 über. Ist umgekehrt die Antwort bei Schritt S1102 verneinend (NEIN), so geht die Unterroutine von Schritt S1102 über die Schritte S1104, S1105, S1106 zu Schritt S1107 über. Bei Schritt S1102 wird ein variabler Parameter ANVm auf Basis der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 berechnet. Konkret wird der Parameter ANV nachgeschlagen oder aus einer vorprogrammierten Abbildung zwischen ANVm und stQH01, siehe 15, berechnet. Der Parameter ANVm wird arithmetisch als Wert gemäß Ermittlung durch den Ausdruck ANVm = At/(Ne × V) berechnet, wobei At den Drosselklappenöffnungsbereich für den Fall, dass die Einlassventilschließzeit entsprechend dem ersten Steuemtodus eingestellt ist, Ne die Motorgeschwindigkeit und v die Versetzung des Motors bezeichnen. Bei Schritt S1103 wird der Drosselklappenöffnungsbereich At durch Multiplizieren des Parameters ANVm mit sowohl der Motorgeschwindigkeit Ne wie auch der Versetzung des Motors berechnet. Bei Schritt S1104 wird ein Koeffizient C auf Basis des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP berechnet. Konkret wird der Koeffizient C nachgeschlagen oder aus einer vorbestimmten charakteristischen Abbildung abgeleitet, in der gezeigt ist, wie der Koeffizient C relativ zu dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP variiert (siehe 16, in der ein Beispiel für eine charakteristische Abbildung zwischen C und stP gezeigt ist). Unter der Annahme, dass der Innendruck in dem Einlassluftkanal konstant ist, steht der Wert At/(Ne × v) gemäß Ermittlung durch Dividieren des Drosselklappenöffnungsbereiches At durch sowohl die Motorgeschwindigkeit Ne wie auch die Versetzung v des Motors im Verhältnis zu einer volumetrischen Strömungsrate (QHO). In diesem Fall entspricht der Proportionalitätskoeffizient zwischen dem Wert At/(Ne × v) und der volumetrischen Strömungsrate (QHO) dem Koeffizienten C. Der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP gemäß Verwendung bei Schritt S1104 entspricht einem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (gemäß Einstellung bei Schritt S803 von 11, wobei der Wert gleich dem Grunddruck Pb, so beispielsweise –50 mmHg) gesetzt ist. Bei Schritt S1105 wird ein Parameter ANVe durch Multiplizieren der Solleinlassluftmenge tQH02 mit dem Koeffizienten C berechnet. Der Parameter ANVe wird arithmetisch als Wert gemäß Ermittlung durch den Ausdruck ANVe = At/(Ne × v) berechnet, wobei At den Drosselklappenöffnungsbereich auf Basis des zweiten Steuermodus, Ne die Motorgeschwindigkeit und V die Versetzung des Motors bezeichnen. Bei Schritt S1106 wird der Drosselklappenöffnungsbereich At auf Basis des zweiten Steuermodus durch Multiplizieren des Parameters ANVe sowohl mit der Motorgeschwindigkeit Ne wie auch mit der Versetzung v des Motors berechnet. Bei Schritt S1107 wird eine Solldrosselklappenöffnung tTVO auf Basis des Drosselklappenöffnungsbereiches At gemäß Berechnung bei Schritt S1103 oder bei Schritt S1106 berechnet. Konkret wird die Solldrosselklappenöffnung tTVO nachgeschlagen oder aus einer vorprogrammierten charakteristischen Abbildung zwischen tTVO und At, siehe 17, berechnet.
  • Wie in 18 gezeigt ist, fängt die Unterroutine zur Berechnung der Solleinlassventilschließzeit (tIVC) bei Schritt S1200 an und geht sodann zu Schritt S1201 über. Bei Schritt S1201 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus ausgewählt ist. Ist die Antwort bei Schritt S1201 bejahend (JA), so geht die Unterroutine von Schritt S1201 zu Schritt S1202 über. Bei Schritt S1202 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die seit dem Umstellen zwischen den Steuermodi verstrichene Zeit ein vorbestimmtes Zeitintervall ε übersteigt. Ist die Antwort bei Schritt S1202 bejahend (JA), das heißt, ist die verstrichene Zeit größer als ε, so geht die Unterroutine zu Schritt S1203 über. Bei Schritt S1203 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC gleich der Grundeinlassventilschließzeit IVCb gesetzt. Ist demgegenüber die Antwort bei Schritt S1202 verneinend (NEIN), das heißt, ist die verstrichene Zeit kleiner oder gleich ε, so wird zu Schritt S1204 übergegangen. Bei Schritt S1204 wird die maximale Einlassluftmenge QH0max auf Basis des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP berechnet. Konkret wird die maximale Einlassluftmenge QH0max in einer vorprogram mierten charakteristischen Abbildung zwischen QH0max und stP, siehe 19, nachgeschlagen oder daraus abgeleitet. Die maximale Einlassluftmenge bezeichnet die maximale Luftmenge der Einlassluft, die in den Motor unter der besonderen Bedingung gesogen wird, dass der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 identisch zu dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP ist. Der Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP gemäß Verwendung bei Schritt S1204 entspricht dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (gemäß Berechnung bei Schritt S802 von 11 oder auf Basis sowohl der Motorgeschwindigkeit Ne wie auch der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01). Bei Schritt S1205 wird eine Einlassventilöffnungszeitperiode IVP (das Zeitintervall zwischen der Einlassventilöffnungszeit (IVO) und der Einlassventilschließzeit (IVC)) durch Multiplizieren des Kurbelwinkels von 180° vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt mit dem Verhältnis tQH03/tQHmax der Solleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens zwischen den Steuermodi benötigt wird, zu der maximalen Einlassluftmenge QH0max berechnet. Dies bedeutet, dass die Einlassventilöffnungszeitperiode IVP durch den Ausdruck IVP = 180° × (tQH03/QH0max) bestimmt ist. Bei Schritt S1206 wird eine