EP1353055A2 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Steuerelement - Google Patents

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EP1353055A2
EP1353055A2 EP02028307A EP02028307A EP1353055A2 EP 1353055 A2 EP1353055 A2 EP 1353055A2 EP 02028307 A EP02028307 A EP 02028307A EP 02028307 A EP02028307 A EP 02028307A EP 1353055 A2 EP1353055 A2 EP 1353055A2
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EP
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throttle valve
mass flow
determined
valve
internal combustion
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Ernst Wild
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02D2200/0414—Air temperature

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an internal combustion engine, an internal combustion engine and a control element for a control device such an internal combustion engine.
  • Internal combustion engines in particular internal combustion engines for motor vehicles, have an intake manifold with an associated throttle valve to control the Air flow in the intake pipe. At least one combustion chamber is provided each combustion chamber having at least one inlet valve.
  • variable intake valves in internal combustion engines
  • valve lift control By changing the valve stroke the amount of air flowing into the combustion chamber is changed.
  • the object of the invention is therefore to provide a value for in the simplest possible way to determine the cylinder charge in vehicles with valve lift control.
  • This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning or in an internal combustion engine of the type mentioned in the introduction solved that the cylinder filling depending on the air mass flow over the throttle valve, which in turn depends on the throttle valve position the throttle valve angle - depends on the air temperature in front of the throttle valve, engine speed and intake valve lift is determined.
  • the method according to the invention is suitable using fewer sensors to determine the cylinder charge. Both influencing factors, Throttle valve position and valve lift of the intake valve are taken into account.
  • the procedure is suitable the number of sensors required for the internal combustion engine and keep their total costs low. On the other hand, that leads Procedure when there is a larger number of sensors also to that redundancy can be created if sensors fail.
  • the use of an air mass sensor is not mandatory in the method.
  • the Air mass flow across the throttle valve using a given one Standard mass flow or by measuring the pressure in front of the throttle valve is determined. It is still favorable if the air mass flow over the throttle valve is determined per cylinder stroke of the internal combustion engine.
  • This Methods of determining the air mass flow or alternatively the Pressure in front of the throttle valve enable a technically favorable determination and Further processing of this intermediate size.
  • cylinder filling via the intake valve from a depending on engine speed and the starting valve stroke of the predetermined standard cylinder filling is determined.
  • the investigation Using the standard cylinder filling has the advantage that the calculation of the Cylinder filling regardless of the calculation of the air mass flow over the Throttle valve is.
  • the standard cylinder filling depends on the variable Valve stroke specified.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides that the cylinder charge per cylinder stroke is determined.
  • the inventive one can Procedure to determine the air mass flow via the throttle valve a factor for the intake manifold pressure of a standard mass flow, which is determined in such a way that the air mass flow determined on the basis of this factor corresponds to the measured air mass flow.
  • the intake manifold pressure upstream of the inlet valve is determined in such a way that the air mass flow via the throttle valve matches the cylinder charge.
  • the presence of a steady state is therefore assumed.
  • the cylinder charge is a volume flow of air through the at least one inlet valve. This measure makes the determination of the air mass flow via the throttle valve in accordance with the determination of the filling of the cylinder brought. This coupling allows the cylinder filling to be determined without measuring the pressure upstream of the inlet valve.
  • Feedback of the signal can be provided that the difference from the Air mass flow via the throttle valve and the cylinder charge, i.e. the gas volume, that flows into the cylinder is fed to an integrator. about The integrator can then determine the pressure factor used in the determination the cylinder filling must be taken into account.
  • an internal combustion engine in particular one for a motor vehicle, an intake manifold.
  • the intake pipe is a throttle valve assigned.
  • the throttle is assigned an angle sensor. From a control unit can from the angular position the throttle valve, which was measured by the angle sensor, a standard mass flow can be determined via the throttle valve. From the standard mass flow the mass flow can be determined via the throttle valve. Next to it is from the Valve stroke of the inlet valve is a standard cylinder filling and from this in turn one Derived cylinder filling. It is particularly advantageous if it is in the determination the cylinder charge, it can be taken into account that the air mass flow over the The throttle valve and the cylinder charge (when stationary) correspond to each other.
