EP1774157A1 - Method and device for controlling an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for controlling an internal combustion engine

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EP1774157A1
EP1774157A1 EP05766777A EP05766777A EP1774157A1 EP 1774157 A1 EP1774157 A1 EP 1774157A1 EP 05766777 A EP05766777 A EP 05766777A EP 05766777 A EP05766777 A EP 05766777A EP 1774157 A1 EP1774157 A1 EP 1774157A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
phase
maf
mass flow
air mass
valve lift
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05766777A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen DINGL
Hong Zhang
Gerhard Schopp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1774157A1 publication Critical patent/EP1774157A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the valve lift of a gas inlet valve of the internal combustion engine between a low and a high lift. Furthermore, it is also known to regulate the phase position between the valve lift of the gas inlet valve and the valve lift of the gas outlet valve.
  • the Porsche 911 Turbo is equipped with a device for adjusting the phase position between the valve lift of the gas inlet valve and the gas outlet valve.
  • the internal combustion engine of this vehicle is provided with a camshaft on which a cam with a small stroke and two further No ⁇ cken are formed with a higher stroke for each Gaseinlass ⁇ .
  • the cam lift is by means of a transformer unit on the gas inlet valve transfer.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for controlling an internal combustion engine which enables low fuel consumption of the internal combustion engine.
  • a camshaft 18 which includes cams 16, 17a, 17b acting on the gas inlet valve 12. Furthermore, a valve lift adjusting device 19 (FIG. 3) is provided, which is designed so that either the cam 16 with a low valve lift VL can be brought to act on a plunger of the gas inlet valve 12 or in another switching position of the valve lift. Adjustment 19, the cams 17a, 17b with a high valve lift VL in action on the plunger of Gaseinlassven ⁇ tils 12 are introduced.
  • the valve lift adjustment device 19 can form, for example, part of a gas inlet valve 12 zu ⁇ parent bucket tappets. However, it can also be designed as a further element which is mechanically connected between the cams 16, 17a, 17b. It can also be designed such that it, for example, axially displaces the camshaft 18 and, in this way, the switching from a higher to a lower valve lift or vice versa can take place.
  • a desired intake manifold pressure MAP is set in such a way for setting the current intake manifold pressure that the current intake manifold pressure thus set is within a given value range in which the current intake manifold pressure is suitably high in comparison to the ambient pressure Throttle losses to be kept as low as possible, but on the other hand is so low that the negative pressure required for components of the internal combustion engine can be ge available.
  • Such components can be, for example, a pressure cell of a switching flap.
  • Such switching flaps are frequently arranged in intake manifolds of the internal combustion engine.
  • a corresponding negative pressure may also be important for a tank ventilation system.
  • step S20 it is checked in a step S20 whether the phase PH is greater than the maximum value PH_MAX. If this is the case, the valve lift VL must be increased again in a step S22 and the phase PH determined in the step S8 must actually be set in a step S24. In step S24, depending on which steps have been carried out previously, if appropriate, the actual adjustment of the valve lift VL is also optionally carried out.

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Abstract

An internal combustion engine comprises an intake tract in which a throttle valve is disposed. The engine also comprises a camshaft which acts on gas inlet valves associated with respective cylinders. A phase-adjustment device is used to adjust a phase between the camshaft and a crankshaft. A desired air mass flow (MAF) in a combustion chamber of the cylinder is determined depending on a charge requirement requested by the driver. The desired air mass flow (MAF) is adjusted by varying the phase (PH) between the camshaft and the crankshaft if the desired air mass flow (MAF) can be adjusted by varying the phase (PH) while substantially maintaining an actual pressure difference upstream and downstream of the throttle valve. Otherwise, the desired air mass flow (MAF) is adjusted by varying the opening angle (THR) of the throttle valve.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschi¬ neMethod and device for controlling a Brennkraftmaschi¬ ne
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and a device for controlling an internal combustion engine.
An Brennkraftmaschinen werden zunehmend hohe Anforderungen bezüglich deren Leistung und Wirkungsgrad gestellt. Gleich¬ zeitig müssen aufgrund strenger, gesetzlicher Vorschriften auch die Emissionen gering sein. Derartige Anforderungen kön¬ nen gut erfüllt werden, wenn die Brennkraftmaschine mit Gas¬ wechselventilen und entsprechenden Antrieben für diese aus¬ gestattet sind, bei denen je nach Betriebspunkt der Brenn¬ kraftmaschine der Ventilhubverlauf unterschiedlich ist. Da¬ durch können Drosselverluste beim Ansaugen der Luft verrin¬ gert werden und gegebenenfalls schnell hohe Abgasrückführra- ten eingestellt werden.On internal combustion engines increasingly high demands are placed on their performance and efficiency. At the same time, emissions must also be low due to strict legal regulations. Such requirements can be met well if the internal combustion engine are equipped with gas exchange valves and corresponding drives for these, in which the valve lift characteristic is different depending on the operating point of the internal combustion engine. As a result, throttling losses during intake of the air can be reduced and, if necessary, high exhaust gas recirculation rates can be set quickly.