Hilfseinlassventilschließzeit beziehungsweise eine vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 des Einlassventils 111 auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP gemäß Berechnung bei Schritt S1205 berechnet. Die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß Ermittlung bei Schritt S1206 entspricht derjenigen Einlassventilschließzeit, zu der die Einlassluftmenge zu der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 unter der besonderen Bedingung wird, dass der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 identisch zu dem abgeschätzten oder berechneten Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnerudruck stP (auf Basis sowohl der Motorgeschwindigkeit Ne und der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01) ist. Bei Schritt S1207 wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Ansprechzeitkonstante Tb an der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 vorgenommen, um die Solleinlassventilschließzeit± tIVC zu berechnen. Als Ergebnis einer derartigen Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Zeitkonstante Tb gemäß Vornahme an der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 ist es möglich, die Isteinlassluftmenge an die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 anzugleichen. Ist die Antwort bei Schritt S1201 verneinend (NEIN), das heißt, ist der erste Steuermodus nicht ausgewählt, so rückt die Unterroutine zu Schritt S1208 vor. Auf ähnliche Weise wie bei Schritt S1204 wird bei Schritt S1208 die maximale Einlassluftmenge QH0max auf Basis des Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendrucks stP berechnet. Der Parameter stP, der bei Schritt S1208 verwendet wird, entspricht dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (gleich Grunddruck Pb, so beispielsweise –50 mmHg) gemäß Einstellung bei Schritt S803 von 11. Anschließend wird bei Schritt S1208 eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die seit dem Umstellen zwischen den Steuermodi verstrichene Zeit ein vorgegebenes Zeitintervall ε übersteigt, und zwar auf ähnliche Weise wie bei Schritt S1202. Ist die Antwort bei Schritt S1209 bejahend (JA), das heißt, ist die verstrichene Zeit größer oder gleich ε, so wird zu Schritt S1210 übergegangen. Bei Schritt S1210 wird die Einlassventilöffnungszeitperiode IVP (= 180° Kurbelwinkel × (tQH02/QH0max)) durch Multiplizieren eines Kurbelwinkels von 180° vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt mit dem Verhältnis (tQH02/QH0max) der Solleinlassluftmenge tQH02, die während des zweiten Steuermodus benötigt wird, zu der maximalen Einlassluftmenge QH0max berechnet. Bei Schritt S1211 wird die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP gemäß Berechnung bei Schritt S1210 berechnet. Die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß Ermittlung durch Schritt S1211 entspricht derjenigen Einlassventilschließzeit, zu der die Einlassluftmenge zu der Solleinlassluftmenge tQH02 unter der besonderen Bedienung wird, dass der Innendruck in dem Einlassluftzweigkanal 108 an den Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP (gemäß Einstellung auf Tb) angeglichen ist. Bei Schritt S1212 wird die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 selbst als Solleinlassventilschließzeit tIVC eingestellt. Ist demgegenüber die Antwort bei Schritt S1209 verneinend (NEIN), das heißt, ist die seit dem Umstellen zwischen den Steuermodi verstrichene Zeit nicht größer als das vorgegebene Zeitintervall ε, so geht die Unterroutine von Schritt S1209 zu Schritt S1213 über. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1205 wird bei Schritt S1213 die Einlassventilöffnungszeitperiode IVP durch Multiplizieren des Kurbelwinkels von 180° vom obern Totpunkt zum unteren Totpunkt mit dem Verhältnis tQH03/QH0max der Solleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens zwischen den Steuermodi benötigt wird, zu der maximalen Einlassluftmenge QH0max berechnet. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1206, wird bei Schritt S1214 die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 auf Basis der Einlassventilöffnungszeit IVO gemäß Berechnung bei Schritt S1213 berechnet. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1207 wird bei Schritt S1215 eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Ansprechzeitkonstante Tb an der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß Ermittlung bei Schritt S1214 vorgenommen, um die Solleinlassventilschließzeit tIVC zu berechnen.
  • 20A bis 20E zeigen Variationen der Beschleunigeröffnung APS, der Einlassluftmenge (der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01, der realen Einlassluftmenge rQH01, der Solleinlassluftmenge tQH02, die während des zweiten Steuermodus benötigt wird, der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus von Nöten ist), des Innendrucks in dem Einlassluftkanal (des Beharrungszustandeinlassluftkanalinnendrucks stP, des Istinnendrucks in dem Einlassluftkanal), der Einlassventilschließzeit (der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVCb, der Solleinlassventilschließzeit tIVC) und der Drosselklappenöffnung (der Solldrosselklappenöffnung tTVO) gemäß Ermittlung, wenn das System während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms von 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus umgestellt wird. Demgegenüber zeigen 21A bis 21E Variationen der Parameter APS, stQH01, rQH01, tQH02, tQH03, stP, IVC, tIVC, tTVO sowie des Isteinlassluftkanalinnendrucks gemäß Ermittlung, wenn der Systembetriebsmodus während der Ausführung des Einlassluftmengensteuerprogramms von 6 von dem zweiten in den ersten Steuermodus umgestellt wird.