  • the type of determination of the individual factors on the basis of the measurement signals and the required sensors is described in DE 197 40 970 A1, to which reference is hereby expressly made.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the sequence of the method carried out.
  • the standard mass flow MSNDK is taken from the characteristic diagram 11 in WDK.
  • This signal is multiplied by the correction factor FPVDK for multiplied the pressure in front of the throttle valve.
  • the multiplier 13 the result with the correction factor for the temperature before Throttle valve FTVDK and in the further multiplier 14 with the correction value KLAF, which is taken from the characteristic value table 15, performed. you receives the air mass flow MSDK via the throttle valve as calculated has been.
  • This value can be measured with a measured air mass flow MSHFM be compared in the comparator 16, so that a characteristic curve for the generation is derived therefrom of the correction factor FPVDK for the pressure upstream of the throttle valve can be supplied to the multiplier 12. This will a closed control loop is formed, which is only used to determine the Air mass flow via the throttle valve is involved.
  • the result of the air mass flow MSDK is also still fed to the divisor 17, which has the value for the flowing through the throttle valve Air mass flow MSDK by the product of the engine speed n with a Constant K divided and thus one related to the individual stroke Air flow into the intake manifold determined.
  • the unit size becomes relative Filling in the combustion chamber determined per stroke.
  • the constant represents K is the number of cylinders depending on the number of work cycles per cylinder. The result of this division is then fed to the comparator 18.
  • the air mass flow via the inlet valve is calculated in a correspondingly modeled manner.
  • the air mass flow MSVTT via the intake valve can be determined from a standard air mass flow MSNVTT specified under standard conditions in function of the intake valve lift HVTT and the engine speed n.
  • the map 19 is determined, to which the two values for the intake valve lift HVTT and the engine speed n are supplied.
  • the result of the reading from the characteristic value table 19 provides the cylinder filling under standard conditions.
  • the cylinder charge is the air mass flow through the inlet valve.
  • the value for the cylinder charge under standard conditions MSNVTT read from the characteristic value table 19 is fed to the multiplier 20.
  • MSNVTT MSNVTT (HVTT, n) x FPS x FTVDK results in the cylinder filling under the occurring conditions.
  • the intake manifold pressure is used to link the two models modeled.
  • the intake manifold provides a pressure accumulator represents, the pressure increases when the inflow in the intake manifold via the throttle valve the drain from the intake pipe via the inlet valve exceeds. With increasing Intake manifold pressure increases the flow through the inlet valve. It turns out according to this assumption of the model, a steady state overall, at which the two mass flows correspond to each other.
  • the integrator 23 with the difference between the two mass flows MSVTT and MSDK or that every single piston stroke-related result of these values is fed, which in the Comparator 18 is determined.
  • the result of this integrator provides the pressure factor FPS, which is fed to the multiplier 20.
  • FIG. 2 is the corresponding schematic block diagram for the method shown in the presence of a pressure sensor.
  • the correction factor or the pressure upstream of the inlet valve FPS then results from the differential element 16, on the one hand the air mass flow MSDK via the throttle valve and on the other hand the air mass flow MSVTT is supplied via the inlet valve. from that a difference value is then determined in an integrator and is returned, on the one hand as a correction factor for the air flow at the intake valve, i.e. the cylinder charge to be used and on the other hand to determine the air mass flow correction factor KLAF to be used. Otherwise match the functional members of Figures 1 and 2 each other and therefore have the same reference numerals. After the pressure values more directly with each other some calculation steps can be omitted.
  • FIGS. 3 and 4 each show a schematic model of a cylinder 30 with the piston 31 guided therein and the inlet valve 32.
  • the cylinder Via the inlet valve with the HVTT valve lift, the cylinder is filled.
  • the intake manifold 33 there is the intake manifold pressure PS, behind the throttle valve 34.
  • the angular position the throttle valve 34 is detected by a sensor and supplies the value for the Throttle valve position WDK.
  • the pressure PVDK prevails in front of the throttle valve.
  • the air mass flow MSHFM can be measured via an air mass sensor HFM become.
