DE69913091T2 - Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung - Google Patents

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

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Description

  • Die vorliegende Erfindung m variablen Ventilzeitpunktsystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, mit: einer Steuereinheit zum Steuern einer Einlassluftmenge von Luft, die in die Brennkraftmaschine auf der Grundlage von zumindest einem Einlassventil- Öffnungszeitpunkt und einem Einlassventil- Schließzeitpunkt für das Einlassventil eintritt. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern der Einlassluftmenge, die in jeden der Motorzylinder für einen rechner- gesteuerten Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilsystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, angeordnet an jedem der Motorzylinder und mit einem elektronisch- gesteuerten Verbrennungsmotor mit einem variablen Ventilsteuersystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, eintritt.
  • Aus dem Dokument zum Stand der Technik US 4,995,351 ist eine Ventilzeitpunktsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, die in der Lage ist, den Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Einlass- und Auslassventile mit einem hohen Präzisionsgrad zu steuern. Die Ventilzeitpunktsteuervorrichtung enthält einen Drucksensor zum Wahrnehmen des Innendruckes in einem Motorzylinder, einen Kurbelwinkelsensor zum Wahrnehmen des Kurbelwinkels des Motors, einen Ventilzeitpunkt- Detektor zum Erfassen des Öffnungs- oder Schließzeitpunktes der Einlass- oder Auslassventile aus dem wahrgenommenen Zylinderinnendruck und dem wahrgenommenen Motorkurbelwinkel. Überdies ist eine Ventilzeitpunkts- Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Öffnungs- Schließzeitpunkte der Einlass- und Auslassventile von dem Ausgangssignal der Zylinderinnendruck- Überwachungseinrichtung vorgesehen. In dieser Hinsicht wirkt die Zylinderinnendruck- Überwachungseinrichtung auch als eine Verhinderungseinrichtung, die den Betrieb der Ventilzeitpunkts- Erfassungseinrichtung während der Verbrennungszeiträume des Motors inaktiviert. Eine Vergleichseinrichtung, vorgesehen zum Vergleichen des Öffnungs- und Schließzeitpunktes der Einlass- und Auslassventile, ebenso durch die Ventilzeitpunkts- Erfassungseinrichtung mit einem vorbestimmten Ventilöffnungs- und -schließzeitpunkt erfasst, wie aus einer Basiswert- Zeitpunktmappe gelesen, berechnet die Abweichung zwischen sich und sendet sie zu der Ventilzeitpunkt- Steuereinrichtung. Die Ventilzeitpunkt- Steuereinrichtung steuert den Betrieb des Motorzylinders in einer Rückkopplungsart, so dass das tatsächliche Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile zu vorgeschriebenen Zeitpunkten stattfindet.
  • Aus der US 5,713,317 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer stufenlos veränderbaren Ventilzeitpunkteinrichtung eines Verbrennungsmotors zum kontinuierlichen und veränderbaren Steuern des Zeitpunktes eines Einlassventils entsprechend des Atmosphärendruckes bekannt. Das Verfahren oder die Vorrichtung liest eine Motordrehzahl, eine Motorbelastung und einen Atmosphärendruck und bezieht sich auf einen Plan entsprechend des Atmosphärendruckes, um einen Atmosphärendruck- Kor- rekturkoeffizient zu finden, der bei einer niedrigen Lage mit PA = 760 mmHg 1,0 ist, und sich vermindert, wie sich die Lage erhöht, z. B. wie sich der Atmosphärendruck vermindert, und berechnet eine korrigierte Motorbelastung und bezieht sich auf einen Plan entsprechend der korrigierten Motorbelastung und Motordrehzahl, um eine Zielverlagerung zu finden, um auf den Öffnungs-/Schließzeitpunkt für das Einlassventil aufgebracht zu werden. Der betroffene Verbrennungsmotor weist einen Lufteinlasskanal für jeden Zylinder auf, wobei ein Drosselventil zum Einstellen der Einlassluftmenge vorgesehen ist. Ein Luftstrommeter ist in dem Lufteinlasskanal zum Messen einer Massenströmungsgeschwindigkeit der Einlassluft vorgesehen. Ein Temperatursensor erfasst die Temperatur der Einlassluft und ein Vakuumsensor erfasst den Druck des Einlasskanals. Ein Atmosphärendruck- Drucksensor ist so angeordnet, dass er nicht durch den Druck des Windes während der Fahrt beeinflusst wird. Der Ventilzeitpunkt wird in Übereinstimmung mit der erfassten Motorbelastung korrigiert.
  • Verschiedene elektronisch- gesteuerte veränderbare Ventilzeitpunktsysteme sind in der Lage die Einlass- und Auslassventile elektromagnetisch zu betätigen. Ein solches elektronisch- gesteuertes veränderbares Ventilzeitpunktsystem für eine Brennkraftmaschine, die elektromagnetisch- betätigte Ventileinheiten hat, ist in der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-256823 gezeigt worden. In der vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-256823 weist jedes der Einlass- und Auslassventile ein elektromagnetisches Magnetventil auf, dessen Öffnen und Schließen auf dem Weg einer elektromagnetischen Kraft, an Stelle des Gebrauchs einer typischen Nockenantriebsvorrichtung, erreicht wird. Somit können ein Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC), ein Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IVO), ein Auslassventil- Öffnungszeitpunkt (EVO) und ein Auslassventil- Schließzeitpunkt (EVC) in Abhängigkeit zu Befehlssignalen aus einer elektronischen Steuereinheit (ECU) kontinuierlich verändert werden. In solch einer Brennkraftmaschine mit einem veränderbaren Ventilzeitpunkt- Steuersystem, das elektromagnetisch – betätigte Ventileinheiten hat, kann eine Luftmenge durch Steuern oder Erreichen eines Einlassventilzeitpunktes (eines Einlassventil- Öffnungszeitpunktes oder eines Einlassventil- Schließzeitpunktes) an Stelle der Drosselöffnungseinstellung richtig eingestellt werden. In dieser Art von Motoren mit elektromagnetisch – betätigten Motorventileinheiten wird oft ein Drosselventil weggelassen, oder an dem Motor wird ein Drosselventil nur für den Zweck der Erzeugung eines Unterdruckes in einem Einlassluftkanal installiert. Es wird angenommen, dass ein innerer Pressdruck in dem Einlassluftkanal ein Druckniveau nahe zu dem Atmosphärendruck mit der Drossel erreicht, die bei einer extrem kleinen Drosselöffnung gehalten wird. In diesem Fall ist das Einlassluftmengensteuersystem auf der Grundlage der Entscheidung einer Einlassventil- Öffnungszeitdauer (ein Zeitabstand zwischen IVO und IVC) vom Gesichtspunkt eines Pumpverlustes dem auf der Grundlage von nur der Drosselöffnungseinstellung überlegen.
  • In dem vorher diskutierten veränderbaren Ventilzeitpunkt- System, das elektromagnetisch – betätigte Motorventileinheiten hat, gibt es für die Öffnungs-/oder Schließvorgänge jedes der elektromagnetisch – betätigten Motorventile in Bezug auf einen Zeitpunkt des Ausgangs eines Befehlssignals von der ECU zu dem jeweiligen Motorventil infolge verschiedener Faktoren eine Verzögerung, nämlich eine altersbedingte Verschlechterung der Ventilfedereigenschaften, erhöhten Gleitwiderstand, verursacht durch eine mit Ablagerungen von rußigen Kohlenstoff oder Motoröl veränderte oder verstopfte verschmutzte Öffnung zwischen dem Gleitabschnitt jedes der Motorventile und des zugehörigen inneren Führungswandabschnittes, und Schwankungen in einem entmagnetisierten Zeitpunkt jedes Motorventils. Die Verzögerungszeit in den Ventil- Öffnungs-/o-der Schließvorgängen neigen dazu zu schwanken, oder sich für jeden Einlasshub desselben Zylinders zu verändern. Bei Anwesenheit der unerwünschten Schwankungen in einer Verzögerungszeit in den Ventil- Öffnungs-/oder Schließvorgängen neigt eine Einlassluftmenge, die in einen bestimmten Motorzylinder eindringt, ebenfalls dazu jederzeit zu schwanken oder sich zu verändern. Die Schwankungen in der Verzögerungszeit in den Ventil- Öffnungs-/oder Schließvorgängen nachstehend einfach als „Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen" bezeichnet. Zusätzlich kann infolge der Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen die Einlassluftmenge für jeden Zylinder variieren. Aus den zwei Diagrammen der 17A und 17B, die die Beziehung zwischen einer Fehlerspanne auf der Grundlage der Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen und einer gesamten Ventilöffnungs- Zeitdauer zeigen, erkannt werden kann, ist die Öffnungszeitdauer des Einlassventils im Wesentlichen auf eine relativ kleine Zeitdauer während einer niedrigen Motorbelastung (siehe 17A) im Vergleich mit während hoher Motorbelastung (siehe 17B) festgelegt. Es ist zu beachten, dass das Verhältnis der Fehlerspanne der Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen zu der gesamten, während der niedrigen Motorbelastung erhaltenen Zeitdauer dazu neigt größer zu wer den, als die während der hohen Motorbelastung erhaltene. Mit anderen Worten, es ist eine erhöhte Tendenz für die Einlassluftmenge vorhanden, besonders während der niedrigen Motorbelastungen durch die Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen bemerkenswert beeinträchtigt zu werden. Die erhöhten Schwankungen in der Einlassluftmenge, die infolge der Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen auftreten können, die während der niedrigen Motorbelastungen auftreten, verschlechtern die Leerlaufstabilität des Motors und die Antriebsfähigkeit des Fahrzeuges.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Einlassluft- Mengensteuervorrichtung, wie oben angezeigt, sowie eine elektronisch – gesteuerte Brennkraftmaschine mit einer Einlassluft- Mengensteuervorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Einlassluftmenge, die in jeden der Motorzylinder einerrechner- gesteuerten Brennkraftmaschine eintritt, zu schaffen, wobei die Einlassluftmenge, die in die Brennkraftmaschine eintritt, ständig in die Richtung zu der gewünschten Einlassluftmenge gesteuert werden kann.
  • Entsprechend eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Einlassluft- Mengensteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gelöst, die die Merkmale des unabhängigen Anspruchs Anspruches 1 hat.
  • Bevorzugte Ansprüche sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
  • Entsprechend eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird dieses Aufgabe durch eine elektronisch – gesteuerte Brennkraftmaschine gelöst, die die Merkmale von Anspruch 8 hat. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in dem abhängigen Anspruch niedergelegt.