  • In den Zeitdiagrammen gemäß 20A bis 20E nimmt die Beschleunigeröffnung APS zur Zeit t0 während des ersten Steuermodus (siehe die steigende Flanke der die Beschleunigeröffnung angebenden Spannungssignalwelle gemäß 20A bei t0) rasch zu. Aufgrund des raschen Anstiegs der Beschleunigeröffnung APS nimmt auch die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 rasch zu (siehe 20B), wohingegen die Menge der Einlassluft, die aktuell in den Motor eingesogen wird, mit einer geringen Zeitverzögerung folgt (siehe die gemäßigt ansteigende Kurve der realen Einlassluftmenge rQH01 von 20B nach t0). Aufgrund der raschen Zunahme der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 genau nach t0 nimmt auch die Solldrosselklappenöffnung tTVO rasch zu (siehe die ansteigende Flanke der die Solldrosselklappenöffnung angebenden Signalwelle gemäß 20E bei t0). Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Solleinlassluftmenge tQH02 in Abhängigkeit von der Zunahme der realen Einlassluftmenge rQH01 zu, wohingegen die asymptotische Linie der Solleinlassluftmenge tQH02 auf einem niedrigeren Pegel als die Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 ist (Man vergleiche die am weitesten oben liegende Linie, die die Änderung des Parameters stQH01 angibt, mit der am weitesten unten liegenden charakteristischen Kurve, die die Änderung des Parameters tQH02 in 20B angibt). Dies rührt daher, dass eine Differenz bei der zum Konstanthalten des Motorausgabedrehmomentes während des Umstellens von dem ersten in den zweiten Modus benötigten Einlassluftmenge vorhanden ist. Sind die vorbestimmten Bedingungen, die zum Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus nötig sind, zum Zeitpunkt t1 erfüllt, so erfolgt das Umstellen von dem ersten in den zweiten Steuermodus oder es beginnt. Zu Beginn des Modusum stellens von dem ersten in den zweiten Steuermodus wird zunächst die Solleinlassluftmenge tQH03, die während des Modusumstellens der Einlassluftmengensteuerung benötigt wird, derart berechnet, dass der zugehörige Anfangswert auf die reale Einlassluftmenge rQH01 gemäß Berechnung genau vor dem Modusumstellpunkt t1 eingestellt ist. Anschließend variiert der berechnete Wert der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 entsprechend der Einlassluftkanalinnendruckänderungscharakteristik mit der Ansprechzeitkonstante Tb, sodass sich der berechnete Wert der Solleinlassluftmenge tQH03 allmählich der Solleinlassluftmenge tQH02 annähert, die während des zweiten Steuermodus benötigt wird (siehe den Schnitt zwischen den Änderungscharakteristiken der beiden Parameter rQH01 und tQH03 zur Zeit t1 und vergleiche die Änderungscharakteristik der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 mit der Änderungscharakteristik des Isteinlassluftkanalinnendrucks gemäß Abschätzung als der reale Einlassluftkanalinnendruck rP oder Erfassung direkt durch den Drucksensor nach t1 in 20B und 20C). Zusätzlich wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC entsprechend der Einlassluftkanalinnendruckänderungscharakteristik der Ansprechzeitkonstante Tb (siehe 20C und 20D zwischen t1 und t2) berechnet. Dies bedeutet, dass unmittelbar vor dem Modusumstellpunkt t1 in 20A bis 20E die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt wird (siehe den Übergang von Schritt S1201 über Schritt S1202 auf Schritt S1203 in 18). Sobald das Umstellen in den zweiten Steuermodus bei t1 erfolgt, beginnt sich die Solleinlassventilschließzeit tIVC an die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 anzunähern (siehe den Übergang von Schritt S1201 über die Schritte S1208, 1209, S1213 und S1214 zu Schritt S1215 in 18 und siehe die charakteristische Kurve der Solleinlassventilschließzeit tIVC gemäß Darstellung durch die durchgezogene Linie und die charakteristische Kurve der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß Darstellung durch die unterbrochene Linie zwischen t1 und t2 in 20D). Nach der Zeit t2 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC bei der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß Berechnung gehalten (siehe den Übergang von S1209 über die Schritte S1210 und S1211 zu Schritt S1212 von 18).
  • Demgegenüber wird, wie in 21A bis 21E zu sehen ist, wenn der Systembetriebsmodus zur Zeit t5 von dem zweiten in den ersten Steuermodus umgestellt wird, zunächst die Solleinlassluftmenge tQH03, die während des Modusumstellens der Einlassluftmengensteuerung benötigt wird, derart berechnet, dass deren Anfangswert auf die Solleinlassluftmenge tQH02(old) gemäß Berechnung genau vor dem Modusumstellpunkt t5 eingestellt wird. Anschließend variiert der berechnete Wert der Solleinlassluft menge tQH03 entsprechend der Einlassluftkanalinnendruckänderungscharakteristik mit der Ansprechzeitkonstante Tb, sodass sich der berechnete Wert der Solleinlassluftmenge tQH03 allmählich der realen Einlassluftmenge rQH03 annähert, die während des ersten Steuermodus benötigt wird (siehe den Schnitt zwischen den Änderungscharakteristiken der beiden Parameter tQH02 und tQH03 zur Zeit t5 und vergleiche die Änderungscharakteristik der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 mit der Änderungscharakteristik des Isteinlassluftkanalinnendrucks gemäß Abschätzung als der reale Einlassluftkanalinnendruck rP oder Erfassung direkt durch den Drucksensor nach t5 in 21B und 21C). Darüber hinaus wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC entsprechend der Einlassluftkanalinnendruckänderungscharakteristik der Ansprechzeitkonstante Tb berechnet (siehe 21C und 21D zwischen t5 und t6). Ab dem Beginn des Umstellens in den zweiten Steuermodus, das heißt ab dem Modusumstellpunkt t5, beginnt die Solleinlassventilschließzeit tIVC sich der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0 anzunähern (siehe den Übergang von Schritt S1201 über die Schritte S1202, S1204, S1205 und S1206 zu Schritt S1208 in 8 und siehe die charakteristische Kurve der Solleinlassventilschließzeit tIVC gemäß Darstellung durch die durchgezogene Linie und die charakteristische Kurve der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVCO gemäß Darstellung durch die unterbrochene Linie zwischen t5 und t6 in 21D). Nach der Zeit t6 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC bei der Grundeinlassventilschließzeit IVCb gehalten (siehe den Übergang von S1202 nach Schritt S1203 in 18). Demgegenüber variiert die Solldrosselklappenöffnung tTVO entsprechend der Änderungscharakteristik der Solleinlassluftmenge tQH02 während der Zeitperiode zwischen t4 und t5, das heißt während des zweiten Steuermodus (siehe den Übergang von Schritt S1101 über die Schritte S1102 und S1103 zu Schritt S1107) und variiert entsprechend der Änderungscharakteristik der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 ab t5, das heißt, nach dem Umstellen auf den ersten Modus (siehe den Übergang von Schritt S1101 über die Schritte S1104 und S1105 zu Schritt S1106).
