DE60033908T2

DE60033908T2 - Ungedrosselte Lufteinlasssteuerung für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60033908T2
Application number: DE60033908T
Authority: DE
Inventors: Takao Yamato-shi Kawasaki; Masahiro Yokohama-shi Arai; Hatsuo Yokohama-shi Nagaishi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: US6513490B2; EP1104845A2; US20010002589A1; EP1104845A3; DE60033908D1; EP1104845B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren für drosselloses Steuern von Einlassluft für einen Verbrennungsmotor.
2. Terminologie
Motorhubraum
Bei Verwendung in dieser Schrift bedeutet dieser Begriff die Summe der Hubräume aller Zylinder eines Motors. „Motorhubraum" und „Hubraum eines Motors" sind dabei synonym. In der Beschreibung wird das Verweiszeichen „VOL#" verwendet, um den „Motorhubraum" zu bezeichnen.
Volumetrisches Luftstromverhältnis
Bei Verwendung in dieser Schrift bedeutet dieser Begriff ein Verhältnis zwischen dem volumetrischen Luftstrom, der durch eine gegebene effektive Strömungsquerschnittsfläche in die Zylinder eingelassen wird, und dem größten volumetrischen Luftstrom, der durch die größte effektive Strömungsquerschnittsfläche in alle Zylinder des Motors eingelassen wird. Die größte effektive Strömungsquerschnittsfläche wird bereitgestellt, wenn alle Zylinder des Motors in Betrieb sind und eine Drossel des Einlasskrümmers in der Vollgasstellung gehalten wird. In der Beschreibung werden die Verweiszeichen „QH0STL", TQH0ST1", „TQH0ST2", „TQH0ST", „QH0STL*" und „TQH0ST*" verwendet, um das „volumetrische Luftstromverhältnis" zu bezeichnen, und dieses Verhältnis wird als Prozentsatz (%) ausgedrückt.
Öffnungsbereich für Einheit des volumetrischen Luftstroms
Bei Verwendung in dieser Schrift bedeutet dieser Begriff einen Wert, der sich aus dem Teilen von (Öffnungsfläche für angeforderten Luftstrom) durch (Motorhubraum VOL#) und danach durch (Motordrehzahl NE) ergibt. In der Beschreibung werden die Verweiszeichen „GADNVL", „TGADNV1 ", „TGADNV2", „TGADNV", „GADNVL*" und „TGADNV*" verwendet, um die „Öffnungsfläche für Einheit des volumetrischen Luftstroms" zu bezeichnen.
3. Beschreibung des Standes der Technik
Die meisten handelsüblichen Kraftfahrzeugmotoren verwenden eine Drosselklappe zum Steuern der Motorlast durch Drosseln der Einlassluft. Infolgedessen besteht ein Kompromiss zwischen bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Abgasreinigung und Motorleistungsbedingungen.
Potentiell können bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Abgasreinigung und Verbesserung der Motorleistung erzielt werden, und insbesondere unter Teillastbedingungen, wenn Motorpumpverluste beseitigt oder minimiert werden. Dies kann erreicht werden, indem drosselloser Betrieb gekoppelt mit einer Phasenverschiebung des Einlassventilereignisses von einem normalen Ablauf zu innerhalb eines Bereiches entweder früh oder spät in dem Motorzyklus in Abhängigkeit von der einzuschließenden Luftladung verwendet wird.
JP-A 10-37727 beschreibt ein System zum Beseitigen von Schwankungen des Drehmomentes von Zylinder zu Zylinder durch Steuern der Einlassventil-Schließzeiten dergestalt, dass eingeschlossene Luftladungen zueinander gleich werden können.
Steuerstrategien für drosselloses Steuern von Einlassluft sind nicht in einem zufriedenstellenden Maß entwickelt worden. Die Steuerstrategien können Steuerstrategien für gedrosselte Einlassluftsteuerung nachahmen. Die Fähigkeit der Steuereinheit, die Einlassventil-Öffnungszeiten und/oder Einlassventil-Schließzeiten unabhängig von der Kurbelwellenposition und der Gaspedalposition einzustellen, bietet jedoch eine große Flexibilität bei der Einstellung der Motor-Reaktionsleistung innerhalb eines Bereiches zwischen aggressiver Reaktion und zäher Reaktion.
Um optimalen Fahrkomfort bereitzustellen, ist es wünschenswert, drossellose Einlassluftsteuerung gekoppelt mit einer geeigneten Motor-Reaktionsleistung bereitzustellen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Systems und eines Verfahrens für drossellose Einlassluftsteuerung, die unterschiedliche Motor-Reaktionsleistungen bereitstellen kann, um unterschiedliche Anforderungen zu befriedigen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für drossellose Steuerung von Einlassluft für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, wobei der Motor wenigstens eine Brennkammer aufweist, die mit Einlasseinrichtungen versehen ist, wobei die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlasseinrichtungen vollständig unabhängig von der Kurbelwellenposition eingestellt werden können, um die zu der Brennkammer zugeführte Einlassluft zu steuern, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen eines ersten Teils von angefordertem Einlass-Luftstrom, wobei der erste Teil eine erste Motor-Reaktionsleistung anfordert;
Bestimmen eines zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, wobei der zweite Teil eine zweite Motor-Reaktionsleistung anfordert;
Verarbeiten des ersten und des zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, um Beiträge zu der ersten beziehungsweise der zweiten Motor-Reaktionsleistung zu leisten und verarbeiteten angeforderten Luftstrom bereitzustellen;
Bestimmen eines Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls als Reaktion auf den verarbeiteten angeforderten Luftstrom; und
Bereitstellen des Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls für die Einlasseinrichtung, um eine Motor-Reaktionsleistung bereitzustellen, die die erste Motor-Reaktionsleistung mit der zweiten Motor-Reaktionsleistung kombiniert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschema und veranschaulicht ein System und ein Verfahren für drossellose Einlassluftsteuerung für einen Verbrennungsmotor gemäß der hier vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht einer elektromagnetischen Steuereinrichtung (EMD), die in jeder der Ventilsteuereinheiten für Einlassventile und Auslassventile für eine Brennkammer verwendet wird.
3 ist ein Blockschema einer Steuereinheit, die die vorliegende Erfindung implementiert.
Die 4A und 4B veranschaulichen in Kombination ein Steuerungsdiagramm von erfindungsgemäßen Steuerungen.
Die 5 und 6 sind Fließdiagramme und veranschaulichen erfindungsgemäße Steuerlogik.
7 ist eine grafische Darstellung und veranschaulicht die Veränderung von Schließzeit der Einlasseinrichtung, die als Einlassventil-Schließzeit (IVC) bezeichnet werden kann, in Abhängigkeit von einem angeforderten Luftstrom (FQH0ST).
Die 8A, 8B und 8C sind grafische Darstellungen und veranschaulichen die Vorteile der hier vorliegenden Erfindung im Vergleich zu Motor-Reaktionsleistung ohne die Vorteile der vorliegenden Erfindung.
9 veranschaulicht in Kombination mit 4B modifizierte Steuerungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 stellt in Kombination mit 6 ein Fließschema bereit, das modifizierte Steuerlogik gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die 11A und 11B sind grafische Darstellungen und veranschaulichen, wie sich volumetrische Luftstromverhältniswerte für die gleiche Öffnungsfläche für Leerlaufdrehzahlsteuerung mit sich verändernder Last verändern.
Die 12A und 12B stellen in Kombination ein Steuerungsdiagramm von Steuerungen gemäß der vorliegenden Erfindung bereit.
Die 13 und 14 stellen in Kombination ein Fließschema bereit, das die Steuerlogik gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die 15 ist eine grafische Darstellung der Motor-Reaktionsleistung mit dem Nutzen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Motor-Reaktionsleistung ohne den Nutzen der vorliegenden Erfindung.