  • Überdies wird entsprechend des Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern einer Einlassluftmenge, die in jeden der Motorzylinder einer rechner- gesteuerten Brennkraftmaschine entsprechend des unabhängigen Anspruches 10 eintritt, gelöst.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Einlassluftmenge, die in jeden Motorzylinder in Richtung zu einer gewünschten Einlassluftmenge eintritt, ständig gesteuert werden, selbst wenn es Ventilbetätigungs- Verzögerungsschwankungen an zumindest einem Ventil gibt.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mittels der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert. In den Zeichnungen, wobei:
  • 1 ein Systemdiagramm ist, das ein Ausführungsbeispiel einer Einlassluft-Mengensteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem veränderbaren Ventil-Zeitpunktsystem darstellt,
  • 2 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung ist, die ein elektromagnetischbetätigtes Motorventil darstellt, das in der Einlassluft- Mengensteuervorrichtung des Ausführungsbeispieles verwendet wird,
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das einen ersten gewünschten – Einlassventil- Öffnungszeitpunkt- plus den gewünschten, arithmetischen – Einlassventil- Schließzeitpunkt-Rechnungsablauf darstellt,
  • 4 ein Flussdiagramm ist, das einen zweiten gewünschten – Einlassventil- Öffnungszeitpunkt- plus den gewünschten, arithmetischen – Einlassventil- Schließzeitpunkt-Rechnungsablauf darstellt,
  • 5 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Ventilbetriebsverzögerungszeit- Schwankungserfassungsablaufes oder einen arithmetischen Berechnungsablauf für eine Ventilbetätigungs- Verzögerungszeit- Schwankungsrate (D) darstellt,
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel eines Ventilbetriebsverzögerungszeit- Schwankungserfassungsablaufes oder einen arithmetischen Berechnungsablauf für eine Ventilbetätigungs- Verzögerungszeit- Schwankungsrate (D) darstellt,
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das eine gewünschte Einlassluftmenge (entsprechend einer gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) darstellt,
  • 8 ein Flussdiagramm ist, das einen gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pt)- arithmetischen Berechnungsablauf darstellt,
  • 9 ein Flussdiagramm ist, das einen Kompensationsablauf für den gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pt) auf der Grundlage der Ventilbetätigungs- Verzögerungszeit- Schwankungsrate (D) darstellt,
  • 10 ein Flussdiagramm ist, das einen Kompensationsablauf für den gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pt) auf der Grundlage der Ventilbetätigungs-Verzögerungszeit- Schwankungsrate (D) und die gewünschte Einlassluftmenge (entsprechend der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) darstellt,
  • 11 ein Flussdiagramm ist, das einen Kompensationsablauf für den gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pt) auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) darstellt,
  • 12 ein Flussdiagramm ist, das einen gewünschten, arithmetischen Drosselöffnungs- (TVO) Berechnungsablauf darstellt,
  • 13 ein Flussdiagramm ist, das einen arithmetischen Berechnungsablauf für eine Einlassventil- Öffnungszeitdauer darstellt,
  • 14 ein Merkmalsplan ist, der die Beziehung zwischen dem kompensierten Einlassrohr- Innendruck (Pc), der Motorbelastung und der Ventilverzögerungszeit-Schwankungsrate (D), bezogen auf den Kompensationsablauf von 9 für den gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pc), auf der Grundlage der Ventilverzögerungszeit-Schwankungsrate (D), darstellt,
  • 15 ein Merkmalsplan ist, der die Beziehung zwischen dem kompensierten Einlassrohr- Innendruck (Pc), der Motorbelastung und der Ventilverzögerungszeit-Schwankungsrate (D), bezogen auf den Kompensationsablauf von 10 für den gewünschten Einlassrohr- Innendruck (Pc), auf der Grundlage von sowohl der Ventilverzögerungszeit- Schwankungsrate (D), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) darstellt,
  • 16 eine Merkmalskurve ist, die die korrelative Beziehung zwischen einem variablen Parameter ANV (= A/(Ne·V) und der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO darstellt,
  • die 17A und 17B Zeitpunktkarten sind, die das Verhältnis einer Fehlerspanne auf der Grundlage der Einlassventilbetrieb- Verzögerungszeitschwankungen zu einer gesamten Einlassventil- Öffnungszeitdauer, jeweils bei niedrigen und hohen Motorbelastungen, darstellen.
  • Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1, ist die Einlassluftmengen- Steuervorrichtung des Ausführungsbeispieles beispielhaft in elektromagnetisch- angetriebenen Ventilbetätigungseinheiten, montiert an jedem Motorzylinder einer Vierzylinder- Reihen- Brennkraftmaschine 101 montiert. Frischluft (Einlassluft) wird in jeden Motorzylinder durch einen Einlassluft- Kanal (oder ein Einlass- Rohr oder einen Einlassluft- Durchgang) 102, einen Einlassluft- Sammler 103 und einen Einlassluft- Verteiler 104 eingeleitet. Ein Einlassluft- Strömungsmesser 105 ist in dem Einlassluft- Kanal 102 zum Erfassen einer Luftmenge, die durch den Einlassluft- Strömungsmesser 105 strömt und in den Motor 101 gezogen wird, angeordnet. Ein Hitzdrahtmassen- Luftströmungsmesser wird gewöhnlich als der Luftmengensensor verwendet. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 106 ist zwischen dem Luft- Strömungsmesser 105 und dem Sammler 103 vorgesehen. Kraftstoffeinspitzer 107 sind an allen verzweigten Abschnitten des Einlassverteilers 104 vorgesehen. Ein Zylinderkopf des Motors 101 ist mit einem Einlassventilanschluss gebildet, der mit dem Einlassverteiler 104 und einem Auslassventilanschluss mit einem Auslassverteiler 111 verbindet In der Einlassluftmengen- Steuervorrichtung des Ausführungsbeispieles ist eine elektromagnetisch- angetriebene Einlassventileinheit 108 in dem Zylinderkopf zum Öffnen oder Schließen des Einlassanschlusses angeordnet, während eine elektromagnetisch- angetriebene Auslassventileinheit 109 in dem Zylinderkopf zum Öffnen oder Schließen des Auslassanschlusses angeordnet ist. Jede der Einlassventileinheit 108 und der Auslassventileinheit 109 ist tatsächlich wie eine elektromagnetisch- angetriebene Ventilbetätigungseinheit, wie in 2 gezeigt, aufgebaut. Eine Zündkerze 110 ist in eine Gewindebohrung des Zylinderkopfes für jede Brennkammer eingeschraubt, um das Luft- Kraftstoffgemisch in der Brennkammer zu zünden. Heiße verbrannte Gase aus den Motorzylindern werden durch die Auslassventileinheit 109 und den Auslassverteiler 111 in das Auslassrohr (nicht gezeigt) ausgelassen. Das Bezugszeichen 112 bezeichnet einen Luft-/Kraftstoff- Verhältnissensor 112, der in der Einmündung des Auslassverteilers 111 zum Überwachen oder Erfassen eines Luft-/Kraftstoff- Verhältnisses (oft als „A/F"- Verhältnis abgekürzt) auf der Grundlage eines innerhalb des Motorabgases zu jederzeit, wenn der Motor in Betrieb ist, enthaltenen Abgases enthalten ist, so dass ein elektronisches Modul (ECM) oder eine elektronische Motorsteuereinheit (ECU) 113 das A/F- Verhältnis so nah wie möglich zu einem stöchiometrischen Verhältnis zur vollständigen Verbrennung und einer minimalen Auslassemission halten kann. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 113 weist üblichennreise einen Mikrorechner auf. Obwohl es in der 1 nicht eindeutig gezeigt ist, enthält die ECU 113 eine zentrale Recheneinheit (CPU), die die notwendigen arithmetischen Berechnungen ausführt, die Informationsdaten verarbeitet, Signale aus den Motor-/Fahrzeugsensoren mit vorbestimmten oder vorprogrammierten Grenzwerten vergleicht und notwendige Entscheidungen über die Akzeptanz vornimmt und speichert (RAM, ROM), eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle und Treiber (Treiberschaltungen) zur Verstärkung der Ausgangssignale von der Ausgangsschnittstelle. Tatsächlich führt die ECU 113 verschiedene Datenverarbeitungsaktionen, gezeigt in den 3 bis 13, aus, die später vollständig beschrieben werden. Die Eingabeschnittstelle der ECU 113 empfängt Eingangsinformationsdaten von verschiedenen Motor-/Fahrzeugsensoren, nämlich dem Luftströmungsmesser 105, dem A/F- Verhältnissensor 112, einem Kurbelwinkelsensor 114, einem Motortemperatursensor 115, einem Einlassluft- Temperatursensor 116, einem Beschleunigungsöffnungssensor 117 und einem Fahrzeug- Geschwindigkeitssen sor 118. Die Ausgabeschnittstelle der ECU 113 ist konfiguriert, um oft durch die Treiberschaltkreise elektronisch für elektrische Belastungen verbunden zu sein, z. B. für das elektronisch – gesteuerte Drosselventil 106, die Kraftstoffeinspritzermagneten der Kraftstoffeinspritzer 107, die Zündkerzen 110, ein elektromagnetisches Betätiger- Konstruktionsteil der Einlassventilseite der Einlassventileinheit 108 und ein elektromagnetisches Betätiger- Konstruktionsteil der Auslassventilseite der Auslassventileinheit 109 zum Erzeugen von Steuerbefehlsignalen, um diese elektrischen Belastungen zu betätigen. Der Kurbelwinkelsensor 114 ist vorgesehen, um die Motordrehzahl Ne sowie eine relative Position der Motorkurbelwelle zu überwachen. Ein Kühlmitteltemperatursensor wird gewöhnlich als der Motor- Temperatursensor 115 verwendet. Der Kühlmitteltemperatursensor ist an dem Motor montiert und üblicherweise in einen der oberen Kühlmittelkanäle verschraubt, um die tatsächliche Betriebstemperatur des Motors wahrzunehmen (die Motor- Kühlmitteltemperatur Tw). Der Einlassluft- Temperatursensor 116 ist in dem Einlassluftkanal 102 oder in dem Einlassverteiler 104 angeordnet, um die Lufttemperatur innerhalb des Einlassluftkanals (oder dem Einlassverteiler) zu überwachen und zu beeinflussen. Der Einlassluft- Temperatursensor 116 ist nützlich, um Veränderungen in der Luftdichte der Luftströmung durch den Einlassluftkanal zu erfassen. Der Beschleunigeröffnungssensor 117 ist in der Nähe des Beschleunigers zum Überwachen einer Öffnung APO des Beschleunigers angeordnet (dem Betrag des Niederdrückens des Beschleunigerpedals). Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 118 ist gewöhnlich entweder an dem Getriebe oder an der Querachse (an vorderradgetriebenen Fahrzeugen) zum Überwachen der Abgangswellendrehzahl zu den Straßenrädern angeordnet. Die Abgangswellendrehzahl wird ein Impulsspannungssignal zu der Eingangsschnittstelle der ECU 113 übertragen und in die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten umgewandelt. Die durch die vorerwähnten Sensoren ertassten Betriebsparameter werden verwendet, um elektronisch einen Zündzeitpunkt eines elektronischen Zündsystems zu steuern, der die Zündkerzen 110 enthält, eine Einspritzmenge, sowie einen Kraftstoff- Einspritzzeitpunkt von jedem der Kraftstoffeinspritzer 110, enthalten in einem elektronischen Kraftstoff- Einspritzsystem, eine Drosselöffnung des elektronisch- gesteuerten Drosselventils 106, einen Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC) jeder der Einlassventileinheiten 108, einen Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IVO) von jeder der Einlassventileinheiten 108, einen Auslassventil- Öffnungszeitpunkt (EVO) von jeder der Auslassventileinheiten 109 und einen Auslassventil- Schließzeitpunkt (EVC) von jeder der Auslassventileinheiten 109.