  • In 22 ist eine weitere arithmetische Berechnungsroutine für die Solleinlassventilschließzeit tIVC angegeben. Um die Solleinlassventilschließzeit tIVC arithmetisch zu berechnen, bedient sich die arithmetische IVC-Routine gemäß 18 der Behanungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 gemäß Berechnung durch die Unterroutine (Schritte S801 bis S803) von 11, wohingegen sich die arithmetische tIVC-Routine gemäß 12 der realen Einlassluftmenge rP gemäß tatsächlicher Erfassung durch den Drucksensor 129 bedient. Das Steuersystem kann sich des Programms gemäß 22 nur dann bedienen, wenn der Drucksensor 129 eine hinnehmbare Ansprechcharakte ristik und eine ausreichende Genauigkeit bezüglich der Druckmessung aufweist. Bei Schritt S1221 wird der reale Einlassluftkanalinnendruck rP gemäß Herleitung aus dem Sensorsignal von dem Drucksensor 129 gelesen, woraufhin eine maximale Einlassluftmenge QH0max auf Basis des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP berechnet oder bestimmt wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann dieselbe vorprogrammierte charakteristische Abbildung wie in 19 als charakteristische Abbildung verwendet werden, da in dieser gezeigt ist, wie die maximale Einlassluftmenge QH0max relativ zu dem realen Einlassluftkanalinnendruck rP variiert. Für den Fall, dass die maximale Einlassluftmenge auf Basis des realen Einlassluftkanalinnendrucks rP bestimmt oder berechnet wird, ist die maximale Einlassluftmenge QH0max zu einem Wert gleichwertig, der die maximal mögliche Menge der Einlassluft angibt, die tatsächlich in den Motor eingesogen wird. Bei Schritt S1222 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob der erste Steuermodus ausgewählt ist. Ist der erste Steuermodus ausgewählt, so wird Schritt S1223 ausgeführt. Bei Schritt S1223 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob eine ab dem Umstellen zwischen den Steuermodi verstrichene Zeit ein vorbestimmtes Zeitintervall ε übersteigt. Für den Fall, dass die verstrichene Zeit größer als ε ist, geht die Unterroutine von Schritt S1223 zu Schritt S1224 über. Bei Schritt S1224 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf die Grundeinlassventilschließzeit IVCb eingestellt. Der Übergang von Schritt S1221 über die Schritte S1222 und S1223 zu Schritt S1224 in 22 erfolgt, wenn der Umstellvorgang in den ersten Steuermodus bereits beendet ist, weshalb das System im ersten Steuermodus arbeitet, was im Wesentlichen dem Übergang von Schritt S1201 über Schritt S1202 zu Schritt S1203 in 18 und dem Bereich ab t6 in dem Zeitdiagramm von 21D entspricht. Ist die Antwort bei Schritt S1223 verneinend, so geht die Unterroutine von Schritt S1223 über Schritt S1225 zu Schritt S1226 über. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1205 wird bei Schritt S1225 eine Einlassventilöffnungszeitperiode IVP (ein Zeitintervall zwischen IVO und IVC) durch den Ausdruck IVP = 180° Kurbelwinkel × (tQH03/QH0max) berechnet. Bei Schritt S1226 wird die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP gemäß Berechnung bei Schritt S1225 berechnet. Auf diese Weise kann entsprechend der Unterroutine von 22 die Solleinlassventilschließzeit tIVC direkt auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP berechnet werden, ohne dass eine vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 gemäß vorstehender Beschreibung berechnet werden müsste. Der Übergang von Schritt S1223 über Schritt S1225 zu Schritt S1226 von 22 erfolgt während eines kurzen Momentes ab der Zeit, zu der das Umstellen von dem zweiten in den ersten Steuermodus beginnt, und entspricht im Wesentlichen dem Übergang von Schritt S1202 über die Schritte S1204, S1205 und S1206 zu Schritt S1207 in 18 sowie dem Bereich zwischen t5 und t6 in dem Zeitdiagramm von 21D. Ist die Antwort bei Schritt S1222 verneinend, so geht die Unterroutine zu Schritt S1227 über. Bei Schritt S1227 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die ab dem Umstellen zwischen den Steuermodi verstrichene Zeit das vorbestimmte Zeitintervall ε übersteigt. Ist die Antwort bei Schritt S1227 bejahend, so folgt Schritt S1228. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1210 von 18 wird die Einlassventilöffnungszeitperiode IVP (= 180° Kurbelwinkel × (tQH02/QH0max)) durch Multiplizieren eines Kurbelwinkels von 180° vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt mit dem Verhältnis tQH02/QH0max berechnet. Anschließend wird bei Schritt S1229 die Solleinlassventilschließzeit tIVC auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP gemäß Berechnung bei Schritt S1228 bestimmt. Der Übergang von Schritt S1222 über die Schritte S1227 und S1228 zu Schritt S1229 in 22 erfolgt, wenn der Umstellungsvorgang in dem zweiten Steuermodus bereits beendet ist, weshalb das System im zweiten Steuermodus arbeitet, und entspricht im Wesentlichen dem Übergang von Schritt S1201 über die Schritte S1208, S1209, S1210 und S1211 zu Schritt S1212 in 18 sowie dem Bereich ab t2 in dem Zeitdiagramm von 20D. Ist demgegenüber die Antwort bei Schritt S1227 verneinend, so wird zu Schritt S1230 übergegangen. Auf dieselbe Weise wie bei Schritt S1225 wird bei Schritt S1230 die Einlassventilöffnungszeitperiode IVP (= 180° Kurbelwinkel × (tQH03/QH0max)) durch Multiplizieren des Kurbelwinkels von 180° vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt mit dem Verhältnis tQH03/QH0max berechnet. Anschließend wird bei Schritt S1231 die Solleinlassventilschließzeit tIVc auf Basis der Einlassventilöffnungszeitperiode IVP gemäß Berechnung bei Schritt S1230 berechnet. Der Übergang von Schritt S1227 über den Schritt S1230 zu Schritt S1231 in 22 erfolgt während eines kurzen Momentes ab der Zeit, wenn das Umstellen von dem ersten in den zweiten Modus beginnt, und entspricht im Wesentlichen dem Übergang von Schritt S1209 über die Schritte S1213 und S1214 zu Schritt S1215 in 18 sowie dem Bereich zwischen t1 und t2 in dem Zeitdiagramm von 20D.