BESTE AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
1 ist ein Blockschema und veranschaulicht den Betrieb eines Systems oder eines Verfahrens zur Bereitstellung drosselloser Einlassluftsteuerung mit teilweise verzögerter Motorreaktion gemäß der hier vorliegenden Erfindung. Das System 10 umfasst einen Verbrennungsmotor, der im Allgemeinen mit der Verweisziffer 12 bezeichnet wird, in Verbindung mit einer Steuereinheit (C/U) 14. Wie in 1 schematisch gezeigt wird, weist der Motor 12 wenigstens eine Brennkammer 16 auf, die mit einem Zylinder 18 durch einen hin- und hergehenden Kolben 20 wirkend mit einer Kurbelwelle 22 verbunden ist. Die Brennkammer 16 ist mit einer Einlasseinrichtung 24 zusammen mit einem Einlasskrümmer 26 und einer Auslasseinrichtung 28 zusammen mit einem Auslasskrümmer 30 versehen. Die Einlasseinrichtung 24 umfasst wenigstens ein Einlassventil 32, jeweils angetrieben von einer variablen Ventilsteuerung 34. Die Auslasseinrichtung 28 umfasst wenigstens ein Auslassventil 36, jeweils angetrieben durch eine variable Ventilsteuerung 38. Kraftstoff wird über eine Einspritzdüse 40 in die Brennkammer 16 eingespritzt. Eine Zündkerze 42 erzeugt einen Funken zum Auslösen der Verbrennung von brennbarer Füllung in der Brennkammer 16. Eine Drosselklappe 44 ist in dem Einlasskrümmer 26 angeordnet.
Verschiedene Sensoren werden zur Überwachung der Motorbetriebsbedingungen bereitgestellt. Die Sensoren können unter anderem einen Durchflussmesser 46, der ein Luftmassensignal (MAF) an die Steuereinheit (C/U) 14 zur Überwachung des Lufteinlasses in den Einlasskrümmer 26 bereitstellt, umfassen. Ein Drosselklappensensor 48 stellt ein Drosselklappenpositionssensor-Signal (TPS-Signal) zwecks Überwachung des Drosselklappenöffnungswinkels oder der Stellung der Drosselklappe 44 bereit. Ein Gaspedal 50 wird verwendet, um den Drehmomentanforderungsbefehl der Bedienungsperson oder Fahrers zu bestimmen. Ein Beschleunigungssensor 52 stellt ein Fahrzeug-Gaspedalöffnungssignal (VAPO-Signal) oder Pedalstellungssignal, das den Öffnungswinkel oder die Stellung des Gaspedals 50 andeutet, bereit.
Der Motor 12 umfasst verschiedene andere Sensoren, wie zum Beispiel einen Kurbelwellensensor oder Motordrehzahlsensor 54, der ein Signal, das die Motordrehzahl (NE) anzeigt, an die Steuereinheit (C/U) 14 bereitstellt, sowie einen Kühlmitteltemperatur-Sensor 56 und einen Leerlaufschalter 58. Der Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 56 stellt ein Motorkühlmitteltemperatur-Signal (Tw-Signal), das die Motorkühlmitteltemperatur anzeigt, an die Steuereinheit (C/U) 14 bereit. Der Motor 12 kann einen Leerlaufschalter 58 umfassen, der ein Leerlaufsignal (IDL-Signal) an die Steuereinheit (C/U) 14 bereitstellt, wenn ein Gaspedal 50 eine freigegebene oder Stellung oder Ruhestellung einnimmt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 60 stellt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor-Signal (VSS-Signal), das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, an die Steuereinheit (C/U) 14 bereit.
In einem Rechteck aus einer punktierten Linie sind verschiedene Schalter für von dem Motor 12 angetriebene Hilfsmaschinen umschlossen. Die verschiedenen Schalter können unter anderem ein Servolenkungsschalter 64, ein Klimaanlagenschalter 66, ein Schalter 68 für elektrische Last, ein Kühlerlüfterschalter 70 und ein Gebläselüfterschalter 72 sein. Jeder der Hilfsmaschinen-Schalter 64, 66, 68, 70 und 72 stellt ein Hilfsmaschinenschalter-Signal (AMS-Signal) für die Steuereinheit (C/U) 14 bereit, wenn die zugehörige Hilfsmaschine in Betrieb genommen wird, um zusätzliche Last auf den Motor 12 aufzubringen.
Die Steuereinheit (C/U) 14 kommuniziert mit einer Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 und weiterhin mit einer Traktionskontrollsystem-Steuereinheit (TCS-C/U) 76. Wie von dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, empfängt die Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor-Signal (VSS-Signal) von dem Sensor 60 sowie weitere Signale zur Steuerung einer Übersetzungsverhältnisänderung in dem Automatikgetriebe. Die Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 stellt ein Drehmomentänderungsbefehls-Signal (TCRC- Signal) an die Steuereinheit (C/U) 14 bereit, um Stöße zu reduzieren, die aufgrund der Übersetzungsverhältnisänderung auftreten können. Wie nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, empfängt die Traktionskontrollsystem-Steuereinheit (TCS-C/U) Signale von Raddrehzahlsensoren 78, 80, 82 und 84 für die Räder vorn links, vorn rechts, hinten links beziehungsweise hinten rechts, um Traktion aufrechtzuerhalten, indem ein Drehmomentreduzierungs-Anforderungssignal (TDRC-Signal) an die Steuereinheit (C/U) 14 bereitgestellt wird, sobald das Auftreten von Schlupf bestimmt wird.
2 stellt eine schematische Ansicht einer elektromagnetischen Steuereinrichtung (EMD) 86, die in einer jeden der Ventilsteuerungen 34 und 38 verwendet wird, für das zugehörige Zylinderventil, zum Beispiel das Einlassventil 32, bereit. Die elektromagnetische Steuereinheit (EMD) 86 umfasst ein Gehäuse 88, eine bewegliche Platte 90 wird mittels zweier Federn 92 und 94 innerhalb des Gehäuses 88 in einer Ruhestellung gehalten, wie dies in 2 veranschaulicht wird. Die Federn 92 und 94 sind auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der beweglichen Platte 90 angeordnet. An den am weitesten entfernten Enden drücken die Federn 92 und 94 gegen das Gehäuse 88. An den am nahesten gelegenen Enden drücken die Federn 92 und 94 gegen beabstandete Wände der beweglichen Platte 90. Zwei elektromagnetische Spulen 96 und 98 sind an dem Gehäuse 88 auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der beweglichen Platte 90 angebracht. Ohne Zuführung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 98 zieht die Zuführung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 96 die bewegliche Platte 90 für Bewegung gegen die Wirkung der Feder 92 an. Speisung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 98 ohne Speisung von elektromagnetischem Strom durch die elektromagnetische Spule 96 zieht die bewegliche Platte 90 für Bewegung gegen die Wirkung der Feder 94 an. Um wenigstens Bewegung der beweglichen Platte 90 in einer Richtung gegen die Feder 94 zu dem Einlassventil 32 zu übertragen, ist der Ventilschaft wirkend mit der beweglichen Platte 90 verbunden. Ohne Speisung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 96 kann Speisung der elektromagnetischen Spule 98 das Einlassventil 32 somit von einer Ruhestellung, in der das Einlassventil 32 auf einem Ventilsitz 102 aufsitzt, angehoben gehalten werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventilschaft 100 so an der beweglichen Platte 90 befestigt, dass Speisung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 96 bei Unterbrechung der Speisung von elektrischem Strom durch die elektromagnetische Spule 98 das Einlassventil 32 in der Ruhestellung halten kann.