Es ist so beispielsweise bekannt, den Ventilhub eines Gasein¬ lassventils der Brennkraftmaschine zwischen einem geringen und einem hohen Hub zu verstellen. Ferner ist es auch be¬ kannt, die Phasenlage zwischen dem Ventilhub des Gaseinlass¬ ventils und dem Ventilhub des Gasauslassventils zu verstel¬ len. So ist beispielsweise der Porsche 911 Turbo mit einer Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage zwischen dem Ven¬ tilhub des Gaseinlassventils und des Gasauslassventils aus¬ gestattet. Ferner ist die Brennkraftmaschine dieses Fahrzeugs mit einer Nockenwelle versehen, auf der für jedes Gaseinlass¬ ventil eine Nocke mit einem geringen Hub und zwei weitere No¬ cken mit einem höheren Hub ausgebildet sind. Der Nockenhub wird mittels einer Übertragereinheit auf das Gaseinlassventil übertragen. Die Übertragereinheit ist als Tassenstößel ausge¬ bildet, der ein Zylinderelement und ein konzentrisch zu die¬ sem angeordnetes Ring-Zylinderelement umfasst. Die Nocke mit geringem Hub wirkt auf das Zylinderelement ein während die Nocken mit dem höheren Hub auf das Ring-Zylinderelement ein¬ wirken. Abhängig von einer Schaltstellung des Tassenstößels wird entweder der geringe oder der höhere Hub auf das Gasein¬ lassventil übertragen. Im Leerlaufbetrieb der Brennkraftma¬ schine wird der geringe Nockenhub auf das Gaseinlassventil übertragen. Dadurch ergeben sich verringerte Reibverluste aufgrund des geringen Durchmessers der in diesem Betriebszu¬ stand verwendeten Nocke und des Zylinderelements und des niedrigeren Ventilhubs .It is thus known, for example, to adjust the valve lift of a gas inlet valve of the internal combustion engine between a low and a high lift. Furthermore, it is also known to regulate the phase position between the valve lift of the gas inlet valve and the valve lift of the gas outlet valve. For example, the Porsche 911 Turbo is equipped with a device for adjusting the phase position between the valve lift of the gas inlet valve and the gas outlet valve. Further, the internal combustion engine of this vehicle is provided with a camshaft on which a cam with a small stroke and two further No¬ cken are formed with a higher stroke for each Gaseinlass¬. The cam lift is by means of a transformer unit on the gas inlet valve transfer. The transmitter unit is designed as a bucket tappet, which comprises a cylinder element and a ring-cylinder element arranged concentrically to this. The cam with a small stroke acts on the cylinder element while the cams with the higher stroke act on the ring cylinder element. Depending on a switching position of the bucket tappet, either the low or the higher stroke is transmitted to the gas inlet valve. When the internal combustion engine is idling, the small cam lift is transmitted to the gas inlet valve. This results in reduced friction losses due to the small diameter of the cam used in this Betriebszu¬ and the cylinder member and the lower valve lift.
Ferner wird eine höhere Ladungsbewegung erreicht. Dadurch können die Emissionen der Brennkraftmaschine gesenkt werden und gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch gering gehalten wer¬ den. Der geringe Ventilhub wird bei geringer und mittlerer Last beibehalten. Drosselverluste können zusätzlich durch ei¬ ne entsprechende Phasenverstellung zwischen dem Gaseinlass¬ ventil und dem Gasauslassventil und einer daraus resultieren¬ den internen Abgasrückführrate verringert werden. Bei hohen Lastanforderungen an die Brennkraftmaschine wird auf den hö¬ heren Ventilhub umgeschaltet.Furthermore, a higher charge movement is achieved. As a result, the emissions of the internal combustion engine can be reduced and at the same time the fuel consumption is kept low. The low valve lift is maintained at low and medium load. Throttling losses can additionally be reduced by a corresponding phase adjustment between the gas inlet valve and the gas outlet valve and an ensuing internal exhaust gas recirculation rate. At high load requirements of the internal combustion engine is switched to the hö¬ heren valve lift.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das beziehungsweise die einen geringen Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine ermöglicht.The object of the invention is to provide a method and a device for controlling an internal combustion engine which enables low fuel consumption of the internal combustion engine.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschi- ne mit einem Ansaugtrakt, in dem eine Drosselklappe angeord¬ net ist, mit einer Nockenwelle, die auf Gaseinlassventile einwirkt, die einem Zylinder zugeordnet sind. Der Nockenwelle ist eine Phasen-Verstelleinrichtung zugeordnet, mittels der eine Phase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle ver¬ stellbar ist. Unter der Phase zwischen der Nockenwelle und einer Kurbelwelle wird ein Phasenwinkel zwischen der Kurbel¬ welle und der Nockenwelle verstanden bezogen auf jeweilige Bezugspositionen an der Kurbelwelle und der Nockenwelle. Ein gewünschter Luftmassenström in einen Brennraum des Zylinders wird abhängig von einer Fahrerwunsch—Lastanforderung ermit¬ telt. Die Fahrerwunsch-Lastanforderung ist bevorzugt ein Fah¬ rerwunsch-Drehmoment, es kann jedoch auch eine beliebige an¬ dere den Fahrerwunsch repräsentierende Größe sein.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims. The invention is characterized by a method and a corresponding device for controlling an internal combustion engine with an intake tract, in which a throttle valve is angeord¬ net, with a camshaft which acts on gas inlet valves, which are associated with a cylinder. The camshaft is associated with a phase adjusting device, by means of which a phase between the camshaft and the crankshaft is adjustable ver¬. The phase between the camshaft and a crankshaft is understood as meaning a phase angle between the crankshaft and the camshaft relative to respective reference positions on the crankshaft and the camshaft. A desired air mass flow into a combustion chamber of the cylinder is determined as a function of a driver request load request. The driver request load request is preferably a driver request torque, but it can also be any other variable representing the driver's request.
Der gewünschte Luftmassenstrom wird durch Variieren der Phase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle eingestellt, wenn der gewünschte Luftmassenstrom durch das Variieren der Phase einstellbar ist unter im wesentlichen Beibehalten einer aktuellen Druckdifferenz stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe. Ansonsten wird der gewünschte Luftmassenstrom durch das Variieren des Öffnungsgrades der Drosselklappe ein¬ gestellt. Zum Ermittelen der aktuellen Druckdifferenz kann ein erfasster oder geschätzter Saugrohrdruck und ein erfass- ter oder geschätzter Umgebungsdruck einfach herangezogen wer¬ den.The desired mass air flow is adjusted by varying the phase between the camshaft and the crankshaft when the desired mass air flow is adjustable by varying the phase while substantially maintaining a current pressure difference upstream and downstream of the throttle. Otherwise, the desired air mass flow is set by varying the opening degree of the throttle valve. For determining the current pressure difference, a detected or estimated intake pipe pressure and a detected or estimated ambient pressure can be used easily.