  • Bezugnehmend auf die 2 ist dort die ausführliche Konstruktion von jeder der elektromagnetisch- angetriebenen Einlassventileinheit 108 und der elektromagnetischangetriebene Auslassventileinheit 109 gezeigt. Wie aus dem in 2 gezeigten Quer schnittsabschnitt gesehen, enthalten die elektromagnetisch- angetriebenen Motorventileinheiten (108, 109) einen elektromagnetischen Betätiger. Der elektromagnetische Betätiger enthält zumindest einen axial- bewegbaren Plunger (bestehend aus einer bewegbaren, mit dem Spitzenende 202a des Ventilschaftes des Motorventilabschnittes 202 befestigten Stange 210, einen bewegbaren scheibenartigen Abschnitt 211, hergestellt aus einer magnetischen Substanz, befestigt mit dem Mittelabschnitt der Stange 210 und zwischen zwei sich gegenüberliegenden und sich anziehenden Flächen 208b und 209b der Magnete 208 und 209), eine obere spiralförmige Ventilfeder 215, eine untere spiralförmige Ventilfeder 204, obere und untere elektromagnetische Spulen 209a und 208a, und obere und untere Magnete 209 und 208. Die bewegbare (Plunger-) Stange 210 ist gleitbar in die axialen Mittelbohrungen der Magneten 208 und 209 eingesetzt und mit dem Ventilschaft des Motorventilabschnittes 202 koaxial angeordnet. Der Ventilabschnitt 202 der Motorventileinheit (108, 109) ist an einer Ventilführung (nicht gezeichnet) in dem Zylinderkopf 201 gleitbar gelagert. Ein Ventilabstandshalter 203 ist fest mit dem Ventilschaft verbunden. Die untere Ventilfeder 204 ist zwischen dem Ventilabstandshalter 203 und der geglätteten Fläche des ausgenommenen Abschnittes des Zylinderkopfes 201 angeordnet, um den bewegbaren Plunger in eine Richtung permanent vorzuspannen, um die Öffnung 201a des Zylinderkopfes 201 zu schließen. Die Bezugszeichen 205, 206 und 207 bezeichnen dreigeschlitzte Gehäuse, in die die zwei Magnete 208 und 209 aufgenommen sind. Diese Gehäuse 205, 206 und 207 sind an dem Zylinderkopf 201 fest montiert. Die obere elektromagnetische Spule 209a ist in dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt, gebildet in dem oberen Magneten 209, angeordnet, während die untere elektromagnetische Spule 208a in dem in dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt, gebildet in dem unteren Magneten 208, angeordnet ist. Wenn die elektromagnetische Spule 208a durch den damit verbundenen Treiber erregt wird, wird der bewegbare scheibenartige Plungerabschnitt 211 gegen die Vorspannung der unteren Ventilfeder 204 mittels einer Anziehungskraft nach unten angezogen (d. h., in die Richtung zu der oberen anziehenden Fläche 208b des unteren Magneten 208). Umgekehrt, wenn die elektromagnetische Spule 209a durch den damit verbundenen Treiber erregt wird, wird der bewegbare scheibenartige Plungerabschnitt 211 gegen die Vorspannung der oberen Ventilfeder 215 mittels einer Anziehungskraft nach oben angezogen (d. h., in die Richtung zu der unteren anziehenden Fläche 209b des oberen Magneten 209). Ein oberer Ventilfedersitz 214 ist an dem oberen Ende der bewegbaren Plungerstange 210 befestigt. Die obere Ventilfeder 215 ist zwischen dem oberen Ventilfedersitz 214 und dem unteren Wandabschnitt einer Federabdeckung 216 angeordnet, um den bewegbaren Plunger in eine Richtung zu der Öffnung des Anschlusses 201a permanent vorzuspannen.
  • Mit der vorgenannten Anordnung ist es möglich, das Öffnen oder schließen der Motorventileinheit (108, 109) durch Steuern der Aktivierung oder Deaktivierung jeder der elektromagnetischen Spulen 208a und 209a willkürlich zu steuern. Ein Verlagerungssensor 217 ist an dem Spitzenende der bewegbaren Plungerstange 210 zum Überwachen oder Erfassen einer axialen Verlagerung (oder einem tatsächlichen Ventilhub oder einer tatsächlichen Ventilhubhöhe) der Stange 210 angeordnet. Üblicherweise ist der Verlagerungssensor 217 in seiner einfachsten Form im Wesentlichen ein Potentiometer (ein veränderbarer Widerstand).
  • Details der Einlassluft- Mengensteuerung, ausgeführt durch die Steuervorrichtung des Ausführungsbeispieles, werden nachstehend in Bezug zu den in den 3 bis 13 gezeigten Flussdiagrammen beschrieben. Alle der in den 3 bis 13 gezeigten Programme (oder der arithmetischen Berechnungsabläufe) werden als Zeit-ausgelöste Unterbrechungsabläufe ausgeführt, um jedes Mal in vorbestimmten Zeitabständen, z. B. 10 ms, unterbrochen zu werden.
  • Bezugnehmend auf die 3 ist dort der arithmetische Berechnungsablauf des ersten gewünschten- Einlassventil- Öffnungszeitpunktes mit dem gewünschten Einlassventil- Schließzeitpunkt für die Einlassventileinheit 108 gezeigt.
  • In Schritt S501 werden die Ventilschließzeitendauer Tn der Einlassventileinheit 108 für jeden Motorzylinder erfasst oder gemessen, und dann wird eine Ventilbetriebsverzögerungszeit- Schwankungsrate D, die unter Bezug auf das in 5 gezeigte Flussdiagramm später vollständig beschrieben wird, auf der Grundlage der erfassten Einlassventil- Schließzeitendauer Tn (n = 1,... 4) arithmetisch berechnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist n auf „4" gesetzt, weil die Einlassluftmengen- Steuervorrichtung durch das Beispiel in einem Vierzylinder- Reihenbrennkraftmotor dargestellt wird. Anstelle der Einlassventil- Schließzeitendauer Tn können die Einlassventil- Öffnungszeitendauer für jeden Motorzylinder erfasst werden, um die Ventilbetriebsverzögerungszeit-Schwankungsrate zu berechnen oder abzuschätzen. Alternativ können, um die Genauigkeit der arithmetischen Berechnung oder der Schätzung der Betriebsverzögerungszeit-Schwankungsrate zu verbessern, die Einlassventil- Schließzeitendauer Tn und die Einlassventil- Öffnungszeitendauer alle durch die ECU erfasst und verwendet werden. In Schritt S502 wird eine gewünschte Einlassluftmenge, die in die Motorzylinder eintritt, arithmetisch berechnet, oder auf der Grundlage der Motorbetriebsbedingungen, die die Motordrehzahl und die Motorbelastung enthalten, gefunden. Die Details der arithmetischen Berechnung für die gewünschte Einlassluftmenge (entsprechend einer gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) werden später in Bezug zu dem in 7 gezeigten Flussdiagramm diskutiert. In Schritt S503 wird ein gewünschter Innendruck Pt in dem Einlassluftrohr 102 arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage von zumindest der Motortemperatur (der Kühlmitteltemperatur Tw) gefunden. In Schritt S504 wird der gewünschte Innendruck Pt auf der Grundlage der Ventilbetriebsverzögerungszeit-Schwankungsrate D kompensiert, durch Schritt S501 berechnet, um einen kompensierten Innendruck Pc zu erzeugen. Danach wird in Schritt S505 eine gewünschte Drosselöffnung TVO des elektronisch – gesteuerten Drosselventils 106 auf der Grundlage von sowohl dem kompensierten Innendruck Pc, als auch der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) arithmetisch berechnet. In Schritt S506 werden eine gewünschte Einlassventil- Öffnungszeitdauer (d. h., ein gewünschter Einlassventil- Öffnungszeitpunkt und ein gewünschter Einlassventil-Schließzeitpunkt auf der Grundlage von sowohl dem kompensierten Innendruck Pc, als auch der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) arithmetisch berechnet.
  • Nun bezugnehmend auf 4 ist dort der zweite arithmetische Berechnungsablauf für den gewünschten- Einlassventil- Öffnungszeitpunkt mit dem gewünschten- Einlassventil- Schließzeitpunkt für die Einlassventileinheit 108 gezeigt.