  • Aus Obigem ergibt sich, dass es entsprechend der Einlassluftsteuervorrichtung der Erfindung möglich ist, vergleichmäßigte oder ausgeglichene Motordrehmomentcharakteristiken bezüglich eines Betriebes eines Motormanipulators (eine vergleichmäßigte Drehmomentreaktion auf einen Betrieb des Motormanipulators und eine vergleichmäßigte Größe des Motorausgabedrehmomentes bezüglich des Betriebsumfanges des Motormanipulators) zu erhalten, und zwar unabhängig davon, ob der ausgewählte Einlassluftmengensteuermodus der erste Steuermodus oder der zweite Steuermodus ist. Darüber hinaus ist es möglich, zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus um zustellen, ohne dass eine Motordrehmomentdifferenz auftreten würde. Darüber hinaus ist bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Grundeinlassventilschließzeit IVCb auf eine Einlassventilschließzeit eingestellt, zu der ein maximaler Ladewirkungsgrad der in den Motor eintretenden Einlassluft vorliegt, weshalb es möglich ist, das Motorausgabedrehmoment effektiv zu erhöhen, wenn der erste Steuermodus ausgewählt ist. Ebenfalls ist der Grunddruck Pb auf einen Grundpegel eingestellt, der im Wesentlichen dem atmosphärischen Druck entspricht, weshalb es möglich ist, die Kraftstoff verbrauchsrate gemäß Messung während des zweiten Steuermodus im Vergleich zu derjenigen gemäß Messung während des ersten Steuermodus beträchtlich zu senken. Darüber hinaus wird bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante Ta auf Basis der Grundeinlassventilschließzeit IVCb an dem Beharrungszustandsollmotordrehmoment stTe vorgenommen, weshalb es möglich wird, eine vergleichmäßigte Drehmomentreaktion auf einen Betrieb des Motormanipulators mittels einer vergleichsweise einfachen arithmetischen Operation zu erhalten, und zwar unabhängig vom ausgewählten Steuermodus. Zudem wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante Tb auf Basis der Solleinlassventilschließzeit tIVC an dem Beharrungszustandsolleinlassluftkanalinnendruck stP vorgenommen, weshalb es möglich wird, eine vergleichmäßigte Größe des Motorausgabedrehmomentes bezüglich eines Betriebsumfanges des Motormanipulators mittels einer vergleichsweise einfachen arithmetischen Operation zu erhalten, und zwar unabhängig vom ausgewählten Steuermodus. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann sich eines Sensorsignals aus einem Drucksensor mit einer hohen Messgenauigkeit und einer hohen Erfassungsreaktion zur Messung eines Innendrucks in dem Einlassluftkanal bedienen. In diesem Fall ist ein hochgenauer Drucksensor erforderlich. Es ist jedoch auch möglich, die arithmetische Operation, die zur Bereitstellung einer vergleichmäßigten Größe des Motorausgabedrehmomentes bezüglich eines Betriebsumfanges des Motormanipulators benötigt wird, mittels einer vergleichsweise einfachen arithmetischen Operation stärker zu vereinfachen. Darüber hinaus wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante Ta an der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 vorgenommen, wobei darüber hinaus die Solleinlassluftmenge tQH02 durch Kompensieren der realen Einlassluftmenge rQH01 unter Verwendung eines Ladungswechselverlustdifferenzkorrekturtaktors PUMP1 berechnet wird, wodurch die Genauigkeit der Einlassluftmengensteuerung erhöht wird. Auf ähnliche Weise wird eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante Ta an der Beharrungszustandsolleinlassluftmenge stQH01 vorgenommen, wobei darüber hinaus die Soll einlassluftmenge stQH02 durch Kompensieren der realen Einlassluftmenge rQH01 unter Verwendung eines Verbrennungswirkungsgraddifferenzkorrekturfaktors k berechnet wird, wodurch die Genauigkeit der Steuerung der Einlassluftmenge erhöht wird. Darüber hinaus berechnet die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03, die während des Umstellens zwischen den Steuermoden benötigt wird, und verwendet diese. Die Verwendung der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge ist wirkungsvoll, um einen glatten Umstellvorgang zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus zu erreichen, ohne dass eine Motordrehmomentdifferenz auftreten würde. Darüber hinaus wird beim Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 durch Vornahme einer Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante Tb auf Basis der Solleinlassventilschließzeit tIVC an der realen Einlassluftmenge rQH01 gemäß Berechnung genau vor dem Umstellen in den zweiten Steuermodus und die Solleinlassluftmenge tQH02 gemäß Berechnung nach Umstellen in den zweiten Steuermodus berechnet. Wird umgekehrt von dem zweiten in den ersten Modus umgestellt, so wird die Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 