Erfindungsgemäß wird somit der Fahrerwunsch im Hinblick auf den gewünschten Luftmassenstrom durch das Variieren der Phase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle eingestellt, wenn so der gewünschte Luftmassenstrom, einstellbar ist, und nicht die Drosselklappe als Hauptaktuator für diesen Zweck eingesetzt, die den Nachteil hat, dass ein entsprechendes An- drosseln durch das Variieren des Öffnungsgrades der Drossel¬ klappe zu Drosselverlusten und somit zu einem Verringern des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine führt. Im Gegensatz dazu führt das Variieren der Phase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle lediglich zu einer Veränderung des Anteils eines intern rückgeführten Äbgasmassenstroms und reduziert so die Drosselverluste. Der Bereich, in dem die Phase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle variiert werden kann hängt zum einen ab von einem Stellbereich der Phasen- Verstelleinrichtung und zum anderen von Randbedingungen im Hinblick auf die Verbrennung eines in dem Brennraum des Zy¬ linders befindlichen Luft/Kraftstoff-Gemisches. Derartige Randbedingungen berücksichtigen eine abnehmende Zündwillig— keit und eine abnehmende Brenngeschwindigkeit abhängig von der internen Abgasrückführrate.According to the invention, the driver's request is thus set with respect to the desired air mass flow by varying the phase between the camshaft and the crankshaft, if so the desired air mass flow, is adjustable, and not the throttle used as a main actuator for this purpose, which has the disadvantage that a corresponding throttling by varying the opening degree of Drossel¬ flap to throttle losses and thus to reduce the efficiency of the Internal combustion engine leads. In contrast, varying the phase between the camshaft and the crankshaft merely results in a change in the fraction of an internally recirculated exhaust gas mass flow, thus reducing throttle losses. The region in which the phase between the camshaft and the crankshaft can be varied depends on the one hand on an adjustment range of the phase adjustment device and on the other on boundary conditions with regard to the combustion of an air / fuel in the combustion chamber of the cylinder. mixture. Such boundary conditions take into account a decreasing ignitability and a decreasing burning speed depending on the internal exhaust gas recirculation rate.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Solldruckdifferenz stromaufwärts und stromabwärts der Dros¬ selklappe auf einen vollastnahen Wertebereich vorgegeben und eingestellt, wenn bei einer der Solldruckdifferenz entspre¬ chenden aktuellen Druckdifferenz der gewünschte Luftmassen— ström durch das Variieren der Phase einstellbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, a desired pressure difference upstream and downstream of the Dros¬ selklappe is set and set to a near-full range of values, if at a the desired pressure difference entspre¬ chenden actual pressure difference of the desired air mass Ström is adjustable by varying the phase.
Bei geeigneter Wahl des Wertebereichs kann so sichergestellt werden, dass eine geeignete Druckdifferenz vorhanden ist, der beispielsweise für eine bestimmungsgemäße Funktionsweise ei¬ ner gegebenenfalls vorhandenen Druckdose, die einer Schalt— klappe in einem Saugrohr zugeordnet sein kann, oder für ein TankentlüftungsSystem oder für ein Bremssystem benötigt wird. Andererseits können durch die geeignete Wahl des vollastnahen Wertebereichs Drosselverluste äußerst gering gehalten werden. Somit ist dann die Druckdifferenz gering.With a suitable choice of the range of values, it is thus possible to ensure that a suitable pressure difference is present, for example, for an intended functioning of a possibly existing pressure cell, which can be associated with a switching flap in a suction pipe, or for a tank ventilation system or for a brake system is needed. On the other hand, by the appropriate choice of the full-load Value range throttling losses are kept extremely low. Thus, then the pressure difference is low.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Verstellen eines Ventilhubs des Gaseinlassventils mittels einer Ventilhub—Verstelleinrichtung von einem niedri¬ geren hin zu einem höheren Hub, wenn der Luftmassenstrom, der unter Beibehaltung des aktuellen Ventilhubs durch Variieren der Phase einstellbar ist, kleiner ist als der gewünschte Luftmassenstrom. Auf diese Weise ergibt sich vorteilhaft ein sehr weiter Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine weitgehend entdrosselt betrieben werden kann und dennoch eine Fahrerwunsch-Lastanforderung präzise eingestellt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, an adjustment of a valve lift of the gas inlet valve by means of a valve lift adjustment from a niedri¬ Geren to a higher stroke, if the air mass flow, which is adjustable while maintaining the current valve lift by varying the phase, is smaller than the desired air mass flow. This advantageously results in a very wide operating range in which the internal combustion engine can be operated largely de-throttled and yet a driver request load request can be set precisely.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn ein verstel¬ len des Ventilhubs des Gaseinlassventils von einem höheren hin zu einen niedrigeren Ventilhub erfolgt, wenn der ge¬ wünschte Luftmassenstrom bei dem niedrigeren Ventilhub durch Variieren der Phase einstellbar ist. Auf diese Weise kann ein besonders hoher Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gewähr¬ leistet werden.In this context, it is advantageous if a verstel¬ len the valve lift of the gas inlet valve from a higher to a lower valve lift takes place when the ge desired air mass flow at the lower valve lift by varying the phase is adjustable. In this way, a particularly high efficiency of the internal combustion engine can be ensured.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn bei einem Verstellen des Ventilhubs des Gaseinlassventils von dem höheren hin zu dem niedrigeren Ventilhub gleichzeitig die Phase derart variiert wird, dass dann bei diesem Ventilhub der gewünschte Luftmassenstrom in den Brennraum des Zylinders einströmt. So kann ein drehmomentneutraler Übergang von dem höheren hin zu dem niedrigeren Ventilhub gewährleistet werden und somit ein komfortabler Betrieb der Brennkraftmaschine ge¬ währleistet werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:In this context, it is particularly advantageous if, at an adjustment of the valve lift of the gas inlet valve from the higher to the lower valve at the same time the phase is varied such that then flows in this valve lift the desired air mass flow into the combustion chamber of the cylinder. Thus, a torque-neutral transition from the higher to the lower valve lift can be ensured and thus a comfortable operation of the internal combustion engine can be guaranteed. Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings. Show it:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,1 shows an internal combustion engine with a control device,
Figur 2 eine weitere Ansicht von ersten Teilen der Brenn¬ kraftmaschine gemäß Figur 1,FIG. 2 shows a further view of first parts of the internal combustion engine according to FIG. 1,
Figur 3 noch eine weitere Ansicht von weiteren Teilen der Brennkraftmaschine gemäß Figur 1,FIG. 3 shows a further view of further parts of the internal combustion engine according to FIG. 1,
Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Steuern der Brennkraftmaschine undFigure 4 is a flowchart of a program for controlling the internal combustion engine and
Figur 5 verschiedene Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine bezogen auf das von ihr erzeugte Drehmoment aufgetra¬ gen über die Drehzahl.Figure 5 shows different operating ranges of the internal combustion engine based on the torque generated by it aufgetra¬ conditions on the speed.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren¬ übergreifend mit den gleichen Bezugskennzeichen gekennzeich¬ net.Elements of the same construction or function are gekennzeich¬ net figures across the same reference number gekennzeich¬ net.
Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 7,, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgas¬ trakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drossel¬ klappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motor¬ block 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kol¬ ben 11 des Zylinders Zl gekoppelt ist. An internal combustion engine (FIG. 1) comprises an intake tract 1, an engine block 7, a cylinder head 3 and an exhaust tract 4. The intake tract 1 preferably comprises a throttle valve 5, furthermore a collector 6 and a suction pipe 7, which lead to a Cylinder Zl is guided via an inlet channel in the Motor¬ block 2. The engine block 2 further includes a crankshaft 8, which is coupled via a connecting rod 10 with the Kol¬ ben 11 of the cylinder Zl.
Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einem Gaseinlassventil 12, mindestens einem Gasauslassventil 13 und Ventilantriebe 14, 15.The cylinder head 3 comprises a valve drive with at least one gas inlet valve 12, at least one gas outlet valve 13 and valve drives 14, 15.
Eine Nockenwelle 18 ist vorgesehen, die Nocken 16, 17a, 17b umfasst, die auf das Gaseinlassventil 12 einwirken. Ferner ist eine Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 (Figur 3) vorgese¬ hen, die derart ausgebildet ist, dass durch sie entweder der Nocken 16 mit einem niedrigen Ventilhub VL zum Einwirken auf einen Stößel des Gaseinlassventils 12 bringbar ist oder in einer anderen Schaltstellung der Ventilhub- Verstelleinrichtung 19 die Nocken 17a, 17b mit einem hohen Ventilhub VL in Einwirkung auf den Stößel des Gaseinlassven¬ tils 12 einbringbar sind. Die Ventilhub-Verstelleinrichtung 19 kann beispielsweise Teil eines dem Gaseinlassventil 12 zu¬ geordneten Tassenstößels bilden. Sie kann jedoch auch als ein weiteres mechanisch zwischen die Nocken 16, 17a, 17b geschal¬ tetes Element ausgebildet sein. Sie kann auch derart ausge¬ bildet sein, dass sie beispielsweise die Nockenwelle 18 axial verschiebt und auf diese Weise das Umschalten von einem höhe¬ ren auf einen niedrigeren Ventilhub oder umgedreht erfolgen kann.A camshaft 18 is provided which includes cams 16, 17a, 17b acting on the gas inlet valve 12. Furthermore, a valve lift adjusting device 19 (FIG. 3) is provided, which is designed so that either the cam 16 with a low valve lift VL can be brought to act on a plunger of the gas inlet valve 12 or in another switching position of the valve lift. Adjustment 19, the cams 17a, 17b with a high valve lift VL in action on the plunger of Gaseinlassven¬ tils 12 are introduced. The valve lift adjustment device 19 can form, for example, part of a gas inlet valve 12 zu¬ parent bucket tappets. However, it can also be designed as a further element which is mechanically connected between the cams 16, 17a, 17b. It can also be designed such that it, for example, axially displaces the camshaft 18 and, in this way, the switching from a higher to a lower valve lift or vice versa can take place.
Ferner ist eine Phasen-Verstelleinrichtung 20 (Figur 2) vor¬ gesehen, mittels der eine Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 verstellt werden kann. Dieses Verstel¬ len der Phase kann beispielsweise erfolgen durch Erhöhen ei¬ nes hydraulischen Drucks in Hochdruckkammern der Phasen- Verstelleinrichtung 20 beziehungsweise Erniedrigen des ent¬ sprechenden Drucks, je nachdem in welche Richtung die Ver¬ stellung der Phase erfolgen soll . Ein möglicher Verstellbe¬ reich der Phase ist mit einem Pfeil 21 gekennzeichnet. Bevorzugt sind mindestens zwei Nockenwellen 18 vorgesehen, wobei eine der Nockenwellen den jeweiligen Gaseinlassventilen 12 und die andere Nockenwelle den jeweiligen Gasauslassventi¬ len 13 zugeordnet ist. Insbesondere die Nockenwelle, die den Gasauslassventilen 13 zugeordnet ist kann in einer einfachen Ausführungsform mit einer feststehenden Phase zu der Kurbel¬ welle 8 mit dieser mechanisch gekoppelt sein. Sie kann jedoch auch über eine entsprechende Phasen—Verstelleinrichtung mit der Kurbelwelle 8 gekoppelt sein. In diesem Fall kann dann auch die Phase der Nockenwelle verändert werden, die auf die Gasauslassventile 13 einwirkt.Furthermore, a phase adjusting device 20 (FIG. 2) is provided, by means of which a phase between the crankshaft 8 and the camshaft 18 can be adjusted. This adjustment of the phase can be carried out, for example, by increasing a hydraulic pressure in high-pressure chambers of the phase adjusting device 20 or decreasing the corresponding pressure, depending on the direction in which the adjustment of the phase is to take place. A possible adjustment range of the phase is indicated by an arrow 21. Preferably, at least two camshafts 18 are provided, one of the camshafts being associated with the respective gas inlet valves 12 and the other camshaft with the respective gas outlet valves 13. In particular, the camshaft, which is associated with the gas outlet valves 13, in a simple embodiment with a fixed phase to the crankshaft 8 may be mechanically coupled thereto. However, it can also be coupled to the crankshaft 8 via a corresponding phase adjustment device. In this case, then also the phase of the camshaft can be changed, which acts on the gas outlet valves 13.
