DE69728209T2

DE69728209T2 - Gerät zur Ansaugluftsteuerung

Info

Publication number: DE69728209T2
Application number: DE69728209T
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Toyota-shi Tsuzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2017-05-24
Also published as: JPH09317501A; JP3189680B2; EP0809006A2; EP0809006B1; EP0809006A3; DE69728209D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Gerät zum Steuern der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät, das ein Ansaugbegrenzungsventil steuert, das in einem Einlassdurchgang sitzt, um die zum Motor gelieferte Ansaugluftmenge zu steuern.
Ein Ansaugbegrenzungsventil ist in einem Einlassdurchgang eines Motors angeordnet. Die Öffnung des Ventils wird zum Einstellen der Ansaugluftmenge zum Motor gesteuert. Herkömmlich ist ein solches Ventil durch einen Draht bedienbar an ein Gaspedal angeschlossen. Das erlaubt das Öffnen des Ventils gemäß dem Betrag des Pedaldrückens zu variieren. Jedoch ist bei dieser Bauweise die Ventilöffnung zum Betrag des Pedaldrückens in direkt proportionaler Beziehung. Deswegen ist es schwierig das Öffnen des Ventils angemessen gemäß dem Betriebszustand des Motors zu steuern.
Es ist ein Begrenzungsventil entworfen worden, das durch ein Betätigungsorgan bewegt wird, um den oben erwähnten Nachteil zu beseitigen soll. Das Betätigungsorgan wird basierend auf dem Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals (Beschleunigungspedals) und anderer Parameter, die den Betriebszustand des Motors darstellen, bedient. Diese Bauweise gestattet das angemessene Steuern zum Öffnen des Ventils, entsprechend dem Laufzustand des Motors.
Da das Einlassbegrenzungsventil in dem Ansaugdurchgang sitzt, wirkt der Druck eines Luftstroms in dem Durchgang auf das Ventil und erzeugt eine Kraft, die das Ventil dreht. Deswegen muss zum Ändern der Ventilöffnung das Betätigungsorgan seine Kraft in Übereinstimmung mit der Drehkraft ändern, die durch den Luftstrom im Durchgang erzeugt wird. Jedoch ist die durch den Einlaßluftdruck erzeugte Drehkraft niemals zum Steuern des Betätigungsorgans berücksichtigt worden. Somit braucht das Ändern der Ventilöffnung bis zu einem Zielwert eine relativ lange Zeit. Damit wird die Steuerung des Begrenzungsventils verschlechtert.
Beispielsweise zeigen die Dokumente US-A-4549517, GB-A-2216596 und JP-A-59206632 gattungsbildende Geräte zum Steuern der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Gerät zum Steuern der Öffnung eines Ansaugbegrenzungsventils zu schaffen, das in einem Einlaßdurchgang eines Verbrennungsmotors sitzt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Gerät mit den im Patentanspruch 1 definierten Merkmalen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, womit beispielhaft die Prinzipien der Erfindung dargestellt werden.
Die Erfindung kann zusammen mit deren Zielen und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
1 ist ein Schaubild in Querschnittsbetrachtung, das ein Motorsystem entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
2(a) ist ein vergrößertes Schaubild in Querschnittsbetrachtung eines ganz offenen Ansaugbegrenzungsventils;
2(b) ist ein vergrößertes Schaubild in Querschnittsbetrachtung eines ganz geschlossenen Ansaugbegrenzungsventils;
3 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines elektronischen Steuereinheit zeigt;
4 ist ein Flußdiagramm, das eine Ventilsteuerungsroutine darstellt;
5 ist ein Graph, der die Beziehung einer Zielwertöffnung, eines Endsteuerwerts und eines Basissteuerwerts zeigt;
6(a) und 6(b) sind schematische Seitenbetrachtungen, welche die Beziehung zwischen der Stellung eines Ansaugbegrenzungsventils und dem Verlauf des Luftstroms aufzeigen.
7 ist eine graphische Darstellung, welche die Änderungen einer Zielwertöffnung eines Ansaugbegrenzungsventils und ein tatsächliches zeitabhängiges Öffnen zeigt;
8 ist eine schematische Seitenansicht zum Erklären des Arbeitens eines Ansaugbegrenzungsventils;
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Ventilöffnungs-Steuerroutine gemäß einem zweiten Ausführungsbespiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Kompensations-Steuerungswert und einem Unterschied zwischen einer Zielwertöffnung eines Ventils und einem tatsächlichen Öffnen des Ventils;
11 ist eine graphische Darstellung einer Zielwertöffnung und einer tatsächlichen zeitabhängigen Öffnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
12 ist eine graphische Darstellung, welche die Änderungen einer Zielwertöffnung und einer tatsächlichen zeitabhängigen Öffnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Ventilöffnungs-Steuerungsroutine gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Ventilöffnungs-Steuerungsroutine darstellt, die dem Flussdiagramm der 13 folgt.
Nun wird ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ansaugsteuerungsgeräts in einem Dieselmotor unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Wie in 1 zu sehen ist, enthält ein Dieselmotor 11 eine Mehrzahl von Zylindern ( nur einer ist gezeigt) und eine Kurbelwelle 21. Ein Kolben 20 sitzt in jedem Zylinder und ist mit der Kurbelwelle 21 durch einen Stab gekuppelt. Die Innenwand jedes Zylinders und der zugehörige Kolben 20 definieren eine Brennkammer 12. Eine Brennstoff-Injektionsdüse 17 befindet sich am Ende jedes Zylinders. Die Düsen 17 sind mit einer Brennstoff-Injektionspumpe 18 mittels einer Brennstoffleitung 19 verbunden. Die Brennkammern 12 sind mit einer Luftansaugdurchgang 16 verbunden. Speziell weist dieser Durchgang 16 eine Mehrzahl von Saugöffnungen 13 auf, von denen jede mit einer der Brennkammern 12 verbunden ist. Jede Saugöffnung 13 wird durch ein Einlassventil 14 geöffnet und geschlossen. Ein Luftreiniger (Luftfilter) 15 sitzt am entfernten Ende des Durchgangs 16. Die Brennkammern 12 sind auch mit einem Abgas-Auslassdurchgang 24 verbunden. Speziell weist dieser Durchgang 24 eine Vielzahl von Auslassöffnungen 22 auf, von denen jede mit einer der Brennkammern 12 verbunden ist. Jede Auslassöffnung 22 wird durch ein Auslassventil 23 geöffnet und geschlossen.
Während des Ansaugvorgangs des Motors 11 werden die Ansaugöffnungen 13 durch die Einlassventile 14 geöffnet. Damit wird Außenluft in den Lufteinlassdurchgang 16 über den Luftreiniger 15 gezogen. Die angesaugte Luft strömt sodann in die einzelnen Brennkammern 12. Jede Brennstoff-Injektionsdüse 17 spritzt Brennstoff in die zugehörige Brennkammer 12 ein, der unter Druck der Pumpe 18 angeliefert wird.