  • the temperature in front of the intake air is called TVDK.
  • Figure 4 shows the same schematic representation of the internal combustion engine.
  • the air mass flow sensor HFM by a pressure sensor for the front of the throttle valve replaced, which supplies the pressure PVDK as a signal.
  • the temperature before Throttle valve TVDK can be detected by a sensor.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine sowie ein Steuerelement für ein Steuergerät einer solchen Brennkraftmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, unter Verwendung weniger Sensoren die Zylinderfüllung zu ermitteln. Dabei werden beide Einflussfaktoren, Drosselklappenstellung und Ventilhub des Einlassventils berücksichtigt. Das Verfahren ist geeignet, die Zahl der erforderlichen Sensoren für die Brennkraftmaschine und damit ihre Gesamtkosten gering zu halten. Andererseits führt das Verfahren, wenn eine größere Anzahl von Sensoren vorhanden ist auch dazu, dass eine Redundanz geschaffen werden kann, falls Sensoren ausfallen. Die Verwendung eines Luftmassensensors ist bei dem Verfahren nicht zwingend. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine sowie ein Steuerelement für ein Steuergerät einer solchen Brennkraftmaschine.
Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, weisen ein Ansaugrohr mit einer zugeordneten Drosselklappe zur Steuerung der Luftströmung im Ansaugrohr auf. Es ist wenigstens ein Brennraum vorgesehen, wobei jeder Brennraum wenigstens ein Einlassventil aufweist.
Aus der DE 197 40 970 Al ist es bekannt, mit einer geringen Anzahl von Sensoren, den Luftmassenstrom über eine Drosselklappe zu ermitteln um hieraus auf die einer Brennkammer zugeführte Luftmenge zu schließen.
Daneben ist es auch bekannt, bei Brennkraftmaschinen Einlassventile mit variabler Ventilhubsteuerung zu verwenden. Mittels der Veränderung des Ventilhubes wird die in die Brennkammer einströmende Luftmenge verändert.
Bei Fahrzeugen mit variabler Ventilhubsteuerung ist es also nicht mehr ausreichend, den Massenstrom über die Drosselklappe zu ermitteln, um ein Maß für die Zylinderfüllung, also den Füllungsgrad des Brennraumes mit Luft, zu haben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, in möglichst einfacher Weise einen Wert für die Zylinderfüllung bei Fahrzeugen mit einer Ventilhubsteuerung zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bzw. bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zylinderfüllung in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom über die Drosselklappe, der selbst wiederum von der Drosselklappenstellung - also den Drosselklappenwinkel - abhängig ist, der Lufttemperatur vor der Drosselklappe, der Motordrehzahl und dem Einlassventilhub ermittelt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, unter Verwendung weniger Sensoren die Zylinderfüllung zu ermitteln. Dabei werden beide Einflussfaktoren, Drosselklappenstellung und Ventilhub des Einlassventils berücksichtigt. Das Verfahren ist geeignet, die Zahl der erforderlichen Sensoren für die Brennkraftmaschine und damit ihre Gesamtkosten gering zu halten. Andererseits führt das Verfahren, wenn eine größere Anzahl von Sensoren vorhanden ist auch dazu, dass eine Redundanz geschaffen werden kann, falls Sensoren ausfallen. Die Verwendung eines Luftmassensensors ist bei dem Verfahren nicht zwingend.
Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Luftmassenstrom über die Drosselklappe unter Verwendung eines vorgegebenen Normmassenstromes oder aber unter Messung des Druckes vor der Drosselklappe ermittelt wird. Es ist weiterhin günstig, wenn der Luftmassenstrom über die Drosselklappe je Zylinderhub der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Diese Vorgehensweisen der Ermittlung des Luftmassenstromes oder alternativ des Druckes vor Drosselklappe ermöglichen eine technisch günstige Ermittlung und Weiterverarbeitung dieser Zwischengröße.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Zylinderfüllung über das Einlassventil aus einer in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Anlassventilhub vorgegebenen Normzylinderfüllung ermittelt wird. Die Ermittlung anhand der Normzylinderfüllung hat den Vorteil, dass die Berechnung der Zylinderfüllung unabhängig von der Berechnung des Luftmassenstromes über die Drosselklappe ist. Dabei ist die Normzylinderfüllung in Abhängigkeit von dem variablen Ventilhub vorgegeben. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zylinderfüllung je Zylinderhub ermittelt wird.