Im folgenden wird jedoch im wesentlichen auf die Nockenwelle 18 und die ihr zugeordnete Phasen-Verstelleinrichtung 20 ein¬ gegangen, die auf die Gaseinlassventile 12 einwirkt.In the following, however, essentially the camshaft 18 and the phase adjusting device 20 associated therewith are used, which acts on the gas inlet valves 12.
Durch das Variieren der Phase zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 kann die Ventilüberschneidung des Gasein¬ lassventils und des Gasauslassventils 13 verändert werden, das heißt der Kurbelwellenwinkelbereich, während dessen so¬ wohl ein Einlass als auch ein Auslass des Zylinders Zl frei¬ gegeben wird. Die Phasen—Verstelleinrichtung 20 und auch die Ventilhub—Verstelleinrichtung 19 können auch auf eine belie¬ bige andere dem zuständigen Fachmann bekannte Art und Weise ausgebildet sein.By varying the phase between the crankshaft 8 and the camshaft 18, the valve overlap of the gas inlet valve and the gas outlet valve 13 can be changed, that is, the crankshaft angle range during which an inlet and an outlet of the cylinder Z1 are released , The phase adjustment device 20 and also the valve lift adjustment device 19 can also be designed in any desired manner known to the person skilled in the art.
Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 22 und eine Zündkerze 23. Alternativ kann das Einspritzventil 22 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein.The cylinder head 3 further comprises an injection valve 22 and a spark plug 23. Alternatively, the injection valve 22 may also be arranged in the intake manifold 7.
Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zuge¬ ordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stell¬ größen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umge¬ setzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrich¬ tung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.A control device 25 is provided, which is assigned to sensors which detect different measured variables and in each case determine the value of the measured variable. The control device 25 determined depending on at least one of the measured variables Stell¬ sizes, which are then converted into one or more control signals for controlling the actuators by means of appropriate actuators. The control device 25 can also be referred to as a device for controlling the internal combustion engine.
Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmas— sensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein Drosselklappenstellungssensor 30, welcher einen Öffnungsgrad einer Drosselklappe erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttempe¬ ratur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwin- kelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird. Ein zweiter Temperatur¬ sensor 38 erfasst eine Kühlmitteltemperatur. Ferner ist ein Nockenwellenwinkel—Sensor 39 vorgesehen, welcher einen No¬ ckenwellenwinkel erfasst. Je nach Ausführungsform der Erfin¬ dung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vor¬ handen sein.The sensors are a pedal position sensor 26, which detects an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27, a Luftmas- sensor 28, which detects an air mass flow upstream of the throttle valve 5, a throttle position sensor 30 which detects an opening degree of a throttle, a first temperature sensor 32, which Ansauglufttempe¬ a Saugrohrdrucksensor 34, which detects an intake manifold pressure in the collector 6, a Kurbelwellenwink- kelsensor 36 which detects a crankshaft angle, which is then assigned a speed N. A second temperature sensor 38 detects a coolant temperature. Furthermore, a camshaft angle sensor 39 is provided, which detects a camshaft angle. Depending on the embodiment of the invention, any subset of said sensors may be present, or additional sensors may also be present.
Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, die Ventilhub- Verstelleinrichtung 19, die Phasen-Verstelleinrichtung 20, das Einspritzventil 22 oder die Zündkerze 23.The actuators are, for example, the throttle valve 5, the gas inlet and gas outlet valves 12, 13, the valve lift adjustment device 19, the phase adjustment device 20, the injection valve 22 or the spark plug 23.
Neben dem Zylinder Zl sind bevorzugt auch noch weitere Zylin¬ der Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder zugeordnet sind. Ein Programm zum Steuern der Brennkraftmaschine ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 25 gespeichert und wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine in der Steu¬ ervorrichtung abgearbeitet . Das Programm wird in einem Schritt Sl (Figur 4) gestartet, in dem gegebenenfalls Variab¬ len initialisiert werden. Der Start erfolgt bevorzugt zeitnah zu einem Motorstart der Brennkraftmaschine.In addition to the cylinder Zl, further cylinders Z2 to Z4 are preferably also provided, to which corresponding actuators are then assigned. A program for controlling the internal combustion engine is stored in a program memory of the control device 25 and is executed during operation of the internal combustion engine in the control device. The program is started in a step S1 (FIG. 4) in which variables are initialized, if necessary. The start preferably takes place promptly to an engine start of the internal combustion engine.
In einem Schritt S2 wird ein Soll—Saugrohrdruck MAP derart zum Einstellen des aktuellen Saugrohrdrucks vorgegeben, dass sich der so eingestellte aktuelle Saugrohrdruck in einem vor¬ gegebenen Wertebereich befindet, in dem der aktuelle Saug— rohrdruck im Vergleich zu dem Umgebungsdruck geeignet hoch ist, um Drosselverluste so gering wie möglich zu halten, aber andererseits auch so niedrig ist, dass der für Komponenten der Brennkraftmaschine benötigte Unterdruck zu Verfügung ge¬ stellt werden kann. Derartige Komponenten können beispiels¬ weise eine Druckdose einer Schaltklappe sein. Derartige Schaltklappen sind häufig in Saugrohren der Brennkraftmaschi¬ ne angeordnet. Ferner kann ein entsprechender Unterdruck auch für ein Tankentlüftungssystem von Bedeutung sein. Beispiels¬ weise Soll-Saugrohrdruck MAP so vorgegeben sein, dass der entsprechend eingestellte aktuelle Saugrohrdruck in einem re¬ lativ engen Druckbereich um einen um etwa 50 Hektopascal ver¬ ringerten Druck im Vergleich zu dem Umgebungsdruck befindet. Der Umgebungsdruck kann durch einen eigens dafür vorgesehenen Umgebungsdrucksensor erfasst werden. Er kann jedoch auch durch von dem MessSignal des Saugrohrdrucksensors abgeleitet sein, wenn das Saugrohr weitgehend entdrosselt ist.In a step S2, a desired intake manifold pressure MAP is set in such a way for setting the current intake manifold pressure that the current intake manifold pressure thus set is within a given value range in which the current intake manifold pressure is suitably high in comparison to the ambient pressure Throttle losses to be kept as low as possible, but on the other hand is so low that the negative pressure required for components of the internal combustion engine can be ge available. Such components can be, for example, a pressure cell of a switching flap. Such switching flaps are frequently arranged in intake manifolds of the internal combustion engine. Furthermore, a corresponding negative pressure may also be important for a tank ventilation system. By way of example, the setpoint intake manifold pressure MAP may be predetermined so that the corresponding set intake manifold pressure is within a relatively narrow pressure range around a pressure reduced by approximately 50 hectopascals compared to the ambient pressure. The ambient pressure can be detected by a dedicated ambient pressure sensor. However, it can also be derived by the measuring signal of the intake manifold pressure sensor when the intake manifold is largely de-throttled.