durch Vornahme einer Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante Tb an der Solleinlassluftmenge tQH02 gemäß Berechnung genau vor dem Umstellen in den ersten Steuermodus und der realen Einlassluftmenge rQH01 gemäß Berechnung nach Umstellen in den ersten Steuermodus berechnet. Derartige arithmetische Operationen sind vergleichsweise einfach, tragen jedoch zur Vermeidung einer Motordrehmomentdifferenz bei, wenn der Systembetriebsmodus vom ersten in den zweiten Steuermodus oder umgekehrt umgestellt wird. Zudem berechnet die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die vorübergehende Einlassventilschließzeit IVC0 auf Basis sowohl der Modusumstellperiodensolleinlassluftmenge tQH03 und des Beharrungszustandsolleinlasskanalinnendrucks stP sowie die Solleinlassventilschließzeit tIVC, die während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus benötigt wird, durch Vornahme einer Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante Tb an der vorübergehenden Einlassventilschließzeit IVC0, wenn ein Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erfolgt. Derartige arithmetische Operationen sind vergleichsweise einfach, bringen jedoch die gleichen Effekte, wie oben diskutiert (die Vermeidung einer Motordrehmomentdifferenz beim Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus).
  • Eingedenk dessen, dass das Vorstehende eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ist, erschließt sich einem Fachmann unmittelbar, dass die Erfin dung nicht auf die besonderen Ausführungsbeispiele gemäß dieser Beschreibung beschränkt ist, sondern dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den nachfolgenden Ansprüchen abzuweichen.

Claims (21)

  1. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilsteuerungssystem, die umfasst: eine Drosselklappe, die in einem Einlassluftkanal des Motors angeordnet ist und so gesteuert wird, dass eine Drosselklappenöffnung der Drosselklappe näher an eine Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) gebracht wird; ein Einlassventil, das zwischen dem Einlassluftkanal und einer Brennkammer des Motors angeordnet ist und so gesteuert wird, dass eine Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils nahe an eine Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) gebracht wird; und einen Mikroprozessor, der so programmiert ist, dass er Folgendes durchführt: a) Auswählen eines ersten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Drosselklappenöffnung der Drosselklappe reguliert wird, oder eines zweiten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils gesteuert wird; b) Berechnen eines Beharrungszustand-Soll-Motordrehmomentes (stTe) auf Basis von Betriebsbedingungen (APS, Ne) des Motors, wobei das Beharrungszustand-Soll-Motordrehmoment (stTe) einen Beharrungszustand-Sollwert des Motordrehmomentes anzeigt; c) Berechnen eines Soll-Motordrehmomentes (tTe) auf Basis des Beharrungszustand-Soll-Motordrehmomentes (stTe), wobei das Soll-Motordrehmoment (tTe) dem Beharrungszustand-Soll-Motordrehmoment (stTe) mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung folgt; d) Einstellen eines Beharrungszustand-Soll-Einlassventil-Schließzeitpunktes (stIVC) auf eine Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb), wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird, wobei die Beharrungszustand-Soll-Einlassventil-Schließzeit (stIVC) einen Beharrungszustand-Sollwert der Einlassventil-Schließzeit anzeigt; e) Berechnung eines Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendrucks (stP) auf Basis sowohl des Beharrungszustand-Soll-Motordrehmomentes (stTe) als auch der Beharrungszustand-Soll-Einlassventil-Schließzeit (stIVC), wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird, wobei der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkammer-Innendruck (stP) einen Beharrungszustand-Sollwert eines Innendrucks in dem Einlassluftkanal anzeigt; f) Einstellen des Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendrucks (stP) auf einen Grunddruck (Pb), wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird; g) Berechnen der Beharrungszustand-Soll-Einlassventil-Schließzeit (stIVC) auf Basis sowohl des Soll-Motordrehmomentes (tTe) als auch des Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendrucks (stP), wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird; h) Erfassen eines realen Einlassluftkanal-Innendrucks (rP), wobei der reale Einlassluftkanal-Innendruck (rP) einen Ist-Innendruck in dem Einlassluftkanal anzeigt; i) Berechnen der Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) auf Basis sowohl der Beharrungszustand-Soll-Einlassventil-Schließzeit (stIVC) als auch des Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendrucks (stP); und j) Berechnen der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) auf Basis sowohl des Soll-Motordrehmoments (tTe) als auch des realen Einlassluftkanal-Innendrucks (rP).
  2. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) eine Einlassventil-Schließzeit ist, bei der ein maximaler Liefergrad von Einlassluft, die in den Motor eintritt, erreicht wird.
  3. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Grunddruck (Pb) auf einen Druckpegel eingestellt wird, der im Wesentlichen einem atmosphärischen Druck entspricht.