Soweit ein Luftmassensensor vorhanden ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ermittlung des Luftmassenstromes über die Drosselklappe anhand eines Normmassenstromes ein Faktor für den Saugrohrdruck verwendet werden, der derart bestimmt wird, dass der aufgrund dieses Faktors ermittelte Luftmassenstrom dem gemessenen Luftmassenstrom entspricht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Saugrohrdruck vor dem Einlassventil so bestimmt wird, dass der Luftmassenstrom über die Drosselklappe mit der Zylinderfüllung übereinstimmt. Es wird also das Vorliegen eines stationären Zustandes unterstellt. Die Zylinderfüllung ist ein Volumenstrom von Luft durch das wenigstens eine Einlassventil. Durch diese Maßnahme wird die Bestimmung des Luftmassenstromes über die Drosselklappe mit der Bestimmung der Füllung des Zylinders in Übereinstimmung gebracht. Diese Kopplung erlaubt es, die Bestimmung der Zylinderfüllung ohne Messung des Druckes vor dem Einlaßventil durchzuführen. Zur Rückführung des Signals kann vorgesehen sein, dass die Differenz aus dem Luftmassenstrom über die Drosselklappe und der Zylinderfüllung, also dem Gasvolumen, das in den Zylinder einströmt, einem Integrator zugeführt wird. Über den Integrator kann dann der Druckfaktor bestimmt werden, der bei der Ermittlung der Zylinderfüllung berücksichtigt werden muß.
Ein Steuerelement, das insbesondere als "Read only Memory" ausgestaltet und in einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine angeordnet sein kann, ist gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zur Aufnahme eines Programms geeignet, das auf einen Mikroprozessor ablauffähig ist und zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens führt.
Gemäß der Erfindung weist eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine für ein Kraftfahrzeug, ein Ansaugrohr auf. Dem Ansaugrohr ist eine Drosselklappe zugeordnet. Ferner ist wenigstens ein Einlassventil mit variabler Ventilhubsteuerung für jeden Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehen. Über Drosselklappe und Einlassventil gelangt Luft in den Brennraum. Der Drosselklappe ist ein Winkelsensor zugeordnet. Von einem Steuergerät kann aus der Winkelstellung der Drosselklappe, die vom Winkelsensor gemessen wurde, ein Normmassenstrom über die Drosselklappe ermittelt werden. Aus dem Normmassenstrom ist der Massenstrom über die Drosselklappe ermittelbar. Daneben ist aus dem Ventilhub des Einlassventils eine Normzylinderfüllung und hieraus wiederum eine Zylinderfüllung ableitbar. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn es bei der Ermittlung der Zylinderfüllung berücksichtigbar ist, dass der Luftmassenstrom über die Drosselklappe und die Zylinderfüllung (in stationärem Zustand) einander entsprechen.
Die vorstehenden und weiteren Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Im übrigen ist die Erfindung auch anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1
ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Luftmassensensor zur Ermittlung der Zy- linderfüllung bei einer variablen Ventilhubsteuerung;
Fig. 2
ein schematisches Blockschaltbild der Ermittlung der Zylinderfüllung bei variabler Ventilhubsteuerung mit Verwendung eines Drucksensors und unter Modellierung des Saugrohrdruckes;
Fig. 3
in schematischer Darstellung die Brennkammer einer Brenn- kraftmaschine und das zugeordnete Ansaugrohr mit Drosselklappe bei Luftmassenstrommessung; und
Fig. 4
die Anordnung der Fig. 3, wobei die Luftmassenstrommessung durch eine Druckmessung mittels einer Drosselklappe ersetzt wurde.