In einem Schritt S8 wird eine einzustellende Phase PH zwi¬ schen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 abhängig von dem Soll-Saugrohrdruck MAP, dem gewünschten Luftmassenstrom MAF in den Zylinder Zl bis Z4, der Drehzahl N, dem Ventilhub VL, dem Öffnungsgrad THR der Drosselklappe 5 und gegebenen¬ falls weiteren Messgrößen oder davon abgeleiteter Größen er¬ mittelt. Zu diesem Zweck sind bevorzugt entsprechende Kenn¬ felder in einem Datenspeicher der Steuervorrichtung 25 ge¬ speichert und/oder ein entsprechendes physikalisches Modell des Schluckverhaltens der Brennkraftmaschine in der Steuer¬ vorrichtung 25 abgelegt. Ein derartiges Modell umfasst bei¬ spielsweise einen abschnittsweise linearen Zusammenhang zwi¬ schen der Phase PH und dem Soll-Saugrohrdruck MAP. Die für den abschnittsweisen linearen Zusammenhang zwischen der Phase PH und dem Soll-Saugrohrdruck MAP notwendigen Parameter, ei¬ ner Steigung und eines Offsets, werden bevorzugt aus Kennfel¬ dern abhängig von den anderen Größen ermittelt. Die Kennfel¬ der sind vorab durch Versuche an beispielsweise einem Motor¬ prüfstand oder durch Simulation ermittelt. Das Ermitteln der Phase PH zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 in dem Schritt S8 erfolgt mit der Zielsetzung, den gewünschten Luftmassenstrom MAF durch Variieren der Phase PH im wesentli¬ chen einzustellen.In a step S8, a phase PH to be set between the crankshaft 8 and the camshaft 18 is dependent on the desired intake manifold pressure MAP, the desired air mass flow MAF in the cylinder Zl to Z4, the rotational speed N, the valve lift VL, the opening degree THR of the throttle valve 5 and, if appropriate, further measured variables or variables derived therefrom er¬ averages. For this purpose, corresponding characteristic fields are preferably stored in a data memory of the control device 25 and / or a corresponding physical model of the absorption behavior of the internal combustion engine is stored in the control device 25. Such a model comprises, for example, a section-wise linear relationship between the phase PH and the desired intake manifold pressure MAP. The parameters, a slope and an offset, which are necessary for the section-wise linear relationship between the phase PH and the nominal intake manifold pressure MAP, are preferably determined from characteristic fields as a function of the other variables. The characteristic fields are determined in advance by tests on, for example, an engine test bench or by simulation. The determination of the phase PH between the crankshaft 8 and the camshaft 18 in the step S8 takes place with the objective of setting the desired air mass flow MAF substantially by varying the phase PH.
In einem Schritt SlO wird anschließend geprüft, ob die in dem Schritt S8 ermittelte Phase größer ist als ein Maximalwert PH_MAX. Der Maximalwert PH_MAX ist derjenige Wert, bei dem unter Berücksichtigung der für den Verbrennungsvorgang des Luft/Kraftstoff-Gemisches relevanten Randbedingungen, wie beispielsweise eine ausreichende Zündwilligkeit und ausrei¬ chende Brenngeschwindigkeit des Luft/Kraftstoff-Gemisches, ein stabiler Motorlauf sicher ermöglicht ist.In a step S10, it is subsequently checked whether the phase determined in step S8 is greater than a maximum value PH_MAX. The maximum value PH_MAX is that value at which, taking into account the boundary conditions relevant for the combustion process of the air / fuel mixture, such as, for example, sufficient ignition capability and sufficient burning speed of the air / fuel mixture, a stable engine run is made possible.
Der Maximalwert PH_MAX kann in einer besonders einfachen Aus¬ gestaltung fest vorgegeben sein, er kann jedoch auch abhängen von mindestens einer Messgröße oder einer davon abgeleiteten Größe.The maximum value PH_MAX can be predefined in a particularly simple embodiment, but it can also be dependent of at least one measure or a derived quantity.
Ist in dem Schritt SlO die Phase PH größer als der Maximal¬ wert PH_MAX, so wird in einem Schritt S12 geprüft, ob ein Um¬ schalten auf einen höheren Ventilhub VL möglich ist. Ob dies möglich ist, hängt von dem aktuellen Ventilhub VL und der Ausbildung der Ventilhub—Verstelleinrichtung 19 und den je¬ weiligen Nocken 16, 17a ab. In einer besonders einfachen Aus- führungsform kann auch überhaupt keine Verstellung des Ven¬ tilhubs möglich sein, alternativ kann ein Umschalten zwischen einem hohen und einem niedrigen Ventilhub erfolgen oder auch das Umschalten zwischen mehreren Stufen von dem niedrigsten und hin zu dem höchsten Ventilhub.If the phase PH is greater than the maximum value PH_MAX in the step S10, then it is checked in a step S12 whether a changeover to a higher valve lift VL is possible. Whether this is possible depends on the current valve lift VL and the design of the valve lift adjusting device 19 and the respective cams 16, 17a. In a particularly simple embodiment, no adjustment of the valve lift can be possible at all. Alternatively, it is possible to switch between a high and a low valve lift or else to switch between several stages from the lowest and the highest valve lift.