Während des Kompressionstakt komprimiert der Kolben 20 in seiner Aufwärtsbewegung das Luft-Brennstoff-Gemisch in der entsprechenden Brennkammer 12, wodurch das Gemisch zum Brennen gebracht wird. Die Brennkraft drückt den Kolben 20 hinab, womit die Kurbelwelle 21 gedreht wird. Auf diese Weise bringt der Motor 11 Antriebsleistung hervor. Während des Abgas-Auslasstakts werden die Auslassöffnungen 22 durch die Auslassventile 23 aufgemacht. Das in jeder Brennkammer 12 erzeugte Abgas wird zum Abgasdurchgang 24 entladen. Danach wird das Gas nach außen geführt.
Ein Ansaugbegrenzungsventil 25 befindet sich in dem Luftansaugdurchgang 16. Das Ventil 25 wird durch ein Betätigungsorgan 26 zum Steuern der Luftstrommenge im Durchgang 16 entsprechend dem Drehzustand des Motors 11 bedient. Wie in 1 zu sehen ist, enthält das Betätigungsorgan 26 ein Gehäuse 28 und eine Membran 27, die im Gehäuse 28 angeordnet ist. Der untere Abschnitt des Gehäuses 28 und die Membran 27 definieren eine Druckkammer 30. Eine Feder 31 erstreckt sich in der Kammer 30 zwischen der Membran 27 und dem Boden des Gehäuses 28. Ein Stab 26a ist an der Oberseite der Membran 27 befestigt und erstreckt sich durch das Gehäuse 28. Die Feder 31 ist vertikal mit dem Stab 26a abgeglichen und zwingt den Stab 26a aufwärts. Wie in den 2(a) und 2(b) gezeigt ist, enthält das Ventil 25 eine Welle 25a, der drehbar durch die Wand des Durchgangs 16 gestützt ist. Ein Ende dieser Welle 25a steht aus der Außenfläche des Durchgangs 16 hervor. Ein Verbindungsglied 25b ist am hervorstehenden Ende der Welle 25a festgemacht. Das entfernte Ende des Verbindungsglieds 25b ist mit dem entfernten Ende der Stabs 26a verbunden.
Die Druckkammer 30 ist an eine Vakuumpumpe 32 über einen Vakuumdurchgang 33 angeschlossen. Ein erstes elektrisches, Vakuum regelndes Ventil (EVRV) 34 sitzt im Durchgang 33. Das EVRV ist ein elektromagnetisches Dreiwegeventil mit drei Öffnungen 35, 36 und 38. Die Ausgangsöffnung 35 kommuniziert mit der Druckkammer 30 des Betätigungsorgans 26 mittels des Durchgangs 33. Die Öffnung 36 für den negativen Druck (Unterdruck) kommuniziert mit der Vakuumpumpe 32. Die Öffnung 38 für atmosphärische Luft kommuniziert mit der atmosphärischen Luft mittels eines Filters 37. Das Filter 37 verhütet, dass Staub und Schlamm in das erste EVRV 34 durch die Öffnung 38 für die atmosphärische Luft eindringen. Ist das erste EVRV 34 elektrisch aktiviert, kommuniziert die Ausgangsöffnung 35 mit der Öffnung 36 für den negativen Druck. Das führt einen durch die Pumpe 32 erzeugten negativen Druck (Unterdruck) in die Druckkammer 30 des Betätigungsorgans 26 ein. Ist das erste EVRV 34 elektrisch deaktiviert, kommuniziert die Ausgangsöffnung 35 mit der Öffnung 38 für die atmosphärische Luft. Damit wird der atmosphärische Druck in die Druckkammer 30 eingeleitet.
Das erste EVRV 34 wird durch ein elektronisches Steuergerät (ECU) 39 eingeschaltet, das später beschrieben wird. Der Druck in der Druckkammer 30 wird entsprechend gesteuert.
Falls das ECU 39 das erste EVRV 34 mit einem Arbeitsverhältnis von 100 aktiviert, kommuniziert die Ausgangsöffnung 35 mit der Öffnung 36 für den negativen Druck. Das ermöglicht dem durch die Pumpe 32 erzeugten negativen Druck in die Druckkammer 30 eingeführt zu werden. Dadurch wird die Membran 27 hinabverschoben und zieht den Stab 26a gegen die Kraft der Feder 31 zurück. Der Stab 26a dreht das Begrenzungsventil 25 in einer mit Pfeilen angezeigten Richtung, siehe 2(b). Demzufolge befindet sich das Ventil 25 in einer ganz geschlossenen Stellung, wodurch der wesentliche Luftstrom im Durchgang 16 gestoppt wird.
Falls im Gegensatz dazu das ECU 39 das erste EVRV 34 mit einer relativen Einschaltdauer von 0% aktiviert, kommuniziert die Ausgangsöffnung 35 mit der Öffnung 38 für die atmosphärische Luft. Das bringt die Kraft der Feder 31 zum Verschieben der Membran 27 und des Stabes 26a hinauf, wie in 2(a) zu sehen ist. Der Stab 26a dreht das Begrenzungsventil 25 in eine mit den Pfeilen in 2(a) angedeuteten Richtung. Demzufolge befindet sich das Ventil 25 in einer ganz geöffneten Stellung, wodurch ein Luftstrom im Durchgang 16 ermöglicht wird.
Das ECU 39 steuert das EVRV 34 durch Verändern der relativen Einschaltdauer zwischen 0% und 100%, was die Größe des negativen Drucks (Unterdrucks) variiert, der in die Druckkammer 30 eingeführt wird. Die Öffnung des Begrenzungsventils 25 wird stetig zwischen der ganz geschlossenen Stellung und der ganz geöffneten Stellung dementsprechend gesteuert. Die Ansaugluftmenge wird somit kontinuierlich gemäß dem Betriebszustand des Motors 11 geändert.
Der Motor 11 ist mit einem Abgas-Rezirkulationskreis (EGR)-Gerät 40 ausgestattet. Das EGR-Gerät 40 weist eine EGR-Durchgang 41, ein EGR-Ventil 42 und ein zweites EVRV 48 auf. Ein Ende des Durchgangs 41 ist mit dem Abgasdurchgang 24 verbunden, und das andere Ende ist an den Luftansaugdurchgang 16 angeschlossen. Das EGR-Ventil 42 sitzt in dem Durchgang 41. Das Gerät 40 rezirkuliert einen Teil des Abgases in dem Abgasdurchgang 24 zum Luftansaugdurchgang 16 durch den Durchgang 16. Das rezirkulierte Gas wird zu den einzelnen Brennkammern 12 rückgeleitet. Das EGR-Ventil 42 steuert die EGR-Menge im Durchgang 41. Das zweite EVRV 48 steuert den negativen Druck und den atmosphärischen Druck, oder die Arbeitsdrücke, die zum Ventil 42 geführt werden. Das ECU 39 variiert die Öffnung des EGR-Ventils 42 durch eine Einschaltsteuerung des zweiten EVRV 48 entsprechend dem Betriebszustand des Motors 11. Die EGR-Menge wird somit kontinuierlich verändert.
Die Brennstoff-Einspritzpumpe 18 ist eine bekannte Verteilungstype und liefert Brennstoff an jede Einspritzdüse 17 durch die Brennstoffleitung 19. Der Brennstoff wird dann in jeder Brennkammer 12 verbrannt. Insbesondere komprimiert die Injektionspumpe 18 den Brennstoff aus einem Brennstofftank (nicht gezeigt) in einen hochkomprimierten Zustand und liefert eine vorbestimmte Menge des komprimierten Brennstoffes zu den einzelnen Injektionsdüsen 17 in einer vorbestimmten zeitlichen Taktung. Jede Einspritzdüse 17 arbeitet mit dem Druck des angelieferten Brennstoffs, und injiziert den Brennstoff in die zugehörige Brennkammer 12. Die Einspritzpumpe 18 besitzt ein elektromagnetisches Überstromventil 54 und einen Timer (Taktgeber) 55. Das Überstromventil 54 stellt die Brennstoffmenge ein, die aus der Pumpe 18 hinauszupumpen ist. Der Timer 55 steuert die Starttaktung der Brennstoffabgabe aus der Pumpe 18, d.h. der Timer 55 stellt die Zeiten ein, zu denen Brennstoff aus jeder Einspritzdüse 17 injiziert wird. Das Auslaßventil 54 und der Timer 55 werden elektrisch durch das ECU 39 gesteuert.
Die Injektionspumpe 18 ist des weiteren mit einer Antriebswelle 29 und einem Drehzahlsensor 56 ausgerüstet. Die Antriebswelle 29 ist an die Kurbelwelle 21 des Motors 11 angeschlossen. Die Kurbelwelle 21 dreht die Antriebswelle 29. Die Injektionspumpe 18 wird auf diese Weise in Abhängigkeit vom Betrieb des Motors 11 angesteuert. Der Drehzahlsensor 56 detektiert die Drehzahl der Antriebswelle 29, die der Drehzahl der Kurbelwelle 21 entspricht. Dementsprechend detektiert der Sensor 56 die Motordrehzahl NE.
Ein Luftstrommessgerät 57 sitzt in Nähe des Luftreinigers 15. Dieses Messgerät 57 misst die Luftmenge Q, die in den Einlassdurchgang 16 gesaugt wird, und gibt ein Signal entsprechend der gemessenen Ansaugluftmenge Q aus.
Ein Begrenzungsventil-Sensor 58 sitzt nahe beim Begrenzungsventil 25. Der Sensor 58 detektiert die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25, und gibt ein Signal entsprechend der aktuellen Öffnung LUACT aus.
Ein Ansaugdrucksensor 59 ist in dem Ansaugluftdurchgang 16 stromabwärts vom Ansaugluftbegrenzungsventil 25 angeordnet. Der Sensor 59 detektiert den Ansaugdruck PM in dem Luftausgangsdurchgang 16, und gibt ein Signal entsprechend dem Ansaugdruck PM aus. Ein Gaspedal-Sensor 61 sitzt nahe dem Gaspedal 60. Der Sensor 61 detektiert den Betrag des Niederdrückens ACCP des Pedals 60, und gibt ein Signal entsprechend dem Niederdrückbetrag des Pedals ACCP aus. Ein Ansaugluft-Temperatursensor 62 befindet sich beim Luftmengenmesser 57. Der Sensor 62 detektiert die Temperatur THA der in den Durchgang 16 eingesaugten Außenluft, und gibt ein Signal entsprechend der Außenlufttemperatur THA aus.
Das ECU 39 empfängt ein von den Sensoren 56 bis 59, 61 und 62 ausgesendetes Signal. Der Aufbau des ECU 39 wird nun anhand des Blockschaltbilds der 3 beschrieben.
Das ECU 39 enthält eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 70, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 71, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 72 und einen Sicherungs-RAM 73. Der ROM 71 speichert zuvor die vorbestimmten Steuerprogramme. Der RAM 72 speichert zeitweilig die Ergebnisse der von der CPU 70 ausgeführten Berechnungen. Der Sicherungs-RAM 73 hält vorabgespeicherte Daten aufrecht. Das ECU 39 enthält ferner einen Eingangs-Anschluss 74 und einen Ausgangsport 75. Die CPU 70, der ROM 71, der RAM 72, der backup-RAM 73, der Eingangs-Anschluss 74 und der Ausgangs-Port 75 sind miteinander durch einen Bus 76 verbunden.
Das Luftstrommessgerät 57, der Ventilsensor 58, der Ansaugdrucksensor 59, der Gaspedalsensor 61 und der Einlaß-Temperatursensor 62 sind mit dem Eingangs-Anschluss 74 durch Puffer 77, einen Multiplexer 78 und einen Analog-Digital-Umsetzer 79 verbunden. Der Drehzahlsensor 56 ist an den Eingangs-Anschluss 74 über einen Schwingungsbildformer 80 angeschlossen. Die CPU 70 empfängt Signale von den Sensoren 56 bis 59, 61 und 62 über den Eingangs-Port 74.
Das elektromagnetische Überströmventil 54, der Timer 55, das erste EVRV 34 und das zweite EVRV 48 sind an den Ausgangs-Anschluss 75 über Treiber 81 angeschlossen. Die CPU 70 steuert das Ventil 54, den Timer 55 und die EVRVs 34, 48, basierend auf den Signalen von den Sensoren 56 bis 59, 61 und 62, wobei sie die Brennstoffeinspritzsteuerung, die Öffnungssteuerung des Begrenzungsventils und die EGR-Steuerung übernimmt.
Die Brennstoffinjektionssteuerung bezieht sich auf die Steuerung der Brennstoffmenge, die von der Injektionspumpe 18 mit der Brennstoffabgabe-Taktung gemäß den Betriebszuständen des Motors 11 abgegeben wird. Die Öffnungssteuerung des Begrenzungsventils bezieht sich auf die Betätigung des Begrenzungsventils 25 durch Steuern des ersten EVRV 34 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors 11. Auf diese Weise wird die Menge der Ansaugluft geregelt. Die EGR-Steuerung betrifft die Betätigung des EGR-Ventils 42 durch Steuern des zweiten EVRV 48 in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen des Motors 11. Die EGR-Menge wird so geregelt.
Ein Routine zum Steuern des Öffnens des Ansaugluft-Begrenzungsventils 25 (Ventilöffnungs-Steuerungsroutine) wird nun anhand des Flußdiagramms der 4 beschrieben. Die CPU 70 führt periodisch die Routine in vorbestimmten Intervallen durch.
Im Schritt 100 liest die CPU 70 die Motordrehzahl NE, den Betrag des Pedaldrückens ACCP, und den Ansaugluftdruck PM, die durch den Drehzahlsensor 56, bzw. durch den Gaspedalsensor 61 und den Ansaugdrucksensor 59 detektiert werden.
Im Schritt 110 berechnet die CPU 70 eine Menge QFIN der Brennstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl NE und dem Betrag des Pedaldrückens ACCP, basierend auf zuvor im ROM 71 abgespeicherten Funktionsdaten. Im Schritt 120 berechnet die CPU 70 eine Zielwertöffnung LUTRG des Ventils 25 in Übereinstimmung mit der Injektionsmenge QFIN und der Motordrehzahl NE, basierend auf zuvor im ROM 71 abgespeicherten Funktionsdaten.