  • In Schritt S601 wird ein gewünschter Innendruck Pt in dem Einlassluftrohr 102 arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage von zumindest der Motortemperatur (der Kühlmitteltemperatur Tw) bestimmt. In dem Schritt S602 wird eine gewünschte Einlassluftmenge, die in die Motorzylinder eintritt, auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorbelastung in Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm, wie in 7 gezeigt, arithmetisch berechnet. In dem Schritt S603 wird der gewünschte Innendruck Pt auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend einer gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) kompensiert, um einen kompensierten Innendruck Pc zu erzeugen. Die Details der Kompensation für den gewünschten Innendruck Pt auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge werden nachstehend in Bezug auf das Flussdiagramm von 11 beschrieben. In dem Schritt S604 wird eine gewünschte Drosselöffnung TVO des Drosselventils 106 auf der Grundlage von sowohl des kompensierten Innendruckes Pc, als auch der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) arithmetisch berechnet. In dem Schritt S605 wird eine gewünschte Einlassventil- Öffnungszeitdauer (d. h., ein gewünschter Einlassventil- Öffnungszeitpunkt und ein gewünschter Einlassventil- Schließzeitpunkt 108) auf der Grundlage von sowohl des kompensierten Innendruckes Pc und der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) in derselben Weise wie in dem Schritt S506 der 3 arithmetisch berechnet.
  • Bezugnehmend auf die 5 gibt es den arithmetischen Berechnungsablauf für die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) für das Einlassventil gezeigt. In dem Schritt S701 werden die Einlassventil- Schließzeitendauer Tn (T1, T2 , T3 , T4) für jeden Motorzylinder durch das Verwvenden von Eingangsinformationssignalen,erzeugt von dem Verlagerungssensor 217, montiert an jedem der Einlassventileinheiten 108, repräsentative der axialen Verlagerungen (den tatsächlichen Ventilhüben) der Ventilabschnitte 202 der Einlassventileinheiten 108, gemessen oder erfasst. Die vorgenannte Einlassventil- Schließzeitendauer Tn (n bezeichnet eine Zylinderanzahl) wird als ein Zeitabstand von einer Zeit gebildet, wenn die ECU 113 ein Steuerbefehlssignal, das die Initüerung einer Ventilschließaktion 108 anzeigt, ausgibt, bis zu einer Zeit, wenn der Ventilabschnitt 202 der Einlassventileinheit 108 die Ventilschließaktion tatsächlich startet. Alternativ kann die Einlassventil- Schließzeitendauer Tn als ein Zeitabstand von einer Zeit bestimmt werden, wenn die ECU 113 ein Steuerbefehlssignal ausgibt, das die Initüerung einer Ventilschließaktion zu der Einlassventileinheit 108 bis zu einer Zeit anzeigt, wenn sich der Ventilabschnitt 202 für die Einlassventileinheit 108 tatsächlich in eine Richtung bewegt, um den Anschluß 201a zu schließen und dann eine vorbestimmte axiale Verlagerung oder einen vorbestimmten Ventilhub, z. B. eine vollständig geschlossene Position, erreicht. Als eine Modifikation kann die Einlassventil- Öffnungszeitdauer an Stelle der Einlassventil- Schließzeitdauer Tn verwendet werden. In solch einem Fall wird die Einlassventil- Öffnungszeitdauer als ein Zeitabstand von einer Zeit gebildet, wenn die ECU 113 ein Steuerbefehlssignal ausgibt, anzeigend die Initüerung der Ventilöffnungsaktion für die Einlassventileinheit 108, bis zu einer Zeit, wenn der Ventilabschnitt 202 der Einlassventileinheit 108 tatsächlich die Ventilöffnungsaktion startet. Um die Genauigkeit der arithmetischen Berechnung für die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) für das Einlassventil zu verbessern, kann die ECU die Einlassventil- Öffnungszeitdauer sowie Einlassventil- Schließzeitendauer Tn verwenden. Um die Genauigkeit der arithmetischen Berechnung für die Ventilbetätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate auf das Äußerste zu verbessern, kann die ECU 113 die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate für das Auslassventil, sowie die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil in Betracht ziehen, da die Einlassluftmenge durch eine Verzögerung bei Öffnungs- und/oder Schließbetätigungen der Auslassventileinheit 109 auch beeinträchtigt wird. In dem Schritt S702 wird ein Mittelwert B (= (T1, T2 , T3 , T4)/4 im einfachen Durchschnittsverfahren der Einlassventil-Schließzeitendauer T1, T2 , T3 und T4 von jedem Motorzylinder arithmetisch berechnet. In dem Schritt S703 wird ein Absolutwert |Tn – B| der Abweichung (Tn – B) der Einlassventil- Schließzeitdauer Tn für jeden Motorzylinder aus dem Mittelwert B berechnet.
  • Dann wird die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil als ein höchster dieser absoluten Werte |T1– B|, |T2 – B|, |T3 – B| und |T4 – B| mittels eines sogenannten Auswahl- HOCH- Verfahrens max |T1- B|, | T2 -B |, |T3 – B|, |T4 – B| gebildet.
  • In dem Schritt S701 der 5 wird die Einlassventil- Schließzeitdauer Tn durch Gebrauch des Ausgangssignals aus dem an jedem der Motorzylinder angeordneten Verlagerungssensor 217 gemessen oder erfasst. Wie erkannt werden kann, schwankt oder variiert die in den Motor eingeführte Einlassluftmenge auch beim Vorhandensein von Schwankungen in der Einlassventil- Schließzeitdauer Tn. Als ein Ergebnis davon schwankt die Motordrehzahl Ne auch. Aus den oben diskutierten Gründen kann die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D aus den Schwankungen in der Motordrehzahl Ne erkannt werden (siehe das Flussdiagramm der 6). Entsprechend des anderen, des in der 6 gezeigten Ventilbetätigungsverzögerungszeit- Schwankungserfassungsablauf, vor zuallererst in dem Schritt S801, wird das Motordrehzahlsignal Ne gelesen. In dem Schritt S802 wird ein Hochpass- Filterverfahren für das Motordrehzahl-Datensignal Ne, gelesen bis zu Schritt S801, vorgenommen, um so alle Frequenzen oberhalb einer gegebenen Abschaltfrequenz zu übertragen und um im Wesentlichen alle anderen Niedrig- und Mittelfrequenz- Komponenten aus dem Motordrehzahl- Datensignal Ne zu entfernen oder zu dämpfen. Z. B. wird eine gegebene Abschaltfrequenz bei 1 Hz festgelegt und das Hochpass- Filterverfahren wird in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (1) ausgeführt. Y(K) = 0.9695312529 × {U(K) – U} + 0,9390625058 X Y (K-1) (1) wo U(K) einen neueren Wert der Eingabe in den Hochpass- Filter bezeichnet, U(K-1) einen vorherigen Wert der Eingabe in den Hochpass- Filter bezeichnet, Y(K)einen neueren Wert der Ausgabe aus dem Hochpass- Filter bezeichnet, und Y(K-1) einen vorherigen Wert der Ausgabe aus dem Hochpass- Filter bezeichnet. In dem Schritt S803 wird ein Absolutwert der Ausgangsleistung des Hochpass- Filters arithmetisch berechnet. In dem Schritt S804 wird ein Niedrigpass- Filterverfahren für ein Signal vorgenommen, das dem Absolutwert der Ausgangsleistung des Hochpass- Filters entspricht, um alle Frequenzen unter einer gegebenen Abschaltfrequenz zu übertragen und um im Wesentlichen alle anderen Mittel- und Hochfrequenz- Komponenten aus dem Eingangs- Datensignal, die den Absolutwert anzeigen, zu entfernen oder zu dämpfen. Z. B. ist eine Abschaltfrequenz für den Niedrigpass- Filter bei 10 Hz festgelegt und das Niedrigpass- Filtervertahren wird in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (2) ausgeführt, um die Eingangsdaten für eine vorbestimmte Zeitdauer, z. B. 10 s zu integrieren.
  • Y(K) = 0.2452372753 × {U(K) – U(K-1)} + 0,5095254495 X Y(K-1) (2) wo U(K) einen neueren Wert der Eingabe in den Niedrigpass- Filter bezeichnet, U(K-1) einen vorherigen Wert der Eingabe in den Niedrigpass- Filter bezeichnet, Y(K) einen neueren Wert der Ausgabe aus dem Niedrigpass- Filter bezeichnet, und Y(K-1) einen vorherigen Wert der Ausgabe aus dem Niedrigpass- Filter bezeichnet. Der durch den Niedrigpass- Filter erhaltene Wert wird als die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil festgelegt.
  • Nun bezugnehmend auf die 7 wird der arithmetische Berechnungsablauf für die gewünschte Einlassluftmenge in Bezug auf den Schritt S502 der 3 und den Schritt S602 der 4 gezeigt und durch die ECU 113, die in der Einlassluftmengen-Steuervorrichtung des Ausführungsbeispieles enthalten ist, ausgeführt. Wie nachstehend detailliert wird, wird die gewünschte Einlassluftmenge auf der Grundlage der Motorbetriebszustände, z. B. der Motordrehzahl (Ne) und der Motorbelastung (z. B. APO oder ANV) arithmetisch berechnet oder abgeschätzt.
  • In dem Schritt S901 wird eine Leerlaufhalte- Luftströmungsgeschwindigkeit, die einer erforderlichen Luftströmungsgeschwindigkeit entspricht und die notwendig ist, einen Motorleerlaufbetrieb zu halten, gelesen oder aus einer vorbestimmten oder vorprogrammierten Sperrtafel, gespeichert in dem Speicher, entnommen. In dem Schritt S902 wird ein Drosselöffnungsbereich Ai für die Leerlaufstabilisierung durch Multiplizieren der Leerlaufhalte- Luftströmungsgeschwindigkeit, gelesen in Schritt S901, mit einem Koeffizienten, arithmetisch berechnet. Der Koeffizient wird auf der Grundlage der Leerlaufhalte- Luftströmungsgeschwindigkeit, bestimmt durch den Schritt S901 aus einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Kennzeichenplan, erhalten, der zeigt, wie ein Drosselöffnungsbereich Ai im Verhältnis zu der Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die durch das Drosselventil in Ultraschallströmung durchgeht, verändert werden muss. In dem Schritt S903 wird die Beschleunigeröffnung APO, erfasst durch den Beschleuniger- Öffnungssensor 117, gelesen. In dem Schritt S904 wird ein äquivalenter Drosselöffnungsbereich Ai, der der Beschleunigeröffnung APO entspricht, arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage der letzten, zeitnahen Beschleunigeröffnungs- Anzeigedaten APO aus einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Beschleunigeröffnungs- (APO)/Drosselöffnungsbereich (Aa)- Umwandlungsplan, wie in dem Block von dem Schritt S904 der 7 gezeigt, erhalten. In dem Schritt S905 wird ein gesamter Drosselöffnungsbereich A (= Ai + Aa) durch Addieren des Drosselöffnungsbereiches Ai zur Leerlaufstabilisierung für den äquivalenten Drosselöffnungsbereich Aa arithmetisch berechnet. In dem Schritt S906 wird ein variabler Parameter ANV durch eine Formel ANV = A/(Ne × V) arithmetisch berechnet, wo A den gesamten Drosselöffnungsbereich bezeichnet, Ne die Motor drehzahl bezeichnet und V eine Verlagerung des Motors bezeichnet. Zum Schluß wird in dem Schritt S907 eine gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO (die der gewünschten Einlassluftmenge entspricht) arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage der variablen Parameter ANV aus einem vorbestimmten oder vorprogrammierten, in dem Rechnerspeicher gespeicherten Umwandlungsplan erhalten, und die zeigt, wie die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO im Verhältnis zu dem variablen Parameter variiert werden muss. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Umwandlungsplan von Schritt S907 in der Annahme vorprogrammiert, dass der Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IVO) auf den T. D. C. (oberen Totpunkt) festgelegt ist, währen der Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) auf den B. D. C. (unteren Totpunkt) festgelegt ist.