Bei einem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Verfahren gemäß der Erfindung wird zunächst der über die Drosselklappe fließende Luftmassenstrom MSDK nach der Gleichung: MSDK = MSNDK (WDK) x FPVDK x FTVDK x KLAF (PS/PVDK) ermittelt. Der unter Normbedingungen als Funktion des Drosselklappenwinkels WDK ermittelte Normluftmassenstrom MSNDK wird mit den Korrekturfaktoren für Druckvordrosselklappe FPVDK = PS / 1013 [hPa], für die Temperatur vor der Drosselklappe FTVDK = √(273Kelvin/TVDK) und dem Faktor KLAF für die Strömungsgeschwindigkeit abhängig vom Druckverhältnis aus Saugrohrdruck und Druck vor der Drosselklappe multipliziert, um den bei aktuellen Bedingungen auftretenden Luftmassenstrom MSDK über die Drosselklappe zu erhalten. Die Art der Ermittlung der einzelnen Faktoren aufgrund der Messsignale und die erforderlichen Sensoren ist in der DE 197 40 970 A1 beschrieben, worauf insoweit hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild den Ablauf des vorgenommenen Verfahrens. In Abhängigkeit des Sensorsignals des Winkelsensors für den Drosselklappenwinkel WDK wird der Normmassenstrom MSNDK dem Kennfeld 11 entnommen. In dem Multiplikator 12 wird dieses Signal mit dem Korrekturfaktor FPVDK für den Druck vor der Drosselklappe multipliziert. Anschließend wird in dem Multiplikator 13 das Ergebnis noch mit dem Korrekturfaktor für die Temperatur vor der Drosselklappe FTVDK und in dem weiteren Multiplikator 14 mit dem Korrekturwert KLAF, der aus der Kennwerttabelle 15 entnommen wird, durchgeführt. Man erhält damit den Luftmassenstrom MSDK über die Drosselklappe, wie er berechnet wurde. Dieser Wert kann mit einem gemessenen Luftmassenstrom MSHFM im Komparator 16 verglichen werden, so dass daraus eine Kennlinie für die Generierung des Korrekturfaktors FPVDK für den Druck vor der Drosselklappe gewonnen werden kann, der dem Multiplikator 12 zugeführt wird. Hierdurch wird eine geschlossene Regelschleife gebildet, die lediglich in die Ermittlung des Luftmassenstromes über die Drosselklappe involviert ist.
Das Ergebnis des Luftmassenstromes MSDK wird darüber hinaus auch noch dem Divisor 17 zugeführt, der den Wert für den über die Drosselklappe fließenden Luftmassenstrom MSDK durch das Produkt der Motordrehzahl n mit einer Konstanten K dividiert und somit eine auf den einzelnen Hub bezogenen Luftmengenzufluß ins Saugrohr ermittelt. Dabei wird die Größe in der Einheit relative Füllung im Brennraum pro Hub ermittelt. Dabei repräsentiert die Konstante K die Zylinderzahl in Abhängigkeit von der Zahl der Arbeitstakte pro Zylinder. Das Ergebnis dieser Division wird dann dem Vergleicher 18 zugeführt.
Zunächst einmal durch unabhängige Berechnung wird der Luftmassenstrom über das Einlassventil in entsprechend modellierter Weise berechnet. Der Luftmassenstrom MSVTT über das Einlassventil kann aus einem unter Normbedingungen in Funktion des Einlassventilhubes HVTT und der Motordrehzahl n vorgegebenen Normluftmassenstrom MSNVTT ermittelt werden. Hierzu ist das Kennfeld 19 bestimmt, dem die beiden Werte für den Einlaßventilhub HVTT sowie die Motordrehzahl n zugeführt werden. Das Ergebnis der Auslesung aus der Kennwerttabelle 19 liefert die Zylinderfüllung unter Normbedingungen. Die Zylinderfüllung ist dabei der Luftmassenstrom über das Einlaßventil. Der der Kennwerttabelle 19 ausgelesene Wert für die Zylinderfüllung unter Normbedingungen MSNVTT wird dem Multiplikator 20 zugeführt. Dort wird der Wert MSNVTT mit einem Korrekturwert für den Druck vor dem Einlaßventil FPS multipliziert und dann dem weiteren Multiplikator 21 zugeführt, in dem das Ergebnis mit dem Korrekturwert für die Temperatur vor dem Einlassventil FTVDK multipliziert wird. Das Ergebnis MSVTT = MSNVTT (HVTT, n) x FPS x FTVDK ergibt die Zylinderfüllung unter den auftretenden Bedingungen.