Ist die Bedingung des Schrittes S12 nicht erfüllt, so erfolgt ein Einstellen eines gewünschten Luftmassenstroms MAF, der von einer Fahrerwunsch-Lastanforderung abgeleitet wird im we¬ sentlichen mittels entsprechendes Variierens des Drosselklap— penöffnungsgrades THR und damit eines Veränderns des aktuel¬ len Saugrohrdruσks . Der Drosselklappenöffnungsgrad THR wird in einem Schritt S13 abhängig von dem gewünschten Luftmassen— ström MAF, der Drehzahl N und unter Berücksichtigung des Ven¬ tilhubs VL des Gaseinlassventils 12 und der Phase PH zwischen der Kurbelwelle 8 und der Nockenwelle 18 gegebenenfalls wei¬ teren Messgrößen oder davon abgeleiteten Größen ermittelt.If the condition of step S12 is not met, setting of a desired air mass flow MAF, which is derived from a driver request load request, takes place essentially by correspondingly varying the throttle valve opening degree THR and thus changing the current intake manifold pressure. The throttle valve opening degree THR is dependent on the desired air mass flow MAF, the rotational speed N and taking into account the Ven¬ tilhubs VL of the gas inlet valve 12 and the phase PH between the crankshaft 8 and the camshaft 18 optionally wei¬ teren measured variables or thereof derived quantities.
Im Anschluss an den Schritt S13 erfolgt dann ein entsprechen¬ des Ansteuern der Drosselklappe 5, um den gewünschten Luft— massenstrom einzustellen. Gegebenenfalls erfolgt auch ein entsprechendes Einstellen des Ventilhubs und/oder der Phase zwischen der Nockenwelle 18 und der Kurbelwelle 8, je nachdem welche Schritte seit dem letzten Berechnungsdurchlauf des Programms abgearbeitet wurden. Maßgeblich erfolgt jedoch das Einstellen des gewünschten Luftmassenstroms MAF in dem Schritt S13 mittels entsprechenden Variierens des Öffnungs¬ grades THR der Drosselklappe 5. Unterstützend kann jedoch auch die Phase variiert werden.Subsequent to step S13, a corresponding activation of the throttle valve 5 then takes place in order to set the desired air mass flow. Optionally, a corresponding adjustment of the valve lift and / or the phase between the camshaft 18 and the crankshaft 8, depending on which steps since the last calculation run of the Program were processed. Decisive, however, is the setting of the desired air mass flow MAF in step S13 by means of a corresponding variation of the degree of opening THR of the throttle valve 5. Supporting, however, also the phase can be varied.
Im Anschluss an den Schritt S13 verharrt das Programm in ei¬ nem Schritt S6 für eine vorgegeben Wartezeitdauer T_W, wäh¬ rend derer andere Programme in der Steuervorrichtung abgear¬ beitet werden können. Die vorgegebene Wartezeitdauer T_W ist geeignet so gewählt,, dass während des gesamten Betriebs der Brennkraftmaschine der gewünschte Luftmassenstrom MAF ausrei¬ chend präzise eingestellt werden kann. Alternativ kann das Programm in dem Schritt Sβ auch für einen vorgegebenen Kur— belwellenwinkelbereich verharren.Subsequent to step S13, the program remains in a step S6 for a predetermined waiting time T_W, during which other programs in the control device can be processed. The predefined waiting time T_W is suitably selected so that the desired air mass flow MAF can be set sufficiently precisely during the entire operation of the internal combustion engine. Alternatively, in step Sβ, the program can also remain for a given crank angle range.
Im Anschluss an den Schritt S6 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt.Subsequent to step S6, the processing is continued again in step S2.
Ist die Bedingung des Schrittes S12 hingegen erfüllt, so wird der Ventilhub VL in einem Schritt S14 rechnerisch erhöht und anschließend in dem Schritt S8 die Phase PH unter Berücksich¬ tigung des neuen Ventilhubs VL erneut berechnet.If, on the other hand, the condition of step S12 is satisfied, the valve lift VL is increased by calculation in a step S14, and the phase PH is then recalculated in step S8 taking into account the new valve lift VL.
Ist in dem Schritt SlO hingegen die Phase kleiner oder gleich dem Maximalwert PH_MAX, so wird in einem Schritt S16 der Ven— tilhub VL rechnerisch verringert, sofern dies aufgrund der Ausbildung der Nocken 16, 17a, 17b und der Ventilhub- Verstelleinrichtung 19 möglich ist. Dabei erfolgt somit in den Schritten S14, S16 nicht das tatsächliche Neueinstellen des Ventilhubs VL, sondern dieser dient lediglich als Rechen¬ größe zum Ermitteln der weiteren Stellgrößen in den folgenden Schritten. Anschließend wird in einem Schritt Sl8 erneut die Phase PH entsprechend der Vorgehensweise des Schrittes S8 unter Zugrundelegung des in dem Schritt S16 ermittelten Ventilhubs VL ermittelt.If, in contrast, the phase is smaller than or equal to the maximum value PH_MAX in the step S10, the valve lift VL is reduced by calculation in a step S16 if this is possible due to the formation of the cams 16, 17a, 17b and the valve lift adjusting device 19. In this case, the actual readjustment of the valve lift VL does not take place in steps S14, S16, but this only serves as a calculation quantity for determining the further control variables in the following steps. Subsequently, in a step Sl8, the phase PH is again determined according to the procedure of step S8 on the basis of the valve lift VL determined in step S16.