  • Jetzt wird unter Bezug auf die 8 der arithmetische Berechnungsablauf für den gewünschten Innendruck (Pt), bezogen auf den Schritt S503 der 3 und auf den Schritt S601 der 4, gezeigt.
  • In dem Schritt S1001 wird ein vorbestimmter Betriebsparameter, z. B. die Motortemperatur, d. h., die durch den Motortemperatursensor 115 ertasste Motorkühlmitteltemperatur Tw, gelesen. In dem Schritt S1002 wird der gewünschte Innendruck Pt in dem Einlassrohr arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage der Motortemperatur Tw aus einem vorbestimmten , gewünschten Innendruck versus dem Motortemperatur-Kennzeichenplan erhalten, der zeigt, wie der gewünschte Innendruck Pt im Verhältnis zu der Motortemperatur Tw variiert werden muss. In dem System des Ausführungsbeispieles ist der gewünschte Innendruck Pt auf einen vergleichsweise niedriges Druckniveau, z. B. –200 mmHg während des kalten Motorbetriebs festgelegt, um die Verbrennungsstabilität durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit von Luft- Kraftstoff zu verbessern und somit die verstärkte Gasströmung zu erzeugen. Umgekehrt, während des Motoraufwärmens wird der gewünschte Innendruck Pt auf ein vergleichsweise hohes Druckniveau z. B. –50 mmHg, in der Nähe des atmosphärischen Druckes festgelegt, um die Kraftstoffökonomie durch Reduzierung der Pumpenverluste zu verbessern. Wie aus dem Pt-Tw- Kennzeichenplan, angezeigt in dem Block von Schritt S1002 der 8, erkannt werden kann, ist der gewünschte Innendruck Pt zu dem vorbestimmten niedrigen Druckniveau, z. B. –200 mmHg während des kalten Motorbetriebs (d. h., bei Motorkühlmitteltemperaturen unter 0°C) feststehend, und zu dem vorbestimmten hohen Druckniveau, z. B. –50 mmHg während des Motoraufwärmens (d. h., bei Motorkühlmitteltemperaturen oberhalb 80°C) feststehend. Während eines Übergangszeitraumes von dem kalten Motorzustand zu dem Aufwärmzustand, d. h., bei einer Motorkühlmitteltemperatur größer als 0°C und geringer als 80°C, erhöht sich der gewünschte Innendruck Pt linear, wie sich die Motorkühlmitteltemperatur Tw erhöht.
  • Jetzt Bezugnehmend auf die 9 ist dort der gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt) – Kompensationsablauf in Bezug auf den Schritt S504 der 3 gezeigt.
  • In dem Schritt S1101 wird ein Wert eines Flaggenzeichens Fold durch einen Wert eines Flaggenzeichens Fnew auf den neuesten Stand gebracht. Ein Anfangswert des Flaggenzeichens Fold ist „0". In dem Schritt S1103 wird die Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil gelesen. In dem Schritt S1104 wird die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil mit einem vorbestimmten Grenzwert ε1 verglichen. Wenn die Antwort zu Schritt S1104 in dem zustimmenden Bereich ist (D > ε1), entscheidet die ECU 113, dass die Einlassventil- Verzögerungszeitschwankungen groß sind, und somit geht der Ablauf zu einer Reihe von Schritten S1105–S1110. In dem Schritt S1105 ist das Flaggenzeichen Fnew auf „1" festgelegt. In dem Schritt S1106 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob das Flaggenzeichen Fold auf „1" gesetzt ist. In dem Fall von Flaggenzeichen Fold = 1, tritt der Schritt S1107 ein. In dem Schritt S1107 wird eine Variable i um „1" vermindert. Umgekehrt, wenn die Antwort in Schritt S1106 negativ ist (Fold = 0), tritt Schritt S1108 ein. In dem Schritt S1108 wird die Variable i auf eine vorbestimmte Konstante oder auf einen Anfangswert h festgelegt. In dem Schritt S1109 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die Variable i niedriger als „0" ist. Wenn die Antwort in dem Schritt S1109 zustimmend ist (i < 0), tritt der Schritt S1110 ein. In dem Schritt S1110 wird ein kompensierter Einlassrohr- Innendruck (einfach ein kompensierter Innendruck) Pc durch Subtrahieren einer vorbestimmten Konstante a von dem gewünschten Innendruck Pt nach der Formel Pc = Pt – α arithmetisch berechnet. Wenn die Antwort in dem Schritt S1109 negativ ist (i ≥ 0), kehrt der Ablauf zu dem Hauptprogramm nicht durch den Schritt S1110 zurück. D. h., die Schritte S1107, S1108 und S1109 funktionieren als ein Zeitgeber. Wie oben fortgesetzt ist, wird in dem Fall, dass die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen für das Einlassventil kontinuierlich groß gehalten werden (bis die auf den Anfangswert h festgelegte Variable i einen negativen Wert erreicht), der gewünschte Innendruck Pt durch die vorbestimmte Konstante a durch eine Reihe der Schritte S1105– S1110 abnehmend korrigiert. Z. B., in der Annahme, dass die vorbestimmte Konstante (der Anfangswert) h auf „300" festgelegt ist, müssen 3 Sekunden verstreichen, bis der gezählte Wert des Zeitgebers ein negativer Wert wird, da das Produkt des Anfangswertes von 300 und der vorbestimmte Zeitabstand von 10 ms (jeder arithmetischer- Berechnungszyklus) 3s beträgt. Somit wird in dem Fall von h = 300, wenn der Bedingung von D > εƐ1 fortwährend für 3 Sekunden genügt wird, geht der Ablauf zu Schritt S1110 vor, um durch die vorbestimmte Konstante a für den gewünschten Innendruck Pt abnehmend zu kompensieren. Wenn andererseits die Antwort in Schritt S1104 negativ ist (D ≤ ε1), geht der Ablauf zu einer Reihe von Schritten S1111–S1116 weiter. In dem Schritt S1111 wird das Flaggenzeichen Fnew auf „0" festgelegt. In dem Schritt S1112 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob das Flaggenzeichen Fold auf „1" festgelegt ist. In dem Fall von Fold = 1 tritt der Schritt S1113 ein. In dem Schritt S1113 wird eine Variable i auf den Anfangswert, z. B. „300" festgelegt. Wenn umgekehrt die Antwort in dem Schritt S1112 negativ ist (Fold = 0), tritt der Schritt S1114 ein. In dem Schritt S1114 wird die Variable i um „1" vermindert. In dem Schritt S1115 wird eine Prüfung vorgenommen, um zu bestimmen, ob die Variable i geringer als „0" ist. Wenn die Antwort in dem Schritt S1115 zustimmend ist (i < 0), tritt der Schritt S1116 ein. In dem Schritt S1116 wird ein kompensierter Innendruck Pc durch Addieren einer vorbestimmten Konstante α zu dem gewünschten Innendruck Pt nach der Formel Pc = Pt + α arithmetisch berechnet. Wenn die Antwort in dem Schritt S1115 negativ ist (i ≥ 0), kehrt der Ablauf zu dem Hauptprogramm, nicht durch den Schritt S1116, zurück. D. h., die Schritte S1113, S1114 und S1115 funktionieren als ein Zeitgeber. Wie oben fortgesetzt, wird in dem Fall, dass die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen für das Einlassventil (D ≤ ε1) für die vorbestimmte Zeitdauer, z. B. 3 Sekunden, klein gehalten werden, der gewünschte Innendruck Pt durch die vorbestimmte Konstante α durch eine Reihe von Schritten S1111– S1116 zunehmend erhöht wird. Somit geht in dem Fall von h = 300, wenn der Bedingung von D ≤ ε1 fortwährend für drei Sekunden genügt wird, der Ablauf zu Schritt S1116 weiter, um den gewünschten Innendruck Pt durch die vorbestimmte Konstante α zunehmend zu kompensieren. Dies bedeutet, entsprechend des in der 9 gezeigten, gewünschten Innendruck (Pt)- Kompensationsablaufes, wie aus dem Kennzeichenplan in der 14 erkannt werden kann, verändert sich der kompensierte Einlassrohr- Innendruck Pc in Abhängigkeit der Motorbelastung nicht. Bei dem Kompensationsverarbeiten von 9 verändert sich der kompensierte Innendruck Pc nur in Abhängigkeit nach den Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D, so dass sich der kompensierte Innendruck Pc allmählich vermindert, wie sich die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil erhöht. Bei dem Kompensationsverarbeiten von 9, obwohl die Größe der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil nur mit einem Entscheidungskriterium verglichen wird, nämlich dem vorbestimmten Grenzwert ε1, kann die ECU 113 zwei oder mehr Entscheidungskriterien vergleichen und dann einen richtigeren kompensierten Innendruck Pc, korrigiert auf der Grundlage der Entscheidungsergebnisse, erzeugen. Wenn andererseits die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil groß ist und somit der einlassrohr- Innendruck auf ein niedriges Niveau entsprechend der Innendruck- Kompensation der 9 eingestellt ist, dann muss die Einlassventil- Öffnungszeitdauer verlängert werden, um die gewünschte Einlassluftmenge durch den Vorzug der Einlassventil- Öffnungszeitpunkt- plus Schließzeitpunktsteuerung zu erhalten. Mit der verlängerten Einlassventil- Öffnungszeitdauer gibt es eine Tendenz für das Verhältnis der Fehlerspanne der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen für das Einlassventil zu der gesamten Einlassventil- Öffnungszeitdauer, um sich zu vermindern (siehe 17B). Dies unterdrückt wirksam Schwankungen in der Einlassluftmenge, die infolge der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen für das Einlassventil auftreten.