  4. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: k) eine erste Ansprechzeitkonstante (Ta) auf Basis der Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) berechnet, wobei die erste Ansprechzeitkonstante (Ta) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; und l) das Soll-Motordrehmomentes (tTe) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante (Ta) an dem Beharrungszustand-Soll-Motordrehmoment (stTe) vornimmt.
  5. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: m) eine zweite Ansprechzeitkonstante (Tb) auf Basis der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) berechnet, wobei die zweite Ansprechzeitkonstante (Tb) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; und n) den realen Einlassluftkanal-Innendruck (rP) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante (Tb) an dem Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendruck (stP) vornimmt.
  6. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen Drucksensor umfasst, der ein Sensorsignal, das einen realen Innendruck in dem Einlassluftkanal anzeigt, zu dem Mikroprozessor sendet, und wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: o) den realen Einlassluftkanal-Innendruck (rP) auf Basis des Sensorsignals von dem Drucksensor ermittelt.
  7. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilsteuerungssystem, die umfasst: eine Drosselklappe, die in einem Einlassluftkanal des Motors angeordnet ist und so gesteuert wird, dass eine Drosselklappenöffnung der Drosselklappe näher an eine Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) gebracht wird; ein Einlassventil, das zwischen dem Einlassluftkanal und einer Brennkammer des Motors angeordnet ist und so gesteuert ist, dass eine Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils nahe an eine Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) gebracht wird; und einen Mikroprozessor, der so programmiert ist, dass er Folgendes durchführt: a) Auswählen eines ersten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Drosselklappenöffnung der Drosselklappe reguliert wird, oder eines zweiten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils reguliert wird. b) Berechnen einer Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) auf Basis von Betriebsbedingungen (APS, Ne) des Motors, wobei die Beharrungs zustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) einen Beharrungszustand-Sollwert der Einlassluftmenge anzeigt, der erforderlich ist, wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird; c) Berechnen einer Soll-Einlassluftmenge (tQH02) auf Basis der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01), wobei die Soll-Einlassluftmenge (tQH02) einen Sollwert der Einlassluftmenge anzeigt, der benötigt wird, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird; d) Berechnen der Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) auf Basis der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01), wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird; e) Einstellen der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) auf eine Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb), wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird; f) Einstellen der Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) auf eine vorgegebene Drosselklappenöffnung, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird, wobei die vorgegebene Drosselklappenöffnung eine Drosselklappenöffnung der Drosselklappe anzeigt, bei der der Innendruck in dem Einlassluftkanal der Grunddruck (Pb) wird; und g) Berechnen der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) auf Basis der Soll-Einlassluftmenge (tQH02), wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird.
  8. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) eine Einlassventil-Schließzeit ist, bei der ein maximaler Liefergrad der Einlassluft, die in den Motor eintritt, erreicht wird.
  9. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Grunddruck (Pb) auf einen Druckpegel eingestellt wird, der im Wesentlichen einem atmosphärischen Druck entspricht.
  10. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: h) eine erste Ansprechzeitkonstante (Ta) auf Basis der Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) berechnet, wobei die erste Ansprechzeitkonstante (Ta) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; i) eine reale Einlassluftmenge (rQH01) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante (Ta) an der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) vornimmt; und j) die Soll-Einlassluftmenge (tQH02) berechnet, indem er eine erste Kompensation an der realen Einlassluftmenge (rQH01) vornimmt, wobei die erste Kompensation auf einem Ladungswechselverlustdifferenz-Korrekturfaktor (PUMP1) basiert, der eine Differenz des Ladungswechselverlustes zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus anzeigt.
  11. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: h) eine erste Ansprechzeitkonstante (Ta) auf Basis der Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) berechnet, wobei die erste Ansprechzeitkonstante (Ta) eine Zeitkostante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Ansaugluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; i) eine reale Einlassluftmenge (rQH01) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante (Ta) an der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) vornimmt; und j) die Soll-Einlassluftmenge (tQH02) berechnet, indem er eine zweite Kompensation an der realen Einlassluftmenge (rQH01) vornimmt, wobei die zweite Kompensation auf einem Verbrennungswirkungsgraddifferenz-Korrekturfaktor (k) basiert, der eine Differenz des Verbrennungswirkungsgrades zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus anzeigt.
  12. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: h) eine Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) berechnet, die während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erforderlich ist, wobei die Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) einen Sollwert einer Einlassluftmenge anzeigt, der beim Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erforderlich ist; i) die Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC), die während des Umstellens zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erforderlich ist, auf Basis der Moduswechselperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) berechnet, wenn Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus stattfindet.
  13. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: j) eine erste Ansprechzeitkonstante (Ta) auf Basis der Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) berechnet, wobei die erste Ansprechzeitkonstante (Ta) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; k) eine reale Einlassluftmenge (rQH01) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der ersten Ansprechzeitkonstante (Ta) an der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) vornimmt; und l) die Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) auf Basis sowohl der Soll-Einlassluftmenge (tQH02) als auch der realen Einlassluftmenge (rQH01) berechnet.
  14. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: m) eine zweite Ansprechzeitkostante (Tb) auf Basis der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) berechnet, wobei die zweite Ansprechzeitkonstante (Tb) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe anzeigt; n) die Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante (Tb) an der realen Einlassluftmenge (rQH01), die unmittelbar vor dem Umstellen auf den zweiten Steuermodus berechnet wird, und der Soll-Einlassluftmenge (tQH02) vornimmt, die nach dem Umstellen auf den zweiten Steuermodus berechnet wird, wenn ein Einlassluft-Steuermodus von dem ersten Steuermodus auf den zweiten Steuermodus umgestellt wird; und o) die Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) berechnet, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der zweiten Ansprechzeitkonstante (Tb) an der Soll-Einlassluftmenge (TQH02), die unmittelbar vor dem Umstellen auf den zweiten Steuermodus berechnet wird, und der realen Einlassluftmenge (rQH01) vornimmt, die nach dem Umstellen auf den ersten Steuermodus berechnet wird, wenn der Einlassluft-Steuermodus von dem zweiten Steuermodus auf den ersten Steuermodus umgestellt wird.