Das Ergebnis der Berechnung, nämlich den Luftmassenstrom über das Einlaßventil und damit die Zylinderfüllung wird nun durch Division mit dem Produkt aus Drehzahl n und Konstante K dividiert, um das gleiche Ergebnis, nämlich Zylinderfüllung (Luftmassenstrom über das Einlaßventil) pro Hub zu ermitteln. Dieses Ergebnis wird dann ebenfalls dem Komparator 18 zugeführt.
Damit die beiden Modellierungen miteinander verknüpft sind, wird der Saugrohrdruck modelliert. Das Saugrohr stellt zunächst einmal einen Druckspeicher dar, dessen Druck steigt, wenn der Zufluß in Saugrohr über die Drosselklappe den Abfluß aus dem Saugrohr über das Einlassventil übersteigt. Mit steigendem Saugrohrdruck erhöht sich der Durchfluß über das Einlassventil. Es stellt sich, gemäß dieser Annahme des Modells, insgesamt ein stationärer Zustand ein, bei dem die beiden Massenströme einander entsprechen. Daher wird der Integrator 23 mit der Differenz der beiden Massenströme MSVTT bzw. MSDK bzw. das auf jeden einzelnen Kolbenhub bezogene Ergebnis dieser Werte gespeist, der im Komperator 18 ermittelt wird. Das Ergebnis dieses Integrators liefert den Druckfaktor FPS, der dem Multiplikator 20 zugeführt wird. Dabei ist es unerheblich, ob die Differenz der Massenströme direkt auf den Integrator gegeben wird oder vorher beide Massenströme durch das Produkt aus Drehzahl n und der Konstanten K dividiert werden. Je nach dem welches der beiden Methoden verwendet wird, ist das Ergebnis ein Luftmassenstrom (Luftmenge/ Zeiteinheit) oder aber eine pro Hub zu- bzw. abgeflossene Luftmasse im Saugrohr.
Wird anstelle eines Luftmassenstrommessers (HFM) in dem Saugrohr ein Umgebungsdrucksensor verwendet, so kann die Modellierung des Drucks vor der Drosselklappe einfallen. Stattdessen gilt, dass der Korrekturfaktor für den Druck vor der Drosselklappe FPVDK = (PU ― DP_Luftfllter) / 1013 hPa ist, wobei DP der Wert für den Druckabfall am Luftfilter ist. Der Wert für den Druckabfall am Luftfilter wiederum ergibt sich aus dem Druckspeicherverhal25 ten des Saugrohres und einer Verknüpfung mit dem Druckfaktor FPS.
In der Fig. 2 ist das entsprechende schematische Blockdiagramm für das Verfahren bei Vorhandensein eines Drucksensors dargestellt. Der Korrekturfaktor bzw. der Druck vor dem Einlassventil FPS ergibt sich dann aus dem Differenzglied 16, dem einerseits der Luftmassenstrom MSDK über die Drosselklappe und andererseits der Luftmassenstrom MSVTT über das Einlaßventil zugeführt wird. Daraus wird in einem Integrator dann ein Differenzwert bestimmt, der zurückgeführt wird, einerseits um als Korrekturfaktor für den Luftstrom am Einlassventil, also die Zylinderfüllung verwendet zu werden und andererseits um zur Ermittlung des Luftmassenstromkorrekturfaktors KLAF verwendet zu werden. Ansonsten entsprechen die Funktionsglieder der Figuren 1 und 2 einander und weisen daher auch jeweils gleiche Bezugszeichen auf. Nachdem die Druckwerte direkter miteinander verknüpft sind können manche Rechenschritte entfallen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen jeweils ein schematisches Modell eines Zylinders 30 mit dem darin geführten Kolben 31 sowie dem Einlaßventil 32. Über das Einlaßventil mit dem Ventilhub HVTT ergibt sich die Zylinderfüllung. Im Saugrohr 33 herrscht der Saugrohrdruck PS, hinter der Drosselklappe 34. Die Winkelstellung der Drosselklappe 34 wird von einem Sensor erfasst und liefert den Wert für die Drosselklappenstellung WDK. Vor der Drosselklappe herrscht der Druck PVDK. Über ein Luftmassensensor HFM kann der Luftmassenstrom MSHFM gemessen werden. Die Temperatur vor der Ansaugluft ist mit TVDK bezeichnet. Die Figur 4 zeigt die gleiche schematische Darstellung der Brennkraftmaschine. Hierbei ist der Luftmassenstromsensor HFM durch einen Drucksensor für die vor der Drosselklappe ersetzt, der den Druck PVDK als Signal liefert. Die Temperatur vor der Drosselklappe TVDK ist über einen Sensor erfassbar.