Unter Bezugnahme auf 3 empfängt die Steuereinheit (C/U) 14 Signale von den verschiedenen Sensoren, Schaltern und Steuereinheiten über Eingangskanäle 104, die Signalverarbeitung, Signalumwandlung und/oder Fehlererkennung bereitstellen, wie dies nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Die Eingangskanäle 104 kommunizieren mit dem Prozessor (MPU-Schnittstelle) 106 über einen Daten-/Steuerbus 108. Die MPU-Schnittstelle 106 implementiert Steuerlogik in Form von Hardware- und/oder Software-Anweisungen, die auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert sein können, um Einlassluftsteuerung für den Motor 12 zu bewirken. Die computerlesbaren Speichermedien 110 können verschiedene Arten flüchtiger und nichtflüchtiger Speicher umfassen, wie zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 114 und einen Diagnosespeicher (KAM) 116. Diese Funktionseinteilung von Speicher können durch ein reales Gerät oder durch mehrere reale Geräte, wie zum Beispiel PROMS (programmierbare Nur-Lese-Speicher), EPROMs (lösch- und programmierbare Festwertspeicher), Flash-Speicher und ähnliches, implementiert werden, jeweils in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung.
Die MPU-Schnittstelle 106 kommuniziert mit verschiedenen Aktuatoren des Motors 12 über Ausgangskanäle 118. Aktuatoren können die Zündzeitpunktverstellung (SPK), die Zeitsteuerung und Zumessung von Kraftstoff FIN, die Position der Drosselklappe TVA zur Steuerung von Luftstrom, die Einlassventil-Zeitsteuerung (IVT) zur Steuerung von Einlassluft zu der Brennkammer und die Auslassventil-Zeitsteuerung (EVT) steuern. In einer Steuerungsart, in der gedrosselte Einlassluftsteuerung erforderlich ist, wird die Stellung der Drosselklappe 44 veränderlich eingestellt, um Einlassluft zu der Brennkammer 16 zu steuern, ohne auf die Einstellung der Einlassventil-Schließzeit (IVC) zurückzugreifen. In einer anderen Steuerungsart, wenn drossellose Einlassluftsteuerung erforderlich ist, wird Einlassventil-Schließzeit-Steuerung (IVC-Steuerung) durchgeführt. Bei Einlassventil-Schließzeit-Steuerung wird die Einlassventil-Schließzeit (IVC) veränderlich eingestellt, um Einlassluft in die Brennkammer 16 zu steuern, ohne auf das Drosseln von Luftstrom durch die Drosselklappe 44 zurückzugreifen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt die MPU-Schnittstelle 106 Anweisungen aus, die auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert sind, um ein Verfahren für drossellose Einlassluftsteuerung zur Kommunikation mit einer Ein lasseinrichtung 24 zum Steuern der Änderungsgeschwindigkeit von Einlassventil-Schließzeit (IVC) von einer aktuellen Zeit zu einer Sollzeit durchzuführen, um unterschiedliche Motor-Reaktionsleistungen bereitzustellen, die durch verschiedene Arten von Änderung in den Motorbetriebsbedingungen gefordert werden.
Die 4A und 4B stellen in Kombination ein Blockschema bereit, das jeweilige Steuereinrichtungen für Leerlaufdrehzahlsteuerung, Motordrehmomentsteuerung auf Basis eines Drehmomentanforderungsbefehls der Bedienungsperson oder von Befehlen von anderen Steuereinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie veranschaulicht wird, wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Steuereinheit (C/U) 14 verwendet, um Leerlaufdrehzahlsteuerung (ISC) zu implementieren, was durch die Verweisziffer 120 angedeutet wird. Die Leerlaufdrehzahlsteuerung 120 bestimmt einen angeforderten oder gewünschten Luftdurchsatz auf Basis der gewünschten Motordrehzahl. Der angeforderte Luftdurchsatz umfasst einen temperaturabhängigen Teil, um die gewünschte Motordrehzahl zu erreichen, der als Reaktion auf die Einstufung der überwachten Kühlmitteltemperatur auf unterschiedliche Niveaus eingestellt werden kann. Der temperaturabhängige Teil wird in eine Strömungsquerschnittsfläche oder eine Öffnungsfläche FQH0SH umgewandelt, die durch eine Fläche A (cm²) dargestellt werden kann. Für diese Umwandlung wird ein geeigneter Umwandler, der nicht gezeigt wird, verwendet. Der angeforderte Gesamtluftdurchsatz, einschließlich des temperaturabhängigen Teils, wird in eine Strömungsquerschnittsfläche oder eine Öffnungsfläche TOTAL/SUMME umgewandelt, die durch eine Fläche C (cm²) dargestellt werden kann, unter Verwendung eines geeigneten Umwandlers, der nicht gezeigt wird. Wie hinlänglich bekannt ist, erfordert eine Änderung des temperaturabhängigen Teils keine aggressive Motor-Reaktionsleistung, sondern erfordert eine weniger aggressive Motor-Reaktionsleistung. Mit anderen Worten erfordert eine Änderung der Fläche A eine weniger aggressive Motor-Reaktionsleistung. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass eine Änderung des verbleibenden Teils des angeforderten Luftdurchsatzes eine aggressive Motor-Reaktionsleistung erfordert. Somit erfordert eine Änderung der Fläche C – A eine aggressive Motor-Reaktionsleistung.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel implementiert die Steuereinheit (C/U) 14 Motordrehmomentsteuerung auf Basis eines Drehmomentanforderungsbefehls einer Bedienungsperson. Das Fahrzeug-Gaspedalöffnungssignal (VAPO-Signal) von dem Gaspedalsensor 52 wird als Eingabe verwendet. Ein Umwandler 122 APO zu AAPO wird bereitgestellt, um eine Gaspedalöffnung (APO) zu einer Strömungsquerschnittsfläche oder Öffnungsfläche AAPO umzuwandeln, die durch eine Fläche B (cm²) dargestellt werden kann. Die Gaspedalöffnung (APO) ist ein Parameter, der ein Drehmomentanforderungsbefehl einer Bedienungsperson andeutet, welchen die Bedienungsperson durch Bedienung des Gaspedals 50 ausdrückt (siehe 1). Wie in dem Block des Umwandlers 122 APO zu AAPO veranschaulicht wird, ist die Änderung von AAPO gegenüber APO in einem Bereich kleiner Werte von APO geringfügiger als die Änderung in einem Bereich von großen Werten von APO. In einem Bereich von Zwischenwerten von APO verbindet die Änderung von AAPO gegenüber APO die beiden unterschiedlichen Veränderungen von AAPO reibungslos miteinander. Der Umwandler 122 AAPO zu APO kann eine Verweistabelle umfassen, die abrufbare Werte von AAPO im Vergleich zu Werten von APO enthält, die die Veränderung des Merkmals von AAPO wie veranschaulicht widerspiegeln. Diese Verweistabelle kann auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfordert eine Änderung der Fläche B eine weniger aggressive Motor-Reaktionsleistung.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel implementiert die Steuereinheit (C/U) 14 Motordrehmomentsteuerung auf Basis von Motordrehmomentänderungs-Anforderungsbefehlen TCRC und TDRC von der Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 und einer Traktionskontrollsystem-Steuereinheit (TCS-C/U) 76. Der Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl TCRC von der Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 wird als Eingabe in einen Wandler 124 TCRC zu D verwendet. Der Umwandler 124 bestimmt eine Fläche D entsprechend der Größe und dem Vorzeichen (plus oder minus) von durch den Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl (TCRC) angedeutetem Drehmoment. Der Umwandler 124 kann eine Verweistabelle enthalten, die auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert sein kann. Der Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl (TDRC) von der Traktionskontrollsystem-Steuereinheit (TCS-C/U) 76 wird als Eingabe in einen Wandler 126 Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl zu E verwendet. Der Umwandler 126 bestimmt eine Fläche E entsprechend der Größe und dem Vorzeichen (minus) von von dem Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl angedeutetem Drehmoment und gibt diese aus. Der Umwandler 126 kann eine auf dem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeicherte Verweistabelle umfassen. Wie hinlänglich bekannt ist, ist aggressive Motor- Reaktionsleistung als Reaktion auf die Eingabe von TCRC oder TDRC erforderlich. Somit erfordert eine Änderung der Fläche D oder E aggressive Motor-Reaktionsleistung.