  15. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: p) einen Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendruck (stP) auf Basis der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) berechnet, wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird, wobei der Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendruck (stP) einen Beharrungszustand-Sollwert des Innendrucks in dem Einlassluftkanal anzeigt; q) den Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendruck (stP) auf den Grunddruck (Pb) einstellt, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird; r) eine temporäre Einlassventil-Schließzeit (IVCO) auf Basis sowohl der Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (TQH03) als auch des Beharrungszustand-Soll-Einlassluftkanal-Innendrucks (stP) berechnet, wobei die temporäre Einlassventil-Schließzeit (IVC0) eine Einlassventil-Schließzeit anzeigt, bei der eine Einlassluftmenge unter einer speziellen Bedingung, wenn der Innendruck in dem Einlassluftkanal identisch mit dem Beharrungszustand-Einlass-luftkanal-Innendruck (stP) ist, die Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) wird; und s) die Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) berechnet, die beim Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erforderlich ist, indem er eine Nacheilverarbeitung der zweiten Ansprechzeitkonstante (Tb) an der temporären Einlassventil-Schließzeit (IVC0) vornimmt, wenn Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus stattfindet.
  16. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 12, die des Weiteren einen Drucksensor umfasst, der einen realen Einlassluftkanal-Innendruck (rP) erfasst, der einen Ist-Innendruck in dem Einlassluftkanal anzeigt, und wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: o) die Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC), die beim Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus erforderlich ist, auf Basis sowohl der Modusumstellperioden-Soll-Einlassluftmenge (tQH03) als auch des realen Einlassluftkanal-Innendrucks (rP) berechnet, wenn Umstellen zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus stattfindet.
  17. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilsteuerungssystem, die umfasst: eine Drosselklappe, die in einem Einlassluftkanal des Motors angeordnet ist und so gesteuert wird, dass eine Drosselklappenöffnung der Drosselklappe näher an eine Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) gebracht wird; ein Einlassventil, das zwischen dem Einlassluftkanal und einer Brennkammer des Motors angeordnet ist und so gesteuert wird, dass eine Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils nahe an eine Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) gebracht wird; und einen Mikroprozessor, der so programmiert ist, dass er Folgendes durchführt: a) Auswählen eines ersten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Drosselklappenöffnung der Drosselklappe reguliert wird, oder eines zweiten Steuermodus, in dem eine Einlassluftmenge des Motors gesteuert wird, indem die Einlassventil-Schließzeit des Einlassventils reguliert wird; b) Berechnen eines gewünschten Wertes der Einlassluftmenge auf Basis von Betriebsbedingungen (APS, Ne) des Motors entsprechend einer vorgegebenen Zeitverzögerungscharakteristik zwischen der Auslösung der Regulierung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe und einer tatsächlichen Änderung eines Innendrucks in dem Einlassluftkanal; c) Berechnen eines Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) auf Basis der Betriebsbedingungen, wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird; d) Einstellen einer Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) auf eine Grund-Einlassventil-Schließzeit (ICVb), wenn der erste Steuermodus ausgewählt wird; e) Einstellen der Soll-Drosselklappenöffnung (tTVO) auf eine vorgegebene Drosselklappenöffnung, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird; und f) Berechnen der Soll-Einlassventil-Schließzeit (tIVC) auf Basis des gewünschten Wertes der Einlassluftmenge, wenn der zweite Steuermodus ausgewählt wird.
  18. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) eine Einlassventil-Schließzeit ist, bei der ein maximaler Liefergrad der Einlassluft, die in den Motor eintritt, erreicht wird.
  19. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Grunddruck (Pb) auf einen Druckpegel eingestellt wird, der im Wesentlichen einem atmosphärischen Druck entspricht.
  20. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: g) eine Ansprechzeitkonstante (Ta) auf Basis der Grund-Einlassventil-Schließzeit (IVCb) berechnet, wobei die Ansprechzeitkonstante (Ta) eine Zeitkonstante anzeigt, die eine Ansprechverzögerung einer Änderung des Innendrucks in dem Einlassluftkanal in Bezug auf eine Änderung der Drosselklappenöffnung der Drosselklappe bestimmt; und h) Berechnen des gewünschten Wertes der Einlassluftmenge, indem er eine Nacheilverarbeitung erster Ordnung der Ansprechzeitkonstante (Ta) an einer Beharrungszustand-Soll-Einlassluftmenge (stQH01) auf Basis der Betriebsbedingungen des Motors vornimmt.
  21. Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach Anspruch 20, wobei der Mikroprozessor des Weiteren so programmiert ist, dass er: j) die gewünschte Einlassluftmenge berechnet, indem er wenigstens eine erste oder eine zweite Kompensation an der realen Einlassluftmenge (rQH01) vornimmt, wobei die erste Kompensation auf einem Ladungswechselverlustdifferenz-Korrekturfaktor (PUMP1) basiert, der eine Differenz des Ladungswechselverlustes zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus anzeigt, und die zweite Kompensation auf einem Verbrennungswirkungsgraddifferenz-Korrekturfaktor (k) basiert, der eine Differenz des Verbrennungswirkungsgrades zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodus anzeigt.
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