  • Nun bezugnehmend auf die 10 ist dort eine modifizierte Kompensationsverarbeitung für den gewünschten Innendruck (Pt) gezeigt. Der modifiziert Kompensationsablauf von 10 ist von dem Ablauf der 9 dadurch leicht unterschiedlich, dass der gewünschte Einlassrohr- Innendruck Pt auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (entsprechend der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO), sowie der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D kompensiert wird. D. h., die Kompensation für den gewünschten Innendruck Pt auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (QHO) (siehe die Schritte S1217–S1220) wird außerdem zu der Kompensation für den gewünschten Innendruck Pt auf der Grundlage der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil (siehe die Schritte S1201–S1216) addiert. Somit wird die ausführliche Beschreibung derselben Schritte (S1201–S1216) als die Schritte S1101–S1116, gezeigt in der 9, weggelassen, weil die oben vorgestellte Beschreibung darüber als selbsterklärend erscheint.
  • In dem Schritt S1217 wird die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO ausgelesen. In dem Schritt S1218 wird die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO mit einem vorbestimmten Grenzwert ε2 verglichen. Eine Prüfung wird vorgenommen, um zu bestimmen, ob die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO den vorbestimmten Grenzwert ε2 überschreitet. Die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO ist im Wesentlichen wie die Motorbelastung betroffen, und entspricht der gewünschten Einlassluftmenge. In dem Fall von QHO > ε2, d. h., beim Vorhandensein von hoher Motorbelastungsanforderung, geht der Ablauf zu Schritt S1219 weiter. In dem Schritt S1219 wird ein kompensierter Einlassrohr- Innendruck Pc durch Addieren eines Korrekturwertes erzeugt, der durch Multiplizieren eines vorbestimmten Korrekturfaktors k, mit der Abweichung (QHO–ε2) zwischen der gewünschten volumetrischen Strö- mungsrate QHO und dem vorbestimmten Grenzwert ε2 zu dem gewünschten Innen druck Pt, erhalten wird. D. h., der kompensierte Innendruck Pc wird aus der folgenden Formel berechnet. Pc = (QHO – ε2) × k + Pt
  • Wenn andererseits die Antwort in dem Schritt S1218 negativ ist (QHO ≤ ε2), d. h., bei Anwesenheit der niedrigen Motorbelastungsanforderung, tritt der Schritt S1220 ein. In dem Schritt S1220 wird der gewünschte Innendruck Pt ohne eine Kompensation für den gewünschten Innendruck Pt als der endgültige Innendruck Pc festgelegt. Dies bedeutet, entsprechend der in der 10 gezeigten gewünschten Innendruck- (Pt) Kompensationsverarbeitung, wie aus dem in der 15 gezeigten Kennzeichnungsplan erkannt wird, wenn die Motorbelastung (eingeschätzt durch die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) geringer als der vorbestimmte Grenzwert (ε2) ist, verändert sich der gewünschte Innendruck Pt in Abhängigkeit von der Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil unabhängig von der Motorbelastung (QH=), so dass sich der gewünschte Innendruck Pt vermindert, wie sich die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil erhöht. Wenn umgekehrt die Motorbelastung (QHO) oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes (ε2) ist, verändert sich der gewünschte Innendruck Pt in Abhängigkeit von der Motorbelastung (QHO), sowie der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil, so dass sich der gewünschte Innendruck Pt vermindert, so wie sich die Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil erhöht, und so dass sich der gewünschte Innendruck Pt erhöht, wie sich die Motorbelastungsanforderung erhöht. Es kann erkannt werden, dass in dem Fall einer hohen Motorbelastungsanforderung und einer langen Einlassventil- Öffnungszeitdauer die gesamte Einlassventil- Öffnungszeitdauer nahezu durch die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen für das Einlassventil nahezu unbeeinträchtigt bleiben, selbst wenn die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil groß ist. Wenn folglich die vorerwähnten zwei Bedingungen (hohe Belastungsanforderung und lange Einlassventil- Öffnungszeitdauer) gleichzeitig ertüllt werden, gibt es eine geringe Notwendigkeit den gewünschten Innendruck Pt zu reduzieren. Entsprechend der modifizierten Kompensationsverarbeitung für den gewünschten Innendruck Pt von 10 kann der gewünschte Innendruck Pt entsprechend der Motorbelastung (QHO) in dem Fall derselben Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil kompensiert werden. Dies hindert den gewünschten Innendruck Pt am Eingestellt werden auf einem unerwünscht niedrigem Niveau und stellt somit die reduzierten Pumpenverluste sicher.
  • Tatsächlich wird es bevorzugt, dass die gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt)-Kompensationsverarbeitung auf der Grundlage der Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil (siehe die Schritte S1101–S1116 der 9 und die Schritte S1201–S1216) ausgeführt wird, wenn der gewünschte Innendruck Pt in der Nähe des atmosphärischen Druckes ist. Es gibt keine Notwendigkeit für solch eine Kompensation für den gewünschten Innendruck Pt, wenn der gewünschte Innendruck Pt bereits auf ein niedriges Druckniveau in Abhängigkeit zu einer Fahrzeug- Verlangsamungsanforderung festgelegt worden ist, weil die Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil auf der Grundlage des tatsächlichen Ventilhub-Anzeigesignales von dem Verlagerungssensor (siehe Schritt S701 der 5) durch Kompensieren für den Innendruck in dem Einlassrohr während der Verlangsamungsanforderung nicht verändert werden kann.
  • Jetzt auf die 11 bezugnehmend, ist dort der gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt)- Kompensationsablauf bezogen auf Schritt S603 von 4 gezeigt.
  • In dem Schritt S1301 wird der gewünschte Innendruck Pt gelesen. In dem Schritt S1302 wird die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO gelesen. In dem Schritt S1303 wird ein Korrekturdruckwert Pr arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO aus einem vorprogrammierten Kennzeichenplan erhalten, der zeigt, wie der Korrekturdruckwert Pr im Verhältnis zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO verändert werden soll. In dem Schritt S1304 wird der korrigierte Innendruck (der endgültige Innendruck) Pc durch Subtrahieren des Korrekturdruckwertes Pr von dem gewünschten Innendruck Pt arithmetisch berechnet. D. h., der korrigierte Innendruck (der endgültige Druckwert) Pc wird durch die Formel Pc = Pt – Pr erhalten. Wie aus dem in dem Schritt S1303 gezeigten Merkmalsplan der 11 erkannt werden kann, verändert sich der Korrekturdruckwert Pr im umgekehrten Verhältnis zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO (der Motorbelastung), so dass sich der Korrekturdruckwert Pr allmählich vermindert, wie sich die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO erhöht. Entsprechend der in der in der 11 gewünschten Innendruck (Pt)- Kompensationsverarbeitung ist der gewünschte Einlassrohr- Innendruck Pt nicht von der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil abhängig. In dem Kompensationsablauf der 11 verändert sich der gewünschte Innendruck Pt nur in Abhängigkeit der gewünschte volumetrischen Strömungsrate QHO (der Motorbelastung). Der in der 11 gezeigte, von der Motorbelastung abhängige Innendruck- Kompensationsablauf wird ausgeführt, so dass der gewünschte Innendruck Pt in die Richtung zu einem niedrigeren Druckniveau, als sich die Motorbelastung (QHO) vermindert, korrigiert wird (mit anderen Worten, so dass sich der gewünschte Innendruck Pt in die Richtung zu dem höheren Druckniveau als die Motorbelastung (QHO) erhöht).
  • Bezugnehmend auf die 12 ist dort der gewünschte, arithmetische Drosselöffnungs- Berechnungsablauf, bezogen auf sowohl den Schritt S503 der 3, als auch den Schritt S604 der 4, gezeigt.
  • In dem Schritt S1401 wird die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO (entsprechend zu der Motorbelastungsanforderung) gelesen. In dem Schritt S1402 wird der kompensierte Innendruck Pc gelesen. Dann folgen Reihen der Schritte S1403– S1408. Die Reihen der Schritte S1403–S1408 werden nachstehend durch den Gebrauch der in der 16 gezeigten Kennzeichenkurve ausführlich erläutert.
  • Wie durch die durch die durchgehende gerade Linie der 16 gezeigt, wird in der Annahme, dass der Innendruck in dem Einlassrohr konstant gehalten wird und somit zu einem bestimmten Druckwert feststehend ist, ist der veränderbare Parameter ANV (= A/(Ne·V)) (eigentlich ein erster veränderbarer Parameter ANVe) in Proportion zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO. In 16 zeigt die obere, gerade, gebrochene Linie Veränderungen in dem ersten veränderbaren Parameter ANVe an, der auf einem vergleichsweise hohen Druckniveau gehalten wird, die Zwischenlinie zeigt Veränderungen in dem ersten veränderbaren Parameter ANVe bei dem Einlassrohr- Innendruck an, der auf einem vergleichsweise mittleren Druckniveau gehalten wird, und die untere gerade, gebrochene Linie zeigt Veränderungen in dem ersten veränderbaren Parameter ANVe bei dem Einlassrohr- Innendruck an, der auf einem vergleichsweise niedrigen Druckniveau gehalten wird. Wie erkannt werden kann, hat der erste veränderbare Parameter ANVe eine lineare Charakteristik in Bezug zu der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO (der Motorbelastung). Durch den Vorzug des Ablaufes von 12 muss der gesamte Drosselöffnungsbereich A (außerordentlich von dem veränderbaren Parameter ANV betroffen) festgestellt werden, so dass der Einlassrohr- Innendruck auf einen bestimmten Druck (den gewünschten Druck) eingestellt wird. Eine Einlassluftmenge, die in den Motor nur mittels der Einstellung des Einlassventil- Öffnungszeitpunktes (IVO) und des Einlassventil- Schließzeitpunktes (IVC) eingeleitet werden kann, ist jedoch auf eine maximale Einlassluftmenge QHOmax begrenzt. Demzufolge ist in dem Fall, dass die erforderliche Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) die maximale Einlassluftmenge QHOmax übersteigt, der Einlassventil- Schließzeitpunktes (IVC) einerseits an dem unteren Totpunkt (BDC) feststehend, und der Einlassrohr- Innendruckwert selbst ist anderseits auf ein höheres Druckniveau festgelegt, ziemlich wie sein gewünschter Wert mittels einer Reihe von Schritten S1403– S1409, was nachstehend ausführlich erläutert wird.