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Luft über ein einem Ansaugrohr zugeordnete Drosselklappe und über wenigstens ein Einlassventil mit variabler Ventilhubsteuerung zur Beeinflussung des Ventilhubes einem Brennraum zugeführt wird, wobei die Zylinderfüllung mit Luft ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderfüllung aufgrund der Größen Luftmassenstrom (MSHFM) über der Drosselklappe (34) in Abhängigkeit der Drosselklappenstellung (WDK), der Lufttemperatur (TVDK) vor der Drosselklappe, Motordrehzahl (n) und Einlassventilhub (HVTT) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmassenstrom (MSHFM) über die Drosselklappe (34) unter Verwendung eines in Abhängigkeit des Drosselklappenwinkels (WDK) vorgegebenen Normmassenstromes (MSNDK) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmassenstrom (MSHFM) über die Drosselklappe (34) ins Saugrohr je Zylinderhub der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Luftmassenstromes (MSHFM) der Umgebungsdruck (PVDK) vor der Drosselklappe (34) verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderfüllung über das Einlassventil (32) aus einer in Abhängigkeit von Motordrehzahl (n) und Einlassventilhub (HVTT) vorgegebenen Normzylinderfüllung ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Zylinderfüllung die Normzylinderfüllung mit Korrekturfaktoren (FPVDK bzw. FTVDK) multipliziert wird, die den Saugrohrdruck und die Temperatur vor dem Einlassventil repräsentieren.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderfüllung je Zylinderhub ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Massenstroms (MSDK) über die Drossel-klappe (34) ein Faktor für den Saugrohrdruck (FPVDK) verwendet wird, wobei der Faktor für den Saugrohrdruck derart bestimmt wird, dass der aufgrund des Faktors ermittelte Luftmassenstrom (MSDK) mit einem gemessenen Luftmassenstrom (MSH FM) übereinstimmt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugrohrdruck vor dem Einlassventil (32) so bestimmt wird, dass der Luftmassenstrom (MSDK) die Drosselklappe (34) der Zylinderfüllung übereinstimmt.
  10. Steuerelement, insbesondere Read-Only-Memory, für ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere einem Mikroprozessor ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist.
  11. Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer in einem Ansaugrohr angeordneten Drosselklappe (34) und wenigstens einem Einlassventil (32) mit variabler Ventilhubsteuerung für jeden Brennraum, über die Luft dem Brennraum zuführbar ist, und mit einem Steuergerät, mit dem der Massenstrom (MSDK) über die Drosselklappe und die Zylinderfüllung ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappe (34) ein Winkelsensor zugeordnet ist, dass von dem Steuergerät aus der von dem Winkelsensor gemessenen Winkelstellung (WDK) der Drosselklappe (34) ein Normmassenstrom (MSNDK) über die Drosselklappe ermittelbar ist, und aus dem Normmassenstrom (MSNDK) der Massenstrom (MSDK) über die Drosselklappe (34) ermittelbar ist, dass aufgrund des Einlassventilhubes (HVTT) zuerst eine Normzylinderfüllung und daraus in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der Brennkraftmaschine eine Zylinderfüllung ermittelbar ist.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Zylinderfüllung berücksichtigbar ist, dass Luftmassenstrom (MSDK) über die Drosselklappe (34) und Zylinderfüllung einander entsprechen.
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