Aus der vorstehenden Beschreibung in Verbindung mit den 4A und 4B ist ersichtlich, dass in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Flächen (C – A), D und E aggressive Motor-Reaktionsleistung erfordern, wohingegen die Flächen A und B weniger aggressive Motorleistung erfordern.
An einem Summationspunkt 128 wird die Fläche B zu der Fläche A hinzugefügt, um eine erste Summe (B + A) zu erhalten. An einem Summationspunkt 130 wird die Fläche C zu der Fläche B hinzugefügt, um eine zweite Summe (C + B) zu erhalten. An einem Summationspunkt 132 werden die Flächen D und E zueinander addiert, um eine dritte Summe (D + E) zu erhalten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die erste, die zweite und die dritte Summe (B + A), (C + B) und (D + E) jeweils durch den Motorhubraum VOL# und danach durch die geänderte Motordrehzahl NE* geteilt, um gegebene Werte (cm²/U/min./cc) GADNVL, TGADNV1 beziehungsweise TGADNV2 zu erhalten.
Die geänderte Motordrehzahl NE* wird als Grenzkriteriumsblock 134 ausgegeben, der die Motordrehzahl NE empfängt und NE als NE* ausgibt, wenn NE größer ist als ein vorgegebener Wert von 100 U/min., und gibt 100 U/min. als NE* aus, wenn NE nicht größer ist als der vorgegebene Wert von 100 U/min. In Bezug auf die erste Summe (A + B) wird die erste Summe (B + A) an einem Teilungspunkt 136 durch VOL# geteilt, um ein Ergebnis zu erhalten. Das Ergebnis wird an einem Teilungspunkt 138 durch NE* geteilt, um GADNVL zu erhalten. In Bezug auf die zweite Summe (C + B) wird die zweite Summe (C + B) an einem Teilungspunkt 140 durch VOL# geteilt, um ein Ergebnis zu erhalten. Dieses Ergebnis wird an einem Teilungspunkt 142 durch NE* geteilt, um TGADNV1 zu erhalten. In Bezug auf die dritte Summe (D + E) wird die dritte Summe (D + E) an einem Teilungspunkt 144 durch VOL# geteilt, um ein Ergebnis zu erhalten. Das Ergebnis wird an einem Teilungspunkt 146 durch NE* geteilt, um TGADNV2 zu erhalten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Werte GADNVL, TGADNV1 und TGADNV2 in volumetrische Luftstromverhältnisse (VARs) QH0STL, TQH0ST1 be ziehungsweise TQH0ST2 umgewandelt. Ein Umwandler 148 GADNVL zu QH0STL bestimmt QH0STL als eine vorgegebene Funktion in Abhängigkeit von GADNVL, wie dies durch eine Kurve 150 veranschaulicht wird. Der Umwandler 148 kann eine Verweistabelle umfassen, die abrufbare VAR-Werte von QH0STL gegen Werte von GADNVL beinhaltet, die das Veränderlichkeitsmerkmal von VAR-Werten von QH0STL widerspiegelt, wie dies durch die Kurve 150 veranschaulicht wird. Diese Verweistabelle kann auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert werden. Ein Umwandler 152 TGADNV1 zu TQH0ST1 bestimmt TQH0ST1 als eine vorgegebene Funktion gegen TGADNV1, wie dies durch eine Kurve 154 veranschaulicht wird. Der Umwandler 152 kann eine Verweistabelle umfassen, die abrufbare VAR-Werte von TQH0ST1 gegen Werte TGADNV1 enthalten kann, die das Veränderungsmerkmal von VAR-Werten von TQH0ST1 widerspiegelt, wie dies durch die Kurve 154 veranschaulicht wird. Diese Verweistabelle kann auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert werden. Ein Umwandler 156 TGADNV2 zu TQH0ST2 bestimmt TQH0ST2 als vorgegebene Funktion gegen TGADNV2, wie dies durch eine Kurve 158 veranschaulicht wird. Der Umwandler 156 kann eine Verweistabelle umfassen, die abrufbare VAR-Werte von TQH0ST2 gegen Werte von TGADNV2 enthält, die das Veränderungsmerkmal von VAR-Werten von TQH0ST2 widerspiegeln, wie dies durch eine Kurve 158 veranschaulicht wird. Es ist zu beachten, dass die Kurven 150, 154 und 158 das gleiche Veränderungsmerkmal von VAR-Werten veranschaulichen, was theoretisch bestimmt werden kann.
An einem Summationspunkt 160 werden TQH0ST1 und TQH0ST2 zueinander addiert, um einen Gesamt-VAR-Wert TQH0ST für die Summe der Flächen (C + B + D + E) zu erhalten. TQH0ST wird an einen Verbindungspunkt F und ebenso an den Verhältnisgenerator 162 übergeben. GH0STL, welches ein VAR-Wert für die Fläche (B + A) ist, wird an den Verhältnisgenerator 162 übergeben. Der Verhältnisgenerator 162 berechnet ein Verhältnis IHGQHR, das wie folgt ausgedrückt werden kann: IHGQHR = (TQH0ST – QH0STL)/TQH0ST (1).
Der Verhältnisgenerator 162 stellt IHGQHR an einen Verbindungspunkt G bereit.
Unter Bezugnahme auf 4B wird TQH0ST an einen Generator 164 für Gesamtluftdurchsatz-Anzeigeparameter übergeben. Weiterhin wird ein Ladeluftdruck P_MAN in dem Einlasskrümmer 26 an den Generator 164 übergeben. Der Ladeluftdruck P_MAN wird auf einem gewünschten von verschiedenen Niveaus gehalten, indem die Drosselklappe 44 auf Basis von TQH0ST und NE gesteuert wird. Es ist zu beachten, dass diese Steuerung der Drosselklappe 44 den Ladeluftdruck P_MAN konstant halten soll. Der Generator 164 kann Verweistabellen gegen verschiedene Niveaus von Ladeluftdruck P_MAN umfassen, die jeweils abrufbare Werte von TQH0SH gegen Werte von TQH0ST enthalten, die die entsprechenden Werte der Kurven 166 widerspiegeln. Diese Verweistabellen können auf computerlesbaren Speichermedien 110 gespeichert werden. Der Generator bestimmt TQH0SH und stellt diesen an einen ersten Multiplikator 168 und ebenso an einen zweiten Multiplikator 170 bereit.
Der Multiplikator 168 berechnet das Produkt aus IHGOHR und TQH0SH, um IHGQHB zu erhalten, welcher einen aggressiven Motor-Reaktionsleistungsteil andeutet, das heißt einen Teil, der aggressive Motor-Reaktionsleistung anfordert. Der Multiplikator 170 berechnet TLGQH0, der durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: TLGQH0 = TQH0SH × (1 – IHGQHR) (2).
TLGQH0 deutet einen weniger aggressiven Motor-Reaktionsleistungsteil an, das heißt einen Teil, der weniger aggressive Motor-Reaktionsleistung anfordert. Der Multiplikator 170 stellt TLGQH0 als ersten Eingang zu einer Verzögerung 172 bereit. Die Verzögerung 172 bestimmt einen verarbeiteten Wert FQH0LG und stellt diesen als Ausgang bereit. FQH0LG wird als alter oder vorhergehender Ausgang FQHOLD gehalten. FQHOLD wird als zweiter Eingang zu der Verzögerung 172 übergeben. Der Gewichtswert FLOAD wird als dritter Eingang an die Verzögerung 172 übergeben. Verschiedene Gewichtswerte werden gegen Werte von NE und Werte von Last gespeichert. Die Verzögerung 172 bestimmt FGH0LG durch Berechnen der folgenden Gleichung: FQH0LG = TLGQH0 × FLOAD + FQHOLD × (1 – FLOAD) (3).
Die Ausgänge der Verzögerung 172 und des Multiplikators 168 werden an einem Summationspunkt 174 kombiniert, um einen Ausgang FQH0ST zu erhalten, der wie folgt ausgedrückt wird: FQH0ST = FQH0LG + IHGQHB (4).