Anschließend wird in einem Schritt S20 geprüft, ob die Phase PH größer ist als der Maximalwert PH_MAX. Ist dies der Fall, so muss in einem Schritt S22 der Ventilhub VL wieder erhöht werden und in einem Schritt S24 die in dem Schritt S8 ermit¬ telte Phase PH tatsächlich eingestellt werden. In dem Schritt S24 erfolgt, je nachdem welche Schritte zuvor abgearbeitet wurden, gegebenenfalls auch zusätzlich das tatsächliche Ein¬ stellen des Ventilhubs VL.Subsequently, it is checked in a step S20 whether the phase PH is greater than the maximum value PH_MAX. If this is the case, the valve lift VL must be increased again in a step S22 and the phase PH determined in the step S8 must actually be set in a step S24. In step S24, depending on which steps have been carried out previously, if appropriate, the actual adjustment of the valve lift VL is also optionally carried out.
Ist die Bedingung des Schrittes S20 hingegen nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S26 geprüft, ob die Phase PH kleiner ist als ein Minimalwert PH_MIN, der auch unter für die Verbrennung maßgeblichen Randbedingungen für eine jeweilige minimale Luftfüllung bei dem aktuellen Ventilhub VL vorgege¬ ben ist. Ist die Bedingung des Schrittes S26 nicht erfüllt, so wird in dem Schritt S24 die in dem Schritt S18 ermittelte Phase eingestellt und wenn sich seit dem letzten Berechnungs¬ durchlauf des Programms auch der ermittelte Ventilhub VL ver¬ ändert hat, ebenfalls dieser eingestellt. Im Anschluss an das Bearbeiten des Schrittes S24 wird die Bearbeitung in dem Schritt S6 fortgesetzt.If, on the other hand, the condition of step S20 is not satisfied, it is checked in a step S26 if the phase PH is less than a minimum value PH_MIN which also predetermines boundary conditions for a respective minimum air charge in the current valve lift VL under decisive boundary conditions is. If the condition of step S26 is not met, then the phase determined in step S18 is set in step S24 and if the determined valve lift VL has changed since the last calculation run of the program, this phase too is set. Subsequent to the processing of step S24, the processing in step S6 is continued.
Ist die Bedingung des Schrittes S26 hingegen erfüllt, so wird in einem Schritt S28 geprüft, ob der ermittelte Ventilhub VL weiter verringert werden kann. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S30 der Ventilhub VL rechnerisch verringert. Im Anschluss an den Schritt S30 wird dann die Bearbeitung in dem Schritt S18 fortgesetzt, in dem die Phase PH unter Berück¬ sichtigung des in dem Schritt S30 ermittelten Ventilhubs VL neu berechnet wird. Ist die Bedingung des Schrittes S28 hin¬ gegen nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung in dem Schritt S13 fortgesetzt und es erfolgt somit dann maßgeblich das Ein¬ stellen des gewünschten Luftmassenstroms MAF mittels entspre¬ chenden Variierens des Öffnungsgrades THR der Drosselklappe.If, on the other hand, the condition of step S26 is satisfied, it is checked in a step S28 whether the determined valve lift VL can be further reduced. If this is the case, the valve lift VL is reduced by calculation in a step S30. Subsequent to step S30, the processing in the Step S18 continues, in which the phase PH is recalculated taking into account the valve lift VL determined in step S30. If, on the other hand, the condition of step S28 is not met, the processing is continued in step S13 and the setting of the desired air mass flow MAF by means of a corresponding variation of the opening degree THR of the throttle valve then takes place.
Anhand der Figur 4 sind verschiedene Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine abhängig von einem Fahrerwunsch—Drehmoment TQI_SP, das bevorzugt ein Luftpfad-Drehmoment ist und somit dasjenige Drehmoment, das durch entsprechendes Variieren von Stellgliedern, die die Luftzufuhr in den jeweiligen Zylinder Zl bis Z4 einstellbar ist. Ferner ist auch die Abhängigkeit von der Drehzahl N dargestellt. In einem Bereich BEI ist ein niedriger Ventilhub VL eingestellt und das Einstellen des ge¬ wünschten Luftmassenstroms MAF erfolgt durch entsprechendes Variieren des Öffnungsgrades THR der Drosselklappe. In einem Bereich BE2 ist weiterhin der niedrige Ventilhub VL einge¬ stellt und das Einstellen der gewünschten Luftmasse MAF er¬ folgt durch entsprechendes Variieren der Phase PH. In einem dritten Bereich BE3 ist ein hoher Ventilhub VL eingestellt und das Einstellen des gewünschten Luftmassenstroms erfolgt durch entsprechendes Variieren der Phase PH. Im Bereich des Übergangs von dem zweiten zu dem dritten Bereich BE2, BE3 kann ggf. ein Androsseln wie in dem ersten Bereich BEI erfor¬ derlich sein. 4, different operating ranges of the internal combustion engine are dependent on a driver request torque TQI_SP, which is preferably an air path torque and thus that torque which can be adjusted by correspondingly varying actuators that adjust the air supply into the respective cylinders Z1 to Z4. Furthermore, the dependence on the rotational speed N is shown. In a region BEI, a low valve lift VL is set and the desired air mass flow MAF is set by correspondingly varying the opening degree THR of the throttle valve. In a region BE2, furthermore, the low valve lift VL is set and the setting of the desired air mass MAF ensues by correspondingly varying the phase PH. In a third area BE3, a high valve lift VL is set and the desired air mass flow is set by correspondingly varying the phase PH. In the region of the transition from the second to the third region BE2, BE3, it may be necessary to throttle as in the first region BEI.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine mit einem Ansaugtrakt (1), in dem eine Drosselklappe (5) angeordnet ist, mit einer Nockenwelle (18) , die auf Gaseinlassventile (12) einwirkt, die einem Zylinder (Zl bis Z4) zugeordnet sind, und der eine Phasen-Verstelleinrichtung (19) zugeordnet ist, mittels der eine Phase (PH) zwischen der Nockenwelle (18) und einer Kurbelwelle (8) verstellbar ist, bei demMethod for controlling an internal combustion engine with an intake tract (1) in which a throttle valve (5) is arranged, with a camshaft (18) acting on gas inlet valves (12) associated with a cylinder (Z1 to Z4), and associated with a phase adjusting device (19) by means of which a phase (PH) between the camshaft (18) and a