  • Konkret wird in dem Schritt 51403 ein Korrekturfaktor C arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage des kompensierten Innendruckes Pc aus einem vorprogrammiert Daten eines Kennzeichenplanes erhalten, der zeigt, wie der Korrekturfaktor C im Verhältnis zu dem Einlassrohr- Innendruck verändert werden muss (eigentlich der kompensierte Innendruck Pc). Der Korrekturfaktor C bedeutet einen ANV/QHO- Koeffizienten, der den Einlassrohr- Innendruck konstant hält. Mit anderen Worten, der Korrekturfaktor C entspricht einem Veränderungsverhältnis des veränderbaren Parameters ANV (= A/Ne V) in Bezug auf die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO, deren Verhältnis der Veränderung (ANV/QHO) der in der 16 gezeigten Steigung der geraden Linie entspricht. In dem Schritt S1404 wird der veränderbare Parameter ANV (= A/(Ne·V)) durch Multiplizieren der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO mit dem Korrekturfaktor C auf der Grundlage des gewünschten Innendruckes Pt (dem kompensierten Innendruck Pc) arithmetisch berechnet. Dann wird der berechnete veränderbare Parameter A/(Ne·V) auf den ersten veränderbaren Parameter ANVe eines linearen Merkmals (siehe die in der 16 gezeigten geraden Linien) festgelegt. Danach wird in Schritt S1405 ein zweiter veränderbarer Parameter ANVm arithmetisch berechnet oder auf der Grundlage der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO aus der vorbestimmten Merkmalskurve (oder der Strömungsventil- Merkmalskurve), angezeigt durch die durchgehende, gekrümmte Linie der 16, hergeleitet. Wie erkannt wird, hat der zweite veränderbare Parameter ANVm eine nicht- lineare Charakteristik (die der Charakteristik des Strömungsventils entspricht) in Bezug auf die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO (der Motorbelastung). In dem Schritt S1406 wird die Größe des ersten veränderbaren Parameters ANVe, berechnet durch den Schritt S1404, mit der Größe des zweiten veränderbaren Parameters ANVm, berechnet durch den Schritt S1405, verglichen. Wenn die Antwort zu dem Schritt S1406 zustimmend ist (ANVe > ANVm), geht der Ablauf zu dem Schritt S1407 weiter. In dem Schritt S1407 wird der gewünschte Drosselöffnungsbereich At als das Produkt (ANVe × Ne × V) des zweiten veränderbaren Parameters ANVe, der Motordrehzahl und einer Verlagerung V des Motors berechnet. Wenn die Antwort in Schritt S1406 negativ ist (ANVe ≤ ANVm), tritt der Schritt S1408 ein. In dem Schritt S1408 wird der gewünschte Drosselöffnungsbereich At als das Produkt (ANVm × Ne × V) des zweiten veränderbaren Parameters ANVm, der Motordrehzahl Ne und der Verlagerung V des Motors berechnet. Danach geht der Ablauf zu dem Schritt S1409 vor. In dem Schritt S1409 wird der gewünschte Drosselöffnungsbereich At in die gewünschte Drosselöffnung TVO mittels eines vorbestimmten oder vorprogrammierten Drosselöftnungsbereichs (At) zu der Drosselöffnung (TVO)- Umwandlungstafel umgewandelt. Dann gibt die ECU 113 ein Antriebssignal aus, das der gewünschten Drossel öffnung TVO an dem elektronisch- gesteuerten Drosselventil 106 entspricht, so dass die tatsächliche Drosselöffnung in die Richtung zu der gewünschten Drosselöffnung eingestellt wird.
  • Jetzt bezugnehmend auf die 13 ist dort der arithmetische Einlassventil- Öffnungszeitdauer (180°– Kurbelwinkel × QHO/QHOmax) – Berechnungsablauf, bezogen auf den Schritt S506 und den Schritt S603 der 4 gezeigt. In dem arithmetischen Berechnungsablauf der 13, ausgeführt durch die Einlassluftmengen- Steuervorrichtung des Ausführungsbeispieles, ist der Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IVO)an dem oberen Totpunkt feststehend und somit wird nur der Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC) durch die Schritte S1501–S1504 verändert, was nachstehend diskutiert wird.
  • In dem Schritt S1501 wird der kompensierte Innendruck Pc gelesen. In Schritt S1502 wird ein maximale volumetrischen Strömungsrate QHOmax berechnet oder auf der Grundlage des kompensierten Innendruckes Pc aus vorbestimmten Merkmalsplandaten gefunden, die in der Annahme vorprogrammiert sind, dass der Einlassventil-Schließzeitpunkt (IVC) an dem unteren Totpunkt (BDC) feststehend ist und zeigt, wie die maximale volumetrische Strömungsrate QHOmax im Verhältnis zu dem kompensierten Innendruck Pc verändert werden muss. In dem Schritt S1503 wird die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO gelesen. In dem schritt S1504 wird eine Einlassventil-Öffnungszeitdauer auf der Grundlage von sowohl der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO, als auch der maximalen volumetrischen Strömungsrate QHOmax aus einer vorbestimmten Formel ((EINLASSVENTIL – ZEITDAUER) = 180° XQHO/ QHOmax) arithmetisch berechnet, wo 180° einen vorbestimmten Kurbelwinkel bezeichnet. Dann gibt die ECU 113 ein Antriebssignal aus, das dem Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC), bestimmt durch die Schritte S1501–S1504 auf der Seite des elektromagnetischen Betätigers für das Einlassventil entspricht, so dass das Einlassventil 108 an dem oberen Totpunkt (TDC) geöffnet, und dann geschlossen bei dem Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC) bestimmt wird.
  • Wie aus dem ersten gewünschten Einlassventil- Öffnungszeitpunkt plus dem gewünschten, arithmetischen Einlassventil- Schließzeitpunkt- Berechnungsablauf geschätzt wird, wird der gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt) auf der Grundlage von zumindest der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) für das Einlassventil effektiv kompensiert, um Schwankungen in einer Einlassluftmenge, die in jeden Motorzylinder eintritt, zu unterdrücken. In dem Fall, dass die gewünschte Einlassluftmenge gleich ist, ist es notwendig, die Zeitdauer der Ventilöffnung zu verlängern, wenn der Innendruck in dem Einlassrohr niedrig ist. Andererseits in dem Fall, dass die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil dieselbe ist, ist es schwierig einen bemerkenswerten Einfluss auf die Einlassluftmenge durch dieselbe Ventilbetätigungs-Verzögerungszeitschwankungen auszuüben, wie sich die Einlassventil- Öffnungszeitdauer erhöht. Aus den oben ausgeführten Gründen wird in dem ersten gewünschten Einlassventil- Öffnungszeitpunkt plus dem gewünschten, arithmetischen Einlassventil-Schließzeitpunkt- Berechnungsablauf der gewünschte Innendruck (Pt) abnehmend korrigiert, wenn die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil groß ist. Infolge des abnehmenden Korrigierens kann der gewünschte Innendruck (Pc), die Einlassventil- Öffnungszeitdauer auf eine längere Zeitdauer korrigiert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Schwankungen in der Einlassluftmenge, die infolge der Einlassventilbetätigungs- Verzögerungszeitschwankungen auftreten, zu reduzieren, um somit die Antriebsfähigkeit des Fahrzeuges zu verbessern. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann der gewünschte Einlassventil- Öffnungszeitpunkt und der gewünschte Einlassventil- Schließzeitpunkt abhängend von sowohl dem kompensierten Innendruck (Pc), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) gesteuert werden. An Stelle dessen kann der Innendruck in dem Einlassrohr, erhalten als ein Ergebnis des Ausführungstaktes der Einlass- Systemsteuerung auf der Grundlage des kompensierten Einlassrohr- Innendruckes (Pc) mittels eines Drucksensors direkt erfasst, oder indirekt aus den Eingangsinformationsdaten eingeschätzt werden. Für das elektronische Motorsteuersystem, um den Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IV0) und den Einlassventil- Schließzeitpunkt (IVC) zu steuern, kann die ECU den erfassten oder eingeschätzten Innendruck verwenden.
  • Entsprechend des in der 10 gezeigten Ablaufes wird der gewünschte Innendruck (Pt) auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) sowie der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil korrigiert. Somit wird, selbst wenn die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes (ε1) ist, und zusätzlich die gewünschte Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO oder die Motorbelastung) oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes (ε2) ist, der gewünschte Einlassrohr- Innendruckwert (Pt) zeitweise infolge der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes (ε1) abnehmend korrigiert, kann auf ein richtiges, höheres Druckniveau infolge der hohen Motorbelastungsanforderung (QHO > ε2) wiederhergestellt werden. Dies hindert den Innendruck in dem Einlassrohr am übermäßigen abgesenkt zu werden und stellt somit den reduzierten Pumpenverlust sicher (siehe die Strömung and dem Schritt S1204 bis zu den Schritten S1205–S1210, S1217, und S1218 bis Schritt S1219). Auch wird, wenn die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes (ε1) ist, und zusätzlich die gewünschte Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) unter dem vorbestimmten Grenzwert (ε1) ist, und somit die Motorbelastung niedrig ist, der gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt) infolge der Betätigungsverzögerungszeit-Schwankungsrate D für das Einlassventil abnehmend korrigiert. Dies unterdrückt unerwünschte Schwankungen in der Einlassluftmenge während der niedrigen Motorbelastung wirksam.