FQH0ST wird als Eingang für den Einlassventil-Schließzeit-Regelkreis (IVC-Regelkreis) verwendet, der allgemein mit der Verweisziffer 176 bezeichnet wird. Kurz gesagt, kann der IVC-Regelkreis 176 eine Verweistabelle verwenden, die Werte von Einlassventil-Schließzeit (IVC) gegen Werte von FQH0ST enthält, die die Veränderungskennlinie 178 widerspiegeln, die in 7 gezeigt wird. Diese Verweistabelle kann auf einem computerlesbaren Speichermedium 110 gespeichert werden. Nach der Bestimmung der Einlassventil-Schließzeit (IVC) bestimmt der IVC-Regelkreis 176 die Einlassventil-Zeitsteuerung (IVT) und stellt die bestimmte IVT an die Einlasseinrichtung 24 zwecks Einstellung der bestimmten Einlassventil-Schließzeit (IVC-Zeit) bereit.
In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Einlassventil-Öffnungszeit (IVO) feststehend nahe dem oberen Abgastotpunkt (TDC) eingestellt. Wie in 7 veranschaulicht wird, veranschaulicht die Kurve 178 das Veränderungsmerkmal der Zylinderluftladung während des Abwärtshubs des Kolbens von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt. Wenn sich der angeforderte Einlassluftstrom wie durch FQH0ST angedeutet erhöht, wird die Einlassventil-Schließzeit (IVC) zu dem unteren Totpunkt (BDC) hin verzögert.
Unter Bezugnahme auf die 8A, 8B und 8C veranschaulicht die Volllinie in 8B den glatten Übergang der Zylinderluftladung mit dem Nutzen der vorliegenden Erfindung nach Anwendung von Last wie in 8A veranschaulicht. Die Strichpunktlinie in 8B veranschaulicht aggressive Reaktion ohne den Vorteil der vorliegenden Erfindung, und die punktierte Linie in 8B veranschaulicht zähe Reaktion ohne den Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Volllinie in 8C veranschaulicht angeforderte Motorreaktion ohne den Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Strichpunktlinie in 8C veranschaulicht aggressive Motorreaktion ohne den Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die punktierte Linie in 8C veranschaulicht zähe Motorreaktion ohne den Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Ein Beispiel dessen, wie die Steuereinheit (C/U) 14 die vorliegende Erfindung implementieren würde, kann unter Bezugnahme auf die 5 und 6 verstanden werden. Die Fließbilder der 5 und 6 veranschaulichen Steuerlogik zum Bereitstellen drosselloser Einlassluftsteuerung in einem System oder einem Verfahren gemäß der hier vorliegenden Erfindung. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass die Steuerlogik in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware implementiert werden kann. Analog dazu können verschiedene Verarbeitungsstrategien verwendet werden, ohne von dem Erfindungsgedanken oder dem Erfindungsbereich der hier vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die veranschaulichten Ablauffolgen von Vorgängen und Operationen sind nicht unbedingt erforderlich, um die Vorteile der hier vorliegenden Erfindung zu erreichen, und werden lediglich der besseren Veranschaulichung wegen angeführt. Analog dazu können verschiedene Schritte parallel oder durch speziell dafür vorgesehene elektrische oder elektronische Schaltkreise ausgeführt werden.
In 5 stellt der Schritt 180 die Bestimmung der Fläche FQH0SH (= A) dar. Der Schritt 182 stellt die Bestimmung der Fläche AAPO (= B) dar. Der Schritt 184 stellt die Berechnung der ersten Summe A + B dar. Der Schritt 186 stellt die Berechnung von GADNVL dar, der durch (A + B)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 188 stellt die Bestimmung von VAR QH0STL durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie dies durch die Kurve 150 veranschaulicht wird.
Der Schritt 190 stellt die Bestimmung der Fläche GESAMT (= C) dar. Der Schritt 192 stellt die Berechnung der zweiten Summe B + C dar. Der Schritt 194 stellt die Berechnung von TGADNV1 dar, die durch (B + C)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 196 stellt die Bestimmung von VAR TQH0ST1 durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie durch die Kurve 154 veranschaulicht wird.
Der Schritt 198 stellt Abfrage dar, ob ein Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl (TCRC) von der Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 vorliegt. Wenn dies der Fall ist (JA), geht die Routine zu dem Schritt 200 über. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt 202 über. Der Schritt 200 stellt die Bestimmung der Fläche D für den Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl (TCRC) dar. Der Schritt 202 stellt eine weitere Abfrage dar, ob ein Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl (TDRC) von der Traktionskontrollsystem-Steuereinheit (TSC C/U) 76 vorliegt. Wenn dies der Fall ist (JA), geht die Routine zu dem Schritt 204 über. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt 206 über. Der Schritt 204 stellt die Bestimmung der Fläche E für den Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl (TDRC) dar. Der Schritt 206 stellt die Berechnung der dritten Summe D + E dar. Der Schritt 208 stellt die Berechnung von TGADNV2 dar, die durch (D + E)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 210 stellt die Bestimmung von VAR TQH0ST durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie dies durch die Kurve 158 veranschaulicht wird.
Der Schritt 212 stellt die Berechnung der Summe TQH0ST1 + TQH0ST2 dar, um TQH0ST zu erhalten. Der Schritt 214 stellt die Berechnung des Verhältnisses IHGQHR dar, die durch (TQH0ST – QH0STL)/TQH0ST ausgedrückt wird. In dem Schritt 216 wird die Einlassventil-Schließzeit-Steuerroutine (IVC-Steuerroutine) in 6 ausgeführt.
In 6 stellt der Schritt 218 den Eingang von TQH0ST dar. Der Schritt 220 stellt den Eingang Ladeluftdruck P_MAN dar. Der Schritt 222 stellt Bestimmung von TQWH0SH durch Durchführen einer Nachschlageoperation gemappter Daten wie in den Kurven 166 veranschaulicht dar.
Der Schritt 224 stellt die Berechnung eines weniger aggressiven Motor-Reaktions-Anforderungsteils TLGQH0 dar, die als TQH0SH × (1 – IHGQHR) ausgedrückt wird. Der Schritt 226 stellt Verzögerungsverarbeitung dar, um einen verzögerungsverarbeiteten Ausgang FQH0LG bereitzustellen, der als TLGQH0 × FLOAD + FQHOLD × (1 – FLOAD) ausgedrückt wird. Der Schritt 228 stellt die Berechnung eines aggressiven Motor-Anforderungsteils IHGQHB dar, die als TQH0SH × IHGQHR ausgedrückt wird.
Der Schritt 230 stellt die Berechnung von FQH0ST dar, die als IHGQHB + GFH0LG ausgedrückt wird. Der Schritt 232 stellt die Bestimmung der Soll- Einlassventilschließzeit (IVC) durch eine Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie dies durch die Kurve 178 in 7 veranschaulicht wird.
9 stellt ein Blockschema dar, das eine Änderung von 4A darstellt. In 4A werden TQH0ST1 für (B + C) und TQH0ST2 für (D + E) an dem Summationspunkt 160 kombiniert, um TQH0ST zu erhalten. In der in 9 gezeigten Änderung werden die Flächen (D + E) zu der Fläche (B + C) an dem Summationspunkt 130 addiert, um die Summe (B + C + D + E) zu erhalten. Der Umwandler 148 stellt QH0STL für die Summe (A + B) breit, während der Umwandler 152 TQH0ST für die Summe (B + C + D + E) bereitstellt. Die Änderung ist einfacher als die durch das Blockschema aus 44 veranschaulichte, da die Umwandlung in dem Umwandler 156 nicht mehr benötigt wird.
Ein Beispiel dafür, wie die Steuereinheit (C/U) 14 die Änderung wie in 9 veranschaulicht implementiert, ist unter Bezugnahme auf die 10 zu verstehen.
In 10 stellt der Schritt 250 die Bestimmung der Fläche A dar, der Schritt 252 stellt die Bestimmung der Fläche B dar. Der Schritt 254 stellt die Abfrage dar, ob ein Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl (TCRC) von der Automatikgetriebe-Steuereinheit (A/T-C/U) 74 vorliegt. Wenn dies der Fall ist (JA), geht die Routine zu dem Schritt 256 über. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt 258 über. Der Schritt 256 stellt die Bestimmung der Fläche D dar. Der Schritt 258 stellt die Abfrage dar, ob ein Drehmomentreduzierungs-Anforderungsbefehl von dem Traktionskontrollsystem (TCS) 260 vorliegt. Wenn dies der Fall ist (JA), geht die Routine zu dem Schritt 260 über. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN), geht die Routine zu dem Schritt 262 über. Der Schritt 260 stellt die Bestimmung der Fläche A dar. Der Schritt 262 stellt die Berechnung von A + B dar. Der Schritt 264 stellt die Berechnung von GADNVL dar, die durch (A + B)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 266 stellt die Bestimmung von VAR QH0STL durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten wie durch die Kurve 150 veranschaulicht dar.
Der Schritt 268 stellt die Bestimmung der Fläche SUMME (= C) dar. Der Schritt 270 stellt die Berechnung der Summe B + C + D + E dar. Der Schritt 272 stellt die Berechnung von TGADNV dar, die durch (B + C + D + E)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 274 stellt die Bestimmung von VAR TQH0ST durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten wie durch die Kurve 154 veranschaulicht dar.
Der Schritt 276 stellt die Berechnung des Verhältnisses IHGQHR dar, die durch (TQH0ST – QH0STL)/TQH0ST ausgedrückt wird. In dem Schritt 278 wird die Einlassventilschließzeit-Steuerroutine (IVC-Steuerroutine) in 6 ausgeführt.
Die 11A und 11B stellen Grafiken zur Veranschaulichung dar, wie der gleiche Betrag von Fläche C für ISC während des Betriebes bei hoher Last und während des Betriebes bei geringer Last in VAR (volumetrisches Luftstromverhältnis) umgewandelt wird. Wie in den 11A und 11B veranschaulicht wird, ist das aus den Flächen C – A und A für ISC umgewandelte VAR (volumetrische Luftstromverhältnis) während des Betriebes bei großer Last beachtlich klein als bei Betrieb mit geringer Last. Mit steigender Last nimmt der Gesamtluftdurchsatz der Einlassluft zu, so dass der Beitrag zu dem Luftdurchsatz durch die gleiche Fläche abnimmt.
Das volumetrische Luftstromverhältnis (VAR) für einen Flächenteil A für ISC wird nunmehr durch QH0ST_A dargestellt. Nunmehr wird erläutert werden, wie QH0ST_A mit erhöhter Genauigkeit bei einer Veränderung der Last zu bestimmen ist.
Der erste Schritt stellt die Bestimmung des volumetrischen Luftstromverhältnisses QH0ST_B für die Fläche B dar, die weniger aggressive Motorreaktion anfordert und wie in Verbindung mit 4A erläutert wird für Drehmomentanforderungsbefehl durch eine Bedienungsperson bestimmt wird. Der zweite Schritt stellt die Bestimmung eines volumetrischen Luftstromverhältnisses QH0ST_D+E für die Flächen D + E dar, die aggressive Motorreaktion anfordert.
Der dritte Schritt stellt Addition von QH0ST_D+E zu QH0ST_B dar, um eine Summe volumetrischer Luftstromverhältnisse (QH0ST_D+E + QH0ST_B) zu ergeben. Der vierte Schritt stellt Umkehrumwandlung von QH0ST zu GADNV unter Verwendung der Kurve 154 dar, um eine Öffnungsfläche pro Einheit volumetrischer Luftstrom GADNV_D+E+B für die Summe (QH0ST_D+E + QH0ST_B) zu ergeben.
Der fünfte Schritt stellt die Bestimmung einer Öffnungsfläche pro Einheit volumetrischer Luftstrom GADNV_C-A für einen Flächenteil (C – A) der Gesamtfläche C für ISC dar.
Der sechste Schritt stellt Addition von GADNV_C-A zu GADNV_D+E+B dar, um eine Summe (GADNV_C-A + GADNV_D+E+B) zu ergeben. Der siebente Schritt stellt Umwandlung von GADNV zu QH0ST unter Verwendung der Kurve 154 dar, um ein volumetrisches Luftstromverhältnis QH0ST_{(C-A)+(D+E+B)} zu ergeben.
Der achte Schritt stellt die Bestimmung eines volumetrischen Luftstromverhältnisses QH0ST_A durch Subtrahieren der Summe (QH0ST_D+E + QH0ST_B) von QH0ST_{(C-A)+(D+E+B)} dar.
Der neunte Schritt stellt Addition von QH0ST_A zu QH0ST_B dar, um ein volumetrisches Gesamtluftstromverhältnis für weniger aggressive Reaktionsanforderungsflächen A und B zu ergeben.
Die 12A und 12B stellen ein Blockschema dar, das ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dem weiteren Ausführungsbeispiel wird berücksichtigt, dass die Änderung der Gesamtfläche SUMME (= C) für ISC aggressive Motorreaktionsleistung anfordert und dass die drehmomentanforderungsabhängige Fläche AAPO (= B) weniger aggressive Motorreaktionsleistung anfordert. Weiterhin wird in dem Blockschema verdeutlicht, dass ISC 120 ein Hilfsmaschinenschalter-Signal AMS zur Eingabe verschiedener Drehmomentänderungs- oder Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungs-Anforderungsbefehle von den zugehörigen Hilfsmaschinen empfängt. Dieses weitere bevorzugte Ausführungsbeispiel ist ähnlich der Änderung, die von dem in den 9 und 4B gezeigten Blockschema veranschaulicht wird. Die gleichen Verweisziffern, die in den 9 und 4B verwendet werden, werden zur Bezeichnung der gleichen Teile oder ähnlicher Teile oder Abschnitte in den 12A und 12B verwendet.
In 12A wird das volumetrische Luftstromverhältnis QH0STL* bestimmt, indem, wie durch die Kurve 150 gegen GADNVL* für die Fläche B an dem Umwandler 148 veranschaulicht wird, gemappte Daten abgerufen werden. Das volumetrische Ge samtluftstromverhältnis TQH0ST* wird, wie durch die Kurve 154 gegen TGADNV* für die Fläche (B + C) an dem Umwandler 152 veranschaulicht wird, gemappte Daten abgerufen werden. An dem Verhältnisgenerator 162 wird ein Verhältnis IHGQHR* berechnet. Wie in 12B veranschaulicht wird, werden TLGQH0* und IHGQHB* unter Verwendung dieses Verhältnisses IHGQHR* auf die gleiche Art und Weise wie in 4B bestimmt. TLGQH0* deutet einen angeforderten Luftdurchsatz an, dessen Änderung weniger aggressive Motorreaktion anfordert. IHGQHB* deutet einen angeforderten Luftdurchsatz an, dessen Änderung aggressive Motorreaktion anfordert. Bei der Verzögerung 172 wird die gleiche Verarbeitung durchgeführt, um den verzögerungsverarbeiteten Ausgang FQH0LG* für die Summierung 174 bereitzustellen. An der Summierung 174 wird FQH0LG* zu IHGQHB* addiert, um FQH0ST* zu ergeben.
Ein Beispiel dafür, wie die Steuereinheit (C/U) 14 das weitere Ausführungsbeispiel implementiert, wird unter Bezugnahme auf die 13 und 14 verständlich werden. Die Fließbilder aus den 13 und 14 veranschaulichen Steuerlogik zum Bereitstellen drosselloser Einlassluftsteuerung in einem System oder einem Verfahren gemäß der hier vorliegenden Erfindung.
In 13 stellt der Schritt 280 die Bestimmung der Fläche AAPO (= B) dar. Der Schritt 184 stellt die Berechnung der ersten Summe A + B dar. Der Schritt 282 stellt die Berechnung von GADNVL* dar, die durch (A + B)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 284 stellt die Bestimmung von VAR QH0STL* durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie durch die Kurve 150 veranschaulicht wird.
Der Schritt 286 stellt die Bestimmung der Fläche SUMME (= C) dar. Der Schritt 288 stellt die Berechnung der Summe B + C dar. Der Schritt 290 stellt die Berechnung von TGADNV* dar, die durch (B + C)/(VOL# × NE) ausgedrückt wird. Der Schritt 292 stellt die Bestimmung von VAR TQH0ST* durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie durch die Kurve 154 veranschaulicht wird.
Der Schritt 294 stellt die Berechnung des Verhältnisses IHGQHR* dar, die durch (TQH0ST* – QH0STL*)/TQH0ST* ausgedrückt wird. In dem Schritt 296 wird die Einlassventil-Schließzeit-Steuerroutine (IVC-Steuerroutine) in 14 ausgeführt.
In 14 stellt der Schritt 298 den Eingang von TQH0ST* dar. Der Schritt 300 stellt den Eingang von Ladeluftdruck P_MAN dar. Der Schritt 302 stellt die Bestimmung von TQH0SH durch Durchführen einer Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie dies in den Kurven 166 veranschaulicht wird.
Der Schritt 304 stellt die Berechnung eines weniger aggressiven Motorreaktions-Anforderungsteils TLGQH0* dar, die als TQH0SH × (1 – IHGQHR*) ausgedrückt wird. Der Schritt 306 stellt Verzögerungsverarbeitung dar, um einen verzögerungsverarbeiteten Ausgang FQH0LG* bereitzustellen, welche durch TLGQH0* × FLOAD + FQHOLD* × (1 – FLOAD) ausgedrückt wird. Der Schritt 308 stellt die Berechnung eines aggressiven Motorreaktions-Anforderungsteils IHGQHB* dar, welche durch TQH0SH × IHGQHR* ausgedrückt wird.
Der Schritt 310 stellt die Berechnung von FQH0ST* dar, die durch IHGQHB* + FGH0LG* ausgedrückt wird. Der Schritt 312 stellt die Bestimmung der Soll-Einlassventil-Schließzeit (Soll-IVC) durch Durchführen eine Nachschlageoperation von gemappten Daten dar, wie dies durch die Kurve 178 in 7 veranschaulicht wird.
Unter Bezugnahme auf 15 veranschaulicht die Volllinie einen glatten Übergang von Zylinderluftladung mit dem Nutzen der hier vorliegenden Erfindung nach Aufbringen von Last wie in 8A veranschaulicht. Die Strichpunktlinie veranschaulicht aggressive Motorreaktion ohne den Nutzen der hier vorliegenden Erfindung, und die punktierte Linie veranschaulicht zähe Reaktion ohne den Nutzen der hier vorliegenden Erfindung.
In den bevorzugten Ausführungsbeispielen gab es keine Verzögerung zur Änderung in IHGQHB (siehe 4B) oder IHGQHB* (siehe 12B). Falls dies gewünscht wird, kann eine geeignete Verzögerung in Bezug auf IHGQHB (siehe 4B) oder IHGQHB* (siehe 12B) bereitgestellt werden, um die angeforderte Reaktionsleistung zu erzielen.

Claims

Verfahren zum drossellosen Steuern von Einlassluft für einen Verbrennungsmotor, wobei der Motor wenigstens eine Brennkammer aufweist, die mit einer Einlasseinrichtung versehen ist und Öffnungs- sowie Schließzeiten der Einlasseinrichtung vollständig unabhängig von der Kurbelwellenposition eingestellt werden können, um der Brennkammer zugeführte Einlassluft zu steuern, und wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines ersten Teils von angefordertem Einlass-Luftstrom, wobei der erste Teil eine erste Motor-Reaktionsleistung anfordert; Bestimmen eines zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, wobei der zweite Teil eine zweite Motor-Reaktionsleistung anfordert; Verarbeiten des ersten und des zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, um Beiträge zu der ersten bzw. der zweiten Motor-Reaktionsleistung zu leisten und verarbeiteten angeforderten Luftstrom bereitzustellen; Bestimmen eines Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls in Reaktion auf den verarbeiteten angeforderten Luftstrom; und Bereitstellen des Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls für die Einlasseinrichtung, um eine Motor-Reaktionsleistung bereitzustellen, die die erste Motor-Reaktionsleistung mit der zweiten Motor-Reaktionsleistung kombiniert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Verarbeitens umfasst: Bereitstellen einer Verzögerung bei der Übertragung einer Änderung in wenigstens dem ersten oder dem zweiten Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms zu dem verarbeiteten angeforderten Einlass-Luftstrom.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Motor-Reaktionsleistung weniger aggressiv ist als die zweite Motor-Reaktionsleistung und wobei der Schritt des Verarbeitens umfasst: Erzeugen einer Verzögerung bei der Übertragung einer Änderung in dem ersten Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Verzögerung erzeugt wird, indem ein Eingangssignalwert (TLGCH0), der den ersten Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms anzeigt, ein Gewichtswert (FLOAD) und ein aktueller Ausgangssignalwert (FQH0LG) generiert werden, wobei der aktuelle Ausgangssignalwert (FQH0LG) gegeben wird, indem die folgende Gleichung berechnet wird: FQH0LG = TLGQH0 × FLOAD + FQHOLD × (1 – FLOAD)wobei FQHOLD der vorangehende Ausgangssignalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms auf einem Drehmoment-Anforderungsbefehl einer Bedienungsperson basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms ein temperaturabhängiger Teil für Leerlaufdrehzahl-Steuerung ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der zweite Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms auf einem Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl von einer Automatikgetriebe-Steuereinheit basiert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der zweite Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms auf einem Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl von einer Traktionssteuerungssystem-Steuereinheit basiert.
Verfahren nach Anspruch 6, das des Weiteren umfasst: Bestimmen eines Öffnungsbereiches für Leerlaufdrehzahlsteuerung; Bestimmen verschiedener Werte des volumetrischen Luftstromverhältnisses für den gleichen Öffnungsbereich, der für Leerlaufdrehzahlsteuerung bestimmt wird, jeweils in Bezug auf unterschiedliche Niveaus der Motorlast, so dass ein Wert des volumetrischen Luftstromverhältnisses für ein hohes Niveau der Motorlast größer ist als ein Wert des volumetrischen Luftstromverhältnisses für ein niedriges Niveau der Motorlast; und Bestimmen des angeforderten Einlass-Luftstroms unter Verwendung der bestimmten verschiedenen Werte des volumetrischen Luftstromverhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bestimmens des ersten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms umfasst: Bestimmen eines ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses für Öffnungsfläche B, die für einen Drehmomentanforderungsbefehl der Bedienungsperson bestimmt wird; Bestimmen eines zweiten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses für Öffnungsflächen, die für Befehle bestimmt werden, die aggressive Motorreaktion anfordern; Addieren des ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses zu dem zweiten volumetrischen Luftstromverhältnis, um eine erste Summe volumetrischer Luftstrom-Verhältnisse zu erhalten; Durchführen umgekehrter Umwandlung, um eine erste Öffnungsfläche pro Einheit des volumetrischen Luftstroms für die erste Summe volumetrischer Luftstrom-Verhältnisse zu erhalten; Bestimmen einer zweiten Öffnungsfläche pro Einheit des volumetrischen Luftstroms für einen vorgegebenen Teil einer Gesamtfläche für Leerlaufdrehzahl-Steuerung; Addieren der zweiten Öffnungsfläche pro Einheit des volumetrischen Luftstroms zu der ersten Öffnungsfläche pro volumetrischem Luftstrom, um eine Summe von Öffnungsbereichen jeweils pro Einheit des volumetrischen Luftstroms zu erhalten; Durchführen von Umwandlung, um ein drittes volumetrisches Luftstrom-Verhältnis in Bezug auf die Summe von Öffnungsflächen jeweils pro Einheit des volumetrischen Luftstroms zu erhalten; Subtrahieren der ersten Summe volumetrischer Luftstrom-Verhältnisse von dem dritten volumetrischen Luftstrom-Verhältnis, um ein viertes volumetrisches Luftstrom-Verhältnis zu erhalten; Addieren des vierten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses zu dem ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnis, um ein fünftes volumetrisches Luftstrom-Verhältnis zu erhalten; und Verwenden des fünften volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses, um den ersten Teil der angeforderten Einlassluft zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bestimmens des ersten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms umfasst: Bestimmen eines ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses für einen Drehmomentanforderungsbefehl der Bedienungsperson; Bestimmen eines zweiten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses für einen Teil des erwünschten Luftstroms für Leerlaufdrehzahl-Steuerung; Addieren des ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses zu dem zweiten volumetrischen Luftstrom-Verhältnis, um ein volumetrisches Gesamt-Luftstrom-Verhältnis zu erhalten; und Verwenden des volumetrischen Gesamt-Luftstrom-Verhältnisses, um den ersten Teil der angeforderten Einlassluft zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: Bestimmen einer ersten Öffnungsfläche (A) in Bezug auf einen temperaturabhängigen Teil für Leerlaufdrehzahl-Steuerung; Bestimmen der zweiten Öffnungsfläche (B) in Bezug auf einen Drehmomentanforderungsbefehl der Bedienungsperson; Bestimmen einer dritten Fläche (C) in Bezug auf eine Gesamtheit von Teilen zum Ausführen der Leerlaufdrehzahl-Steuerung; Bestimmen eines ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses (QH0STL) in Bezug auf eine erste Summe der ersten und der zweiten Öffnungsfläche (A + B); Bestimmen eines zweiten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses (TQH0ST1) in Bezug auf eine zweite Summe der zweiten und dritten Öffnungsfläche (B + C); Bestimmen eines dritten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses (TQH0ST2) in Reaktion auf einen Drehmomentänderungs-Anforderungsbefehl an den Motor; Bestimmen eines volumetrischen Gesamt-Luftstrom-Verhältnisses (TQH0ST) auf Basis des zweiten und des dritten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses; Bestimmen eines Verhältnisses (IHGQHR) auf Basis des ersten volumetrischen Luftstrom-Verhältnisses (QH0STL) und des volumetrischen Gesamt-Luftstrom-Verhältnisses; Bestimmen des ersten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms (TLGQH0) auf Basis des volumetrischen Gesamt-Luftstrom-Verhältnisses (TQH0ST) und des Komplements (1 – IHGQHR) des Verhältnisses (IHGQHR); und Bestimmen des zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms (IHGQHR) auf Basis des volumetrischen Gesamt-Luftstrom-Verhältnisses (TQH0ST) und des Verhältnisses (IHGQHR).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der zweite Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms auf einem einer Vielzahl von Befehlen von einer Vielzahl von Zusatzeinrichtungen basiert, die mit dem Motor verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verzögerung erzeugt wird, indem ein Eingangssignalwert (TLGCH0), der den ersten Teil des angeforderten Einlass-Luftstroms anzeigt, ein Gewichtswert (FLOAD) und ein aktueller Ausgangssignalwert (FQH0LG) generiert werden, wobei der aktuelle Ausgangssignalwert (FQH0LG) durch die folgende Gleichung gegeben wird: FQH0LG = TLGQH0 × FLOAD + FQHOLD × (1 – FLOAD)wobei FQHOLD der vorangehende Ausgangs-Signalwert ist.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem Daten gespeichert sind, die Anweisungen darstellen, die durch einen Computer ausgeführt werden können, um drossellose Steuerung von Einlassluft eines Verbrennungsmotors zu implementieren, wobei der Motor wenigstens eine Brennkammer aufweist, die mit einer Einlassrichtung versehen ist, die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlasseinrichtung vollständig unabhängig von der Kurbelwellenposition eingestellt werden können, um die der Brennkammer zugeführte Menge an Einlassluft zu steuern, und wobei das computerlesbare Speichermedium umfasst: Anweisungen zum Bestimmen eines ersten Teils eines angeforderten Einlass-Luftstroms, wobei der erste Teil eine erste Motor-Reaktionsleistung anfordert; Anweisungen zum Bestimmen eines zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, wobei der zweite Teil eine zweite Motor-Reaktionsleistung anfordert; Anweisungen zum Verarbeiten des ersten und des zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, um Beiträge zu der ersten bzw. der zweiten Motor-Reaktionsleistung zu leisten und einen verarbeiteten angeforderten Luftstrom zu erzeugen; Anweisungen zum Bestimmen eines Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls in Reaktion auf den verarbeiteten angeforderten Luftstrom; und Anweisungen zum Erzeugen des Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls an die Einlasseinrichtung, um eine Motor-Reaktionsleistung bereitzustellen, die die erste Motor-Reaktionsleistung mit der zweiten Motor-Reaktionsleistung kombiniert.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei die erste gewünschte Reaktionsleistung weniger aggressiv ist als die zweite gewünschte Reaktionsleistung und wobei die Anweisungen zum Verarbeiten umfassen: Anweisungen zum Erzeugen einer Verzögerung bei der Übertragung einer Änderung des ersten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms zu dem verarbeiteten angeforderten Einlass-Luftstrom.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 16, wobei die Anweisungen zum Erzeugen der Verzögerung umfassen: Anweisungen zum Berechnen der folgenden Gleichung, um die Verzögerung zu erzeugen: FQH0LG = TLGQH0 × FLOAD + FQHOLD × (1 – FLOAD)wobei: TLGCH0 ein Eingangssignalwert ist, der die erste Menge an Einlassluft anzeigt; FLOAD ein Gewichtswert ist; FQH0LG ein aktueller Ausgangssignalwert ist; und FQHOLD der vorangehende Ausgangssignalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Gewichtswert als eine Funktion von Motorlast und Motordrehzahl bestimmt wird.
System für ungedrosselte Einlassluftsteuerung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Motor wenigstens eine Brennkammer aufweist, die umfasst: eine Einlasseinrichtung, die für die Brennkammer vorhanden ist, wobei die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlasseinrichtung vollständig unabhängig von der Kurbelwellenposition eingestellt werden können, um der Brennkammer zugeführte Einlassluft zu steuern, wobei die Einlasseinrichtung ein Einlassventil und eine Ventil-Steuerung in Form einer elektromagnetischen Steuereinrichtung enthält; Sensoren, die variierende Motorbetriebsbedingungen erfassen; und eine Steuereinheit, die Signale von den Sensoren empfängt und ausführt: Anweisungen zum Bestimmen eines ersten Teils von angefordertem Luftstrom, wobei der erste Teil eine erste Motor-Reaktionsleistung anfordert; Anweisungen zum Bestimmen eines zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstroms, wobei der zweite Teil eine zweite Motor-Reaktionsleistung anfordert; Anweisungen zum Verarbeiten des ersten und des zweiten Teils des angeforderten Einlass-Luftstrom, um Beiträge zu der ersten bzw. der zweiten Motor-Reaktionsleistung zu leisten und verarbeiteten angeforderten Luftstrom bereitzustellen; Anweisungen zum Bestimmen eines Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls in Reaktion auf den verarbeiteten angeforderten Luftstrom; und Anweisungen zum Bereitstellen des Einlasseinrichtungs-Aktivierungsbefehls für die Einlasseinrichtung, um eine Motor-Reaktionsleistung zu erzeugen, die die erste Motor-Reaktionsleistung mit der zweiten Motor-Reaktionsleistung kombiniert.