Im Schritt 130 berechnet die CPU einen Basissteuerungswert DLBSE gemäß der Zielöffnung LUTRG, basierend auf in der graphischen Darstellung der 5 gezeigten Funktionsdaten. Die Funktionsdaten sind zuvor im ROM 71 abgespeichert worden. Die ausgezogene Linie in der graphischen Darstellung zeigt die Beziehung zwischen der Zielöffnung LUTRG des Ventils 25 und dem Basissteuerungswert DLBSE. Beim Berechnen von DLBSE wird die Kraft des Ansaugluftdrucks, der auf das Ventil 25 wirkt, nicht berücksichtigt.
Mit dem Wert DLBSE wird die Größe der Kraft bestimmt, die durch den in die Kammer 30 des Betätigungsorgans 26 eingeführten negativen Druck (Unterdruck) erzeugt wird. Genauer gesagt entspricht DLBSE der relativen Einschaltdauer von dem ersten EVRV 34 zugesandten Signalen. Die Größe des negativen Drucks wird gemäß der relativen Einschaltdauer bestimmt. Die Kraft wirkt auf den Stab 26a und bestimmt das Öffnen des Ventils 25 in Beziehung zur Kraft der Feder 31. Das bedeutet, dass der Wert DLBSE der Größe der durch den negativen Druck erzeugten Kraft entspricht. Wie in der graphischen Darstellung der 5 aufgezeigt, nimmt DLBSE ab, wenn die Zielöffnung LUTRG zunimmt. Die Beziehung zwischen LUTRG und DLBSE wird zuvor durch Experimente festgelegt.
Im Schritt 130 wählt die CPU 70 einen Basissteuerungswert DLBSE entsprechend einer Zielöffnung LUTRG, basierend auf den Funktionsdaten der 5. Falls beispielsweise LUTRG LUTRG1 ist, setzt die CPU 70 DLBSE auf DLBSE1, und falls LUTRG LUTRG2 ist, setzt die CPU 70 DLBSE auf DLBSE2.
Im Schritt 140 berechnet die CPU 70 einen Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ, basierend auf einer Formel f1 (ΔDLBSEJ = f1 (PM, NE, LUTRG)), abgespeichert im ROM 71. Die Formel f1 enthält den Ansaugluftdruck PM, die Motordrehzahl NE und die Zielwertöffnung LUTRG als Parameter. Im Schritt 150 berechnet die CPU 70 einen Steuerungs-Endwert DLFIN durch Addieren des Kompensations-Steuerungswerts ΔDLBSEJ zum Basissteuerungswert DLBSE.
Der Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ kompensiert den Einfluß der Kraft, die durch den Ansaugluftdruck erzeugt wird und auf das Ventil 25 wirkt. Die 6(a) und 6(b) zeigen schematisch den Luftansaugdurchgang 16 und das Ansaugbegrenzungsventil 25. Der Lauf der Einlaßluft wird durch das Ventil 25 geändert, wenn sich das Ventil 25 in einer Position befindet, wie sie in 6(a) gezeigt ist. In diesem Zustand sind der Druck Pup stromaufwärts vom Ventil 25 und der Druck Plow stromabwärts vom Ventil 25 verschieden. Die Differenz zwischen Pup und Plow wird als ΔP bezeichnet. Der Druckunterschied ΔP gibt eine Kraft T auf das Ventil 25. Die Größe der Kraft T variiert gemäß der Differenz ΔP. Die Kraft T ist eine Drehkraft, die an das Ventil 25 in einer Richtung angelegt wird, welche die Öffnung des Ventils vergrößert.
Um die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 mit einer Zielwertöffnung LUTRG gleichzustellen, muss das Betätigungsorgan 26 eine Kraft anlegen, welche die Kraft T auf das Ventil 25 kompensiert, zusätzlich zu der Kraft gemäß dem Basissteuerungswert DLBSE. Die Kraft, welche die Kraft T kompensiert, betrifft eine Kraft, welche die gleiche Größe wie die Kraft T in entgegengesetzter Richtung hat. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ zum Basissteuerungswert DLBSE addiert, um einen Steuerungs-Endwert DLFIN zu berechnen, wobei die Kraft T kompensiert wird.
Der Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ ändert sich gemäß den Änderungen im Ansaugluftdruck PM, in der Motordrehzahl NE und der Zielöffnung LUTRG.
Vergrößert sich beispielsweise die Öffnung des Ventils 25 aus dem Zustand der 6(a) in den Zustand der 6(b), so nimmt die Größe der Kraft T, die auf das Ventil 25 wirkt, ab. Das liegt daran, dass der Lauf der Ansauglust weniger durch das Ventil 25 beeinflusst wird, und dementsprechend sich die Größe der Kraft T verringert. Deswegen wird in der Formel f1 der Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ kleiner, wenn sich die Zielwertöffnung LUTRG vergrößert. Zum Beispiel ist, wie in 5 gezeigt wird, ein Kompensations-Steuerungswert ΔDLBSEJ2 entsprechend der Zielwertöffnung LUTRG2 kleiner als DLBSEJ1 entsprechend LUTRG1, die kleiner als LUTRG2 ist.
Des weiteren wird, selbst wenn die Zielöffnung LUTRG die gleiche ist, die Größe der Kraft T durch die Differenz (ΔP) zwischen dem Druck Plow stromabwärts vom Ventil 25 und dem Druck Pup stromaufwärts vom Ventil 25 variiert. Insbesondere erhöht eine größere Druckdifferenz (ΔP) die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch das Ventil 25, und erzeugt dadurch eine größere Kraft T, die auf das Ventil 25 wirkt.
Die Druckdifferenz ΔP wird unter Benutzung des Ansaugdrucks PM und der Motordrehgeschwindigkeit NE als Parameter berechnet. Die Druckdifferenz ΔP korreliert mit dem Ansaugluftdruck PM und der Motordrehzahl NE. Die Druckdifferenz ΔP wird kleiner, wenn der Ansaugdruck PM größer wird. In anderen Worten, ein größerer absoluter Wert oder Vakuumdruck stromabwärts des Ventils 25 erhöht die Druckdifferenz ΔP. In ähnlicher Weise erhöht eine größere Motordrehzahl NE die Druckdifferenz ΔP. Der Kompensationsregelwert ΔDLBSE wird gemäß dem berechneten ΔP bestimmt.
Die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie der 5 zeigt die Beziehung zwischen der Zielwertöffnung LUTRG und dem Regelungsendwert DLFIN für eine spezielle Motordrehzahl NE und Ansaugluftdruck PM. Die Zweipunkt-Kettenlinie zeigt auch die Beziehung zwischen LUTRG und DLFIN, wenn der Ansaugluftdruck PM vom Status der abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie herabgesetzt wird. Wie in 5 zu sehen, erhöht ein kleinerer Ansaugluftdruck PM den Kompensationsregelungswert ΔDLBSE, der zum Basisregelwert DLBSE addiert wird.
Beispielsweise ist ein Kompensationsregelwert ΔDLBSEJ3, der berechnet wird, wenn der Ansaugdruck PM relativ niedrig ist, größer als ein Kompensationsregelungswert ΔDLBSEJ1, der berechnet wird, wenn der Ansaugdruck PM relativ hoch ist. In ähnlicher Weise wird der Kompensationsregelungsdruck ΔDLBSEJ größer, sobald die Motordrehzahl NE zunimmt.
Nach Durchführung des Vorgangs der Schritte 140 und 150, geht die CPU 70 zum Schritt 160 über. Im Schritt 160 schickt die CPU 70 ein Signal, das eine relative Einschaltdauer entsprechend dem Regelungsendwert DLFIN hat, zum ersten EVRV 34. Die CPU 70 steuert auf diese Weise die Stärke der Kraft, die durch den negativen Druck erzeugt wird, der in die Druckkammer 30 eingebracht ist, und passt damit die aktuelle Öffnung LUACT des Begrenzungsventils 25 an die Zielwertöffnung LUTRG an. Die CPU setzt dann zeitweilig die laufenden Routine aus.
Die Vorteile und Wirkungen des obigen Ausführungsbeispiels werden nun angegeben.
Die ausgezogene Linie im unteren Teil der 7 zeigt eine Änderung der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25, wenn die Zielöffnung LUTRG von LUTRG1 zu LUTRG2 geändert wird, wie im oberen Teil von 7 zu sehen ist. Die Öffnung des Ventils 25 ändert sich vom Zustand der 6(b) in den Zustand der 6(a). Wie in 7 gezeigt ist, wird die Zielöffnung LUTRG in LUTRG2 zum Zeitpunkt t1 gewechselt. Danach ändert sich die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 von der gegenwärtigen aktuellen Öffnung LUACT1 in eine aktuelle Öffnung LUACT2, die gleich der Zielöffnung LUTRG2 ist, und das mit einer Verzögerung im Ansprechen. Zum Zeitpunkt t2 ist die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 gleich der Zielöffnung LUTRG2.
Nähert sich die aktuelle Öffnung des Ventils 25 der Zielöffnung LUTRG2, d.h. wenn das Ventil 25 vom Zustand der 6(b) in den Zustand der 6(a) dreht, wirkt die auf der Druckdifferenz ΔP basierende Kraft T auf das Ventil 25 in einer Richtung, welche die Öffnung des Ventils 25 vergrößert. Um deshalb die Zielöffnung LUTRG2 zu erhalten, muss deshalb das Ventil 25 durch eine Kraft betätigt werden, welche die Kraft T kompensiert.
Eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie und eine Zweipunkt-Kettenlinie in 7 zeigen Änderungen in der aktuellen Öffnung LUACT auf, wenn die Bestätigungskraft nicht gemäß der Kraft T, die durch die Druckdifferenz ΔP erzeugt wird, kompensiert wird. Im mittels der lang und kurz gestrichelten Linie dargestellten Beispiel ist die aktuelle Öffnung LUACT nicht auf die Zielöffnung LUTRG2 herabgesetzt. Es verbleibt eine Differenz ΔD1 zwischen LUACT und LUTRG. Ist die Druckdifferenz ΔP größer, wird die Differenz auf ΔD2 erhöht, wie mittels der Zweipunkt-Kettenlinie dargestellt ist.
Der Kompensationsregelwert ΔDLBSEJ wird in Übereinstimmung mit dem Ansaugdruck PM, der Motordrehzahl NE und der Zielöffnung LUTRG berechnet, und wird zum Basisregelwert DLBSE addiert. Dementsprechend wird die Kraft zum Betätigen des Ventils 25 um die Größe gleich der Kraft T erhöht. Die Kraft T wird somit kompensiert. Anders als die verglichenen Beispiele der 7 erlaubt das erste Ausführungsbeispiel eine Angleichung der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25 an die Zielöffnung LUTRG.
Die Druckdifferenz ΔP wird basierend auf dem Ansaugdruck PM und der Motordrehzahl NE berechnet. Dieses gestattet ein genaues Berechnen von ΔP. Des weiteren wird die Zielöffnung LUTRG beim Berechnen des Kompensationsregelwerts ΔDLBSEJ berücksichtigt. Deswegen wird die Größe der Kraft T, die auf das Ventil 25 wirkt, genau berechnet. Das Ventil 25 wird sodann durch eine Kraft betätigt, welche die Kraft T kompensiert.
Der Einfluß der Kraft T auf die Steuerung des Begrenzungsventils wird durch eine relativ einfache Konstruktion im Vergleich mit einem System, in dem eine Rückkopplungsregelung basierend auf der Differenz zwischen der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25 und der Zielöffnung LUTRG durchgeführt wird, unterdrückt.
Nun wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hauptsächlich werden Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besprochen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Rückkopplungsregelung ausgeführt.
Die 9 zeigt eine Ventilöffnungs-Steuerroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. In den Schritten, welche dieselben Nummern haben, wie in der Routine der 4, wird derselbe Vorgang durchgeführt wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Nach dem Ausführen des Vorgangs der Schritte 100 und 110 geht die CPU 70 zum Schritt 120. Im Schritt 120 berechnet die CPU 70 eine Zielöffnung LUTRG aus der Motordrehzahl NE und der Injektionsmenge QFIN.
Im Schritt 130 berechnet die CPU 70 einen Basissteuerungswert DLBSE in Übereinstimmung mit der Zielöffnung LUTRG, basierend auf zuvor im ROM 71 abgespeicherten Funktionsdaten. Im Schritt 131 gibt die CPU 70 eine aktuelle Öffnung LUACT des Ansaugbegrenzungsventils 25 vom Ventilsensor 58 ein.
Im Schritt 132 berechnet die CPU 70 eine Differenz DLU zwischen einer Zielöffnung LUTRG und der aktuellen Öffnung LUACT.
Im Schritt 140 berechnet die CPU 70 einen Kompensationsregelungswert ΔDLBSEJ aus dem Ansaugdruck PM, der Motordrehzahl NE und der Zielöffnung LUTRG. Im Schritt 141 berechnet die CPU 70 einen Kompensationsregelungswert ΔDLBSEK, der auf einer im ROM 71 abgespeicherten Formel f2 (ΔDLBSEK = f2 (PM, NE, LUACT, DLU) beruht. Die Formel f2 enthält den Ansaugluftdruck PM, die Motordrehzahl NE, die aktuelle Öffnung LUACT, sowie die Differenz DLU zwischen LUTRG und LUACT als Parameter.
Im Schritt 142 berechnet die CPU 70 einen Kompensationsregelungswert DLBSEA durch Addieren der Kompensationsregelungswerte ΔDLBSEJ und ΔDLBSEK zum Basisregelungswert DLBSE.
Der Kompensationsregelungswert ΔDLBSEK wird nachstehend beschrieben.
Die 8 stellt die Bewegung des Begrenzungsventils 25 dar, wenn die aktuelle Öffnung LUACT verkleinert wird. Das Ventil 25 wird aus dem mittels einer ausgezogenen Linie veranschaulichten Zustand in den Zustand bewegt, der mit einer abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie angedeutet ist. In diesem Fall muss das Ventil 25 gegen die Kraft T, die durch die Druckdifferenz ΔP hervorgebracht wird, bewegt werden. Es kann sein, dass die Kraft T eine Ansprechverzögerung der Ventilbewegung auslöst. Wird die Öffnung des Ventils 25 um einen größeren Betrag verkleinert, beispielsweise wenn das Ventil 25 in einen Zustand bewegt wird, der durch die Zweipunkt-Kettenlinie in 8 illustriert wird, so wird die Ansprechverzögerung des Ventils 25 angehoben. Die Ansprechverzögerung des Ventils 25 muss kompensiert werden, damit das Ansprechverhalten der Ventilöffnungssteuerung verbessert wird.
Beim Vergrößern der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25 ist die betätigende Kraft zum Drehen des Ventils 25 übermäßig, weil die Kraft T zur Kraft des Betätigungsglieds 26 addiert wird. Das verursacht eine Nachlauferscheinung.
Mittels des Kompensationsregelungswerts ΔDLBSEK wird eine derartige Verzögerung im Ansprechsverhalten des Ventils und in der nachjagenden Erscheinung des Ventils 25 vermieden.
Die graphische Darstellung der 10 zeigt die Beziehung zwischen der Öffnungsdifferenz DLU und dem Kompensationsregelwert ΔDLBSEK auf, der sich auf die Formel f2 (ΔDLBSEK = f2 (PM, NER, LUACT, DLU)) gründet. Die ausgezogene Linie stellt die Beziehung zwischen DLU und ΔDLBSEK dar, wenn das Ventil 25 ganz geschlossen ist, d.h. wenn die aktuelle Öffnung LUACT minimal ist (θ min°). Die unterbrochene Linie zeigt die Beziehung zwischen DLU und ΔDLBSEK auf, wenn das Ventil 25 ganz offen ist, d.h. wenn die aktuelle Öffnung LUACT maximal ist (θ max°). Die abwechselnd lang-kurz gestrichelte Linie stellt die Beziehung zwischen DLU und ΔDLBSEK dar, wenn die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils θ1° ist. Die Zweipunkt-Kettenlinie veranschaulicht die Beziehung zwischen DLU und ΔDLBSEK, wenn die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 den Wert θ2° aufweist. Die Winkel θ1° und θ2° genügen der folgenden Ungleichung: 0° < θ1° < θ2° < θ max°
In dieser graphischen Darstellung sind der Ansaugdruck PM und die Motordrehzahl NE konstant.
Ist die Öffnungsdifferenz DLU kleiner als Null, d.h. wenn die aktuelle Öffnung LUACT verkleinert werden muss, hat der Kompensationsregelwert ΔDLBSEK einen positiven Wert. Dementsprechend wird die betätigende Kraft zum Drehen des Ventils 25 erhöht. Das reduziert die durch die Kraft T verursachte Ansprechverzögerung des Ventils 25.
Im Gegensatz dazu hat, wenn die Öffnungsdifferenz DLU größer als Null ist, d.h. die aktuelle Öffnung LUACT vergrößert werden muss, der Kompensationsregelwert ΔDLBSEK einen negativen Wert. Dementsprechend wird die Betätigungskraft zum Drehen des Ventils 25 vermindert. Die Kraft zum Drehen des Ventils 25 wird auf diese Weise daran gehindert, übermäßig zu werden. Dadurch wird die Nachlauferscheinung beseitigt.
Ein größerer Absolutwert der Differenz DLU ist die Ursache dafür, dass die Kraft T einen größeren Einfluß auf die Ventilöffnungssteuerung nimmt. Deswegen erhöht sich, wie in der graphischen Darstellung der 10 gezeigt, der Absolutwert des Kompensationsregelwerts ΔDLBSEK mit dem Vergrößern des Absolutwerts der Öffnungsdifferenz DLU zum Vermindern des Einflusses der Kraft T.
Der Kompensationsregelungswert ΔDLBSEK wird mit der Formel f2 (ΔDLBSEK = f2 (PM, NE, LUACT, DLU)) berechnet. Der Absolutwert von ΔDLBSEK erhöht sich damit, wenn der Ansaugdruck Pm abnimmt, oder die Motordrehzahl NE zunimmt.
Der ROM 71 speichert die Formel f2 (ΔDLBSEK = f2 (PM, NE, LUACT, DLU)) als ein Funktionskennfeld. Im Schritt 141 berechnet die CPU 70 den Kompensationsregelwert ΔDLBSEK unter Bezugnahme auf diese Funktionskennfeld.
Nach Ausführung des Vorgangs der Schritte 140 bis 142 geht die CPU 70 zum Schritt 143 voran. Im Schritt 143 berechnet die CPU 70 einen Proportionalitäts-Ausdruck DLFBP, welcher der Öffnungsdifferenz DLU entspricht, durch Anwenden einer im ROM 71 abgespeicherten Formel f3 (DLFBP = f3(DLU)). Die Formel f3 hat DLU als einen Parameter. Der Ausdruck DLFBP wird mit dem Anwachsen von DLU größer.
Im Schritt 144 berechnet die CPU 70 einen Integrationsausdruck DLFBI für die laufende Routine, der auf der Öffnungsdifferenz DLU und dem Integrationsausdruck DLFBIO der vorherigen Routine beruht, wobei eine im ROM 71 abgelegte Formel (DLFBI = DLFBIO + f4(DLU)) angewandt wird. Der Wert von f4(DLU) wird mit dem Ansteigen von DLU größer.
Im Schritt 151 berechnet die CPU 70 einen Kompensations-Endwert DLFIN, wobei der Proportionalitätsausdruck DLFBP und der Integrationsausdruck DLFBI zum kompensierten Basissteuerungswert DLBSEA addiert werden.
Im Schritt 160 schickt die CPU 70 ein Ansteuersignal mit einer Einschaltdauer entsprechend dem Regelendwert DLFIN zum ersten EVRV 34. Im Schritt 161 nimmt die CPU 70 den Integrationsausdruck DLFBI, der in der laufenden Routine benutzt wird, als einen Integrationsausdruck DLFBIO auf, der in der nächsten Routine verwendet wird. Dann setzt die CPU 70 die gegenwärtige Routine zeitweise aus.
Nun werden die Vorteile des zweiten Ausführungsbeispiels nachstehend beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kompensationsregelungswert ΔDLBSEK zum Kompensieren der Kraft T zusätzlich zu ΔDLBSEJ benutzt. Wird die Öffnung des Ventils 25 verkleinert, so wird ein Kompensationsregelwert ΔDLBSEK, der einen positiven Wert aufweist, zum Basisregelwert DLBSE und Kompensationsregelwert ΔDLBSEJ zum Berechnen des kompensierten Basisregelwerts DLBSEA addiert. Dementsprechend wird die Kraft zum Verkleinern der Öffnung des Ventils 25 erhöht.
Die 11 zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25, wenn die Zielöffnung LUTRG abnimmt. Die ausgezogene Linie im unteren Teil der 11 zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Zweipunkt-Kettenlinie veranschaulicht die Änderung von LUACT, wenn der Basissteuerungswert DLBSE nicht durch den Kompensationsregelwert ΔDLBSEK kompensiert wird. Die abwechselnd lang-kurz gestrichelte Linie zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem durch die Zweipunkt-Kettenlinie veranschaulichten Beispiel ist die Betätigungskraft zum Drehen des Ventils 25 nicht ausreichend. Das verzögert das Ansprechen des Ventils 25 auf die Zielöffnung LUTRG2. Jedoch weist das zweite Ausführungsbeispiel, dessen Verhalten mit der ausgezogenen Linie aufgezeigt wird, wenig Ansprechverzögerung auf. Die aktuelle Öffnung LUACT wird somit schnell an die Zielöffnung LUTRG2 angeglichen.
Wie oben beschrieben wurde, wird das Ansprechverhalten der Ventilöffnungssteuerung durch ein Erhöhen der Betätigungskraft zum Drehen des Ventils 25 verbessert, wenn die Öffnung des Ventils 25 verkleinert wird.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die Öffnung des Ventils 25 vergrößert wird, der Kompensationsregelwert ΔDLSEK, der einen negativen Wert hat, zum Basissteuerungswert DLBSE und dem Kompensationsregelwert ΔDLBSEJ addiert, um einen kompensierten Basissteuerungswert DLBSEA zu berechnen. In anderen Worten, es wird der Regelendwert DLFIN durch den Betrag des Kompensationsregelwerts ΔDLBSEK herabgesetzt. Die Betätigungskraft zum Erweitern der Öffnung des Ventils 25 wird dadurch verringert.
Die 12 zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25, wenn die Zielöffnung LUTRG sich vergrößert. Die ausgezogene Kurvenlinie im unteren Teil der 12 zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Zweipunkt-Kettenlinie veranschaulicht die Änderung von LUACT, wenn der Basissteuerungswert DLBSE nicht durch den Kompensationsregelwert ΔDLBSEK kompensiert wird. Die abwechselnd lang-kurz gestrichelte Linie zeigt die Änderung der aktuellen Öffnung LUACT gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem mittels der Zweipunkt-Kettenlinie dargestellten Beispiel ist die Betätigungskraft zum Drehen des Ventils 25 übermäßig. Das erzeugt eine Nachlauferscheinung und verzögert die Konvergenz der aktuellen Öffnung LUACT des Ventils 25 zur Zielöffnung LUTRG1. Jedoch bringt das zweite Ausführungsbeispiel, das mit der ausgezogenen Linie dargestellt ist, keine Nachlauferscheinung und ermöglicht der aktuellen Öffnung LUACT ein schnelles Konvergieren zur Zielöffnung LUTRG1.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Betätigungskraft zum Drehen des Ventils 25 verringert, wenn die Öffnung des Ventils 25 vergrößert wird. Das verhindert ein übermäßiges Ansteigen der Betätigungskraft. Eine Nachlauferscheinung wird somit verhütet.
Der Einfluss der Druckdifferenz ΔP wird beim Betätigen des Ventils 25 berücksichtigt. Das verbessert das Ansprechverhalten des Ventils 25. Die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 wird auf diese Weise schnell in die Zielöffnung LUTRG konvergiert. Danach wird die aktuelle Öffnung LUACT in der Zielöffnung LUTRG wie im ersten Ausführungsbeispiel beibehalten.
Im Motor 11, der mit der Abgasrückführvorrichtung ausgestattet ist, muss die Menge der Abgasrückführung adäquat gemäß dem Betriebszustand des Motors 11 gesteuert werden. Dementsprechend muss die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 gesteuert werden. Das resultiert in häufigen Änderungen der Zielöffnung LUTRG.
Falls die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 nicht an die Zielöffnung LUTRG angeglichen wird, wird die Menge der Abgasrückführung ungeeignet. Das erzeugt einen übermäßigen Rauch im Abgas. Jedoch erlaubt das zweite Ausführungsbeispiel, dass die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 den Änderungen der Zielöffnung LUTRG genau folgt. Deswegen befriedigt die Ventilöffnungssteuerung die Notwendigkeit eines EGR-Geräts im Motor, wodurch die Erzeugung von zu viel Rauch verhütet wird.
Die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 ist durch Rückkopplung gesteuert. Das ermöglicht, dass die LUACT schnell an die Zielöffnung LUTRG angeglichen wird. Insbesondere wird der Basissteuerungswert DLBSE gemäß der Zielöffnung LUTRG berechnet. Der Einfluss der Kraft T, die durch die Druckdifferenz ΔP verursacht ist, wird berücksichtigt. Das bedeutet, dass der Basissteuerungswert DLBSE dermaßen kompensiert wird, dass die Kraft T ausgelöscht ist (Schritte 140 bis 142). Deshalb kompensiert die Rückkoppelregelung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nur die Veränderung der Kennwerte des Ventils 25 und die externe Störung. Das verringert den Wert des Proportionalitätsausdrucks DLFBP und des Integrationsausdrucks DL FBI. Dementsprechend wird der Einstellbetrag durch die Rückkoppelregelung verkleinert. Das verhütet die Nachlauferscheinung in der Rückkoppelregelung.
In der 5 ist die Beziehung zwischen der Zielöffnung LUTRG des Ventils 25 und dem Basissteuerungswert DLBSE, der LUTRG entspricht, nicht linear. Dadurch wird im allgemeinen die Konvergenz der aktuellen Öffnung LUACT zur Zielöffnung LUTRG verzögert. Jedoch wird im zweiten Ausführungsbeispiel die Einstellbewegung in der Rückkoppelregelung verringert. Damit wird die Konvergenz der aktuellen Öffnung LUACT zur Zielöffnung LUTRG beschleunigt.
Die vorliegende Erfindung kann ferner wie folgt ausgestaltet sein. Die folgenden Ausführungsbeispiele weisen den gleichen Betrieb und die Vorteile des vorstehenden Ausführungsbeispiels auf.

(1) In der obigen Beschreibung wird der Kompensationsregelwert ΔDLBSEJ basierend auf dem Ansaugdruck PM, der Motordrehzahl NE und der Zielöffnung LUTRG bestimmt. Jedoch lässt sich ΔDLBSEJ nur auf dem Ansaugdruck PM und der Zielöffnung LUTRG basierend oder aus der Motordrehzahl NE und der Zielöffnung LUTRG bestimmen. Des weiteren kann ΔDLBESEJ allein basierend auf dem Ansaugdruck PM oder der Motordrehzahl NE bestimmt werden. Kurzgesagt kann ΔDLBSEJ auf irgendeinem Parameter basierend bestimmt werden, so lange wie der Parameter mit der Druckdifferenz ΔP zwischen dem Druck stromaufwärts vom Ventil 25 und dem Druck stromabwärts vom Ventil 25 korreliert ist.
(2) In der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels wird die Druckdifferenz ΔP durch Heranziehen des Ansaugdrucks PM und der Motordrehzahl NE als Parameter abgeschätzt, wenn der Kompensationsregelwert berechnet wird. Jedoch läßt sich die Druckdifferenz ΔP abschätzen, indem entweder der Ansaugdruck PM oder die Motordrehzahl NE benutzt wird.
(3) In der obigen Beschreibung werden der Ansaugdruck PM und die Motordrehzahl NE zum Berechnen der Kompensationsregelwerte ΔDLBSEJ und ΔDLBSEK verwendet. Jedoch können zusätzlich zu PM und NE die Ansaugluftmenge Q, die durch das Luftstrommessgerät 57 detektiert wird, und die Ansauglufttemperatur THA, die durch den Ansaugluft-Temperatursensor 62 detektiert wird, zum Berechnen von ΔDLBSEJ und ΔDLBSEK herangezogen werden. Dadurch wird ermöglicht, den Einfluß der Druckdifferenz ΔP auf die Ventilöffnungssteuerung genauer zu bestimmen. Ferner können Sensoren an Positionen stromauf-und abwärts des Ventils 25 zum Detektieren des Drucks in der Ansaugpassage 16 eingesetzt werden. In diesem Fall werden die Kompensationswerte ΔDLBSEJ und ΔDLBSEK durch ΔP basierend auf den von den Sensoren aufgespürten Druckwerten berechnet.
(4) In der vorangegangenen Beschreibung wird das Ansaugbegrenzungsventil 25 durch das Betätigungsglied 26 des Membrantyps und das erste EVRV 34 gesteuert. Jedoch kann das Ventil 25 beispielsweise von einem Schrittmotor betrieben werden.
(5) Die Ventilöffnungsroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel lässt sich durch eine in den 13 und 14 abgebildete Routine ersetzen. Die gleichen Vorgänge wie im zweiten Ausführungsbeispiel werden in den gleichnummerierten Schritten wie diejenigen in der Ventilöffnungs-Steuerungsroutine der 11 durchgeführt.

Im Schritt 131 im Flussdiagramm der 13 gibt die CPU 70 die aktuelle Öffnung LUACT des Ventils 25 ein, und geht zu Schritt 170 im Flussdiagramm der 14 weiter. Im Schritt 170 beurteilt die CPU 70, ob sich die aktuelle Öffnung LUACT in einem vorbestimmten Bereich (beispielweise 0° ≤ LURCT ≤ 90°) befindet. Das bedeutet, dass die CPU 70 beurteilt, ob die aktuelle Öffnung LUACT einen Normalwert hat, wobei beurteilt wird, ob der Ventilsensor 58 normal arbeitet. Falls sich die aktuelle Öffnung LUACT im vorbestimmten Bereich befindet, führt die CPU 70 die Vorgänge der Schritte 132 bis 161 durch, und setzt zeitweilig die laufende Routine aus.
Ist im Gegensatz dazu die aktuelle Öffnung LUACT außerhalb des in Schritt 170 vorbestimmten Bereichs, geht die CPU 70 zum Schritt 171 voran. Im Schritt 171 nimmt die CPU 70 den Basissteuerungswert DLBSE als den Regelendwert DLFIN auf, und geht weiter zum Schritt 160. Im Schritt 160 schickt die CPU 70 ein Signal aus, welches das Einschaltverhältnis entsprechend dem Regelendwert DLFIN zum ersten EVRV 34 hat. Die CPU 70 führt dann den Vorgang des Schritts 161 aus, und setzt vorübergehend die laufende Routine aus.
Die aktuelle Öffnung LUACT wird nicht genau detektiert, falls es eine Fehlfunktion im Ventilsensor 58 gibt. Der Wert von LUACT liegt möglicherweise außerhalb des oben beschriebenen vorbestimmten Bereichs. Selbst in diesem Fall wird unter Anwendung der Routine der 13 und 14 die Durchführung der Ventilöffnungssteuerung ermöglicht, die sich auf den Basissteuerungswert DLBSE entsprechend der Zielöffnung LUTRG gründet.
Es ist ein Gerät zum Steuern der Ansaugluft in einem Dieselmotor (11) offenbart. Der Motor (11) weist eine Luftansaugdurchgang (16) und ein Ansaugbegrenzungsventil (25) in der Luftansaugdurchgang (16) auf. Das Begrenzungsventil (25) ist an ein Gaspedal (60) und ein Betätigungsorgan (26) gekuppelt. Das Begrenzungsventil (25) variiert seine Öffnung abhängig von der Bedienung des Gaspedals (60) und dem Antriebszustand des Motors (11) zum Einstellen der Ansaugluftmenge, die in der Luftansaugdurchgang (16) zum Motor (11) strömt. Das Gerät ist gekennzeichnet durch das Betätigungsorgan (26), ein elektrisches, Vakuum regelndes Ventil (EVRV 34) und ein elektronisches Steuergerät (ECU 39) zum Kompensieren einer Abweichung der Öffnung des Begrenzungsventils (25), basierend auf einem Differenzdruck stromabwärts und stromaufwärts vom Ventil (25) in der Luftansaugpassage (16). Die Abweichung basiert auf einem Ansaugluftdruck, der auf das Begrenzungsventil (25) gelegt wird.

Claims

Gerät zum Steuern der Ansaugluft in einem Verbrennungsmotor (11), wobei dieser Motor (11) eine Luftansaugpassage (16) und ein Ventil (25) in der Luftansaugpassage (16) aufweist, wobei dieses Ventil (25) an ein Gaspedal (60) und ein Betätigungsorgan (26) gekuppelt ist, worin das Ventil (25) seine Öffnung zu einer Zielöffnung (LUTRG) variiert, um die Ansaugluftmenge, die in der Luftansaugpassage (16) zum Motor (11) strömt, zu regeln, wobei die Zielöffnung (LUTRG) basierend auf der Bedienung des Gaspedals (60) und des Antriebszustands des Motors (11) berechnet wird, worin die Ventilöffnung eine Abweichung in eine Abweichungsöffnung aufgrund des Ansaugluftdrucks, der an das Ventil (25) angelegt wird, erfährt, und dieses Gerät gekennzeichnet ist durch Mittel (26, 34, 39) zum Kompensieren dieser Abweichung der Öffnung des Ventils (25), durch Berechnung eines hypothetischen Basissteuerungswert (DLBSE) basierend auf der Zielöffnung (LUTRG) und ein Korrekturwerts (ΔDLBSEJ) basierend auf einem Differenzdruck stromabwärts und stromaufwärts vom Ventil (25) in der Ansaugluftpassage (16), wobei dieser Korrekturwert (ΔDLBSEJ) den hypothetischen Basissteuerungswert (DLBSE) korrigiert.
Gerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Drosselventil (25) enthält, das drehbar in der Ansaugluftpassage (16) angeordnet ist, und das Ventil (25) aufgrund des Ansaugluftdrucks, der die Abweichung der Öffnung verursacht, zum Drehen tendiert.
Gerät nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (39) einen Neu-Korrekturwert (ΔDLBSEK) berechnen, der im wesentlichen die auf das Ventil (25) wirkende unerwünschte Kraft auslöscht.
Gerät nach den Patentansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Korrekturwert (ΔDLBSEK) proportional zur Motordrehzahl (NE) und proportional zum Ansaugluftdruck ansteigt.
Gerät nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmittel ein elektronisches Steuergerät (26) enthalten, das ein Einschaltsignal mit auf der berechneten Größe basierenden Aktivitäten ausgibt.
Gerät nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsmittel weiterhin ein Paar Kammern, die zueinander mittels einer Membran (27) benachbart sind, einen das Ventil (25) mit der Membran verbindenden Stab (26a), einem durch das Einschaltsignal betätigtes elektromagnetisches Ventil (34) enthalten, das eine der Kammern selektiv mit einer Quelle (32) negativen Drucks und eine Quelle positiven Drucks verbindet.