  • Entsprechend des in der 5 gezeigten arithmetischen Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsraten D- Berechnungsablauf für das Einlassventil wird eine Totzeit von einer Zeit, wenn entweder eine Befehlsanzeige der Anzeige einer Einlassventil-Schließaktion, oder eine Befehlsanzeige der Anzeige einer Einlassventil- Öffnungsaktion zu einer Zeit ausgegeben wird, wenn sich das Einlassventil tatsächlich beginnt zu bewegen, als die Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit erfasst. Der gewünschte Innendruck (Pt) wird abhängend von Schwankungen in der Totzeit kompensiert. Das Erfassen der Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit auf der Grundlage der Totzeit ist effektiv, um die Schwankungen in der Einlassluftmenge zu unterdrücken. Alternativ wird ein Zeitintervall (eine Betätigungszeit) von einer Zeit, wenn entweder eine Befehlsanzeige des Beginns einer Einlassventil- Schließaktion, oder eine Befehlsanzeige des Beginns der Einlassventil- Öffnungsaktion zu einer Zeit ausgegeben, wenn sich das Einlassventil tatsächlich beginnt zu bewegen und dann einen vorbestimmten Ventilhub erreicht (d. h., eine vollständig offene Ventilposition oder eine vollständig geschlossene Ventilposition) als die Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit erfasst. Die Ertassung der Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit auf der Grundlage der Betätigungszeit, die die Totzeit enthält, ist effektiv, um Schwankungen in der Einlassluftmenge zu unterdrücken.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Mittelwert (B) der Einlassventil-Betätigungsverzögerungszeiten (Tn), erfasst für jeden der Motorzylinder, zuerst berechnet. Dann wird eine Abweichung (|Tn – B|) der Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit aus dem Mittelwert (B) für jeden der Motorzylinder arithmetisch berechnet. Abschließend wird die höchste aller Abweichungen (|T1 – B|), (|T2 – B|), (|T3 – B|), (|T4 – B|) auf die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil festgelegt. Bei Anwesenheit der größten Verteilung der Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeiten zwischen den jeweiligen Motorzylindern kann der gewünschte Einlassrohr-Innendruck (Pt) wirksam korrigiert werden, während die Einflüsse aus der größten Ventil-Betätigungsverzögerungsverteilung unterdrückt werden.
  • Entsprechend des Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsablaufes werden die Schwankungen in der Motordrehzahl (Ne) als ein korrelativer Wert, in Wechselbeziehung zu den Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeitschwankungen oder der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate D für das Einlassventil verwendet oder erfasst werden. Somit ist es möglich, die Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeitschwankung aus der Motordrehzahlschwankung leicht einzuschätzen oder zu erfassen.
  • Entsprechend des zweiten, in der 4 gezeigten, gewünschten Einlassventil-Öffnungszeitpunktes plus dem gewünschten, arithmetischen Einlassventil- Schließzeitpunkt- Berechnungsablauf und dem gewünschte Einlassrohr- Innendruck (Pt)- Kompensationsablauf auf der Grundlage der gewünschten Einlassluftmenge (der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO), wird der gewünschte Innendruck (Pt) in Abhängigkeit von zumindest der gewünschten Einlassluftmenge (der gewünschten volumetrischen Strömungsrate QHO) korrigiert, so dass sich der Innendruck in dem Einlassrohr auf ein niedrigeres Niveau abgesenkt, wenn die gewünschte Einlassluftmenge (QHO) klein ist und somit die Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen einen großen Einfluss auf die tatsächliche Einlassluftmenge ausüben kann. Infolge des abgesenkten Innendruckes (des verminderten kompensierten Innendruckes Pc) wird die Einlassventil-Öffnungszeitdauer verlängert (siehe die Schritte S1502–S1504 der 13), um die gewünschte Einlassluftmenge (die gewünschte volumetrische Strömungsrate QHO) zu erhalten. Dies unterdrückt wirksam die Einlassluftmenge vom Beeinträchtigtwerden durch die Einlassventil- Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungen.

Claims (10)

  1. Einlassluftmengen- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzeitpunktsystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, mit: einer Steuereinheit zum Steuern einer Einlassluftmenge von Luft, die in die Brennkraftmaschine eintritt auf der Grundlage von zumindest einem Einlassventil-Öffnungszeitpunkt und einem Einlassventil- Schließzeitpunkt des Einlassventiles, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit aufweist (1) einen gewünschten Innendruck- Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen eines gewünschten Innendruckes (Pt) in einem Einlassluftkanal (102) auf der Grundlage eines vorbestimmten Betriebsparameters, (2) einen Betriebsverzögerungszeit- Schwankungsraten- Ertassungsabschnitt zum Erfassen einer Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) für Schwankungen in einer Betätigungsverzögerungszeit von zumindest dem Einlassventil, (3) einem gewünschten arithmetischen Einlassluftmengen- Berechnungsabschnitt zum arithmetischen Berechnen einer gewünschten Einlassluftmenge (QHO) auf der Grundlage von Motorbetriebsparametem, (4) einem Kompensationsabschnitt zum Kompensieren des gewünschten Innendruckes (Pt) auf der Grundlage von zumindest einem der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) oder der gewünschten Einlassluftmenge (QHO), um den kompensierten Innendruck (Pc) zu erzeugen, (5) einem Drosselöffnungs- Steuerabschnitt zum Steuern einer Drosselöffnung (TVO) auf der Grundlage von sowohl des kompensierten Innendruckes (Pc), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (QHO), und (6) einem Einlassventil- Zeitpunktsteuerabschnitt zum Steuem des Einlassventil-Öffnungszeitpunktes und des Einlassventil- Schließzeitpunktes auf der Grundlage von sowohl des kompensierten Innendruckes (Pc), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (QHO).
  2. Einlassluftmengen- Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Betriebsparameter zum Bestimmen des gewünschten Innendruckes (Pt) zumindest eine Motortemperatur (Tw) ist, und die Motorbe triebsparameter (3) zum arithmetischen Berechnen der gewünschten Einlassluftmenge (QHO) der Motordrehzahl (Ne) und einer Motorbelastung (APO) entsprechen.
  3. Einlassluftmengen- Steuervorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsabschnitt für das Kompensieren des gewünschten Innendruckes (Pt) auf der Grundlage von sowohl der Betriebsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (QHO) vorgesehen ist.
  4. Einlassluftmengen- Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsraten- Ertassungsabschnitt vorgesehen ist, um eine Totzeit als die Betätigungsverzögerungszeit zu ertassen, von einer Zeit, wenn entweder ein Befehl, der die Initüerung eines Schließvorganges des Einlassventiles, oder ein Befehl, der die Initüerung eines Öffnungsvorganges des Einlassventiles ausgegeben wird, bis zu einer Zeit, wenn das Einlassventil beginnt, sich tatsächlich zu bewegen.
  5. Einlassluftmengen- Steuervomchtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsraten- Ertassungsabschnitt vorgesehen ist, um ein Zeitintervall, als die Betriebsverzögerungszeit zu ertassen, von einer Zeit, wenn entweder ein Befehl, der die Initüerung eines Schließvorganges des Einlassventiles oder ein Befehl, der die Initüerung eines Öffnungsvorganges des Einlassventiles ausgegeben wird, bis zu einer Zeit, wenn das Einlassventil beginnt, sich tatsächlich zu bewegen und dann einen vorbestimmten Ventilhub erreicht.
  6. Einlassluftmengen- Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsraten- Ertassungsabschnitt vorgesehen ist, um arithmetisch einen Mittelwert (B) der Betätigungsverzögerungszeiten (Tn), ertasst für jeden der Motorzylinder, zu berechnen, und arithmetisch Absolutwerte (|Tn – B|) von Abweichungen der Betätigungsverzögerungszeiten (Tn) von dem Mittelwert (B) berechnet, und einen höchsten der Absolutwerte (|Tn – B|) der Abweichungen als die Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) festlegt.
  7. Einlassluftmengen- Steuervonichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsraten- Ertassungsabschnitt Schwankungen in der Motordrehzahl (Ne) als Eingangsinformation repräsentativ für einen korrelativen Wert konelierend zu der Betätigungsverzögerungszeit- Schwankungsrate (D) verwendet.
  8. Elektronisch- gesteuerte Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilzeitpunktsystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, einem elektronisch- gesteuerten Drosselventil (106), einem einlassventilseitigem Betätiger, der in der Lage ist, ein Öffnen des Einlassventiles einzustellen, und eine Einlassluftmengen-Steuervorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Einlassluftmengen- Steuervonichtung elektronisch mit dem elektronisch- gesteuerten Drosselventil (106) verbunden ist, um die Drosselöffnung (NO) zu steuern, und mit dem einlassventilseitigem Betätiger verbunden ist, um eine Einlassluftmenge, die in die Brennkraftmaschine eintritt, zu steuem.
  9. Elektronisch- gesteuerte Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, wobei der einlassventilseitigem Betätiger einen elektromagnetischen Betätiger aufweist.
  10. Vertahren zum Steuern einer Einlassluftmenge, die in jeden der Motorzylinder für eine computergesteuerte Brennkraftmaschine (101) eindringt, mit einem variablen Ventilzeitpunktsystem, verbunden mit zumindest einem Einlassventil, angeordnet an jedem der Motorzylinder, einer elektronisch gesteuerten Drossel (106), und einem einlassventilseitigem Betätiger, der in der Lage ist, ein Öffnen des Einlassventiles einzustellen, ein Einlassluftmengen- Steuersystem, konfiguriert, um elektronisch mit der elektronisch gesteuerten Drossel (106) verbunden zu sein, um die Drosselöffnung (NO) zu steuem, und mit dem einlassventilseitigem Betätiger verbunden, um eine Einlassluftmenge, die in die Brennkraftmaschine (101) eintritt; auf der Grundlage von zumindest einem von Einlassventil- Öffnungszeitpunkt oder eines Einlassventil- Schließzeitpunkt zu steuern, wobei das Vertahren ausweist: (1) Bestimmen eines gewünschten Innendruckes (Pt) in einem Einlassluftkanal (102) auf der Grundlage eines vorbestimmten Betriebsparameters. (2) Erfassen einer Betätigungsverzögemszeit- Schwankungsrate (D) für Schwankungen in einer Betätigungsverzögernszeit von zumindest dem Einlassventil, (3) Arithmetisches Berechnen einer gewünschten Einlassluftmenge (QHO) auf der Grundlage der Motorbetriebsparameter, (4) Kompensation des gewünschten Innendruckes (Pt) auf der Grundlage von zumindest einem von Betätigungsverzögemszeit- Schwankungsrate (D) oder der gewünschten Einlassluftmenge (QHO), um den um den kompensierten Innendruck (Pc) zu erzeugen, (5) Steuern einer Drosselöffnung (NO) auf der Grundlage von sowohl dem kompensierten Innendruck (Pc) als auch der gewünschten Einlassluftmenge (QHO), und (6) Steuern des Einlassventil- Öffnungszeitpunktes und des Einlassventil-Schließzeitpunktes auf der Grundlage von sowohl dem kompensierten Innendruck (Pc), als auch der gewünschten Einlassluftmenge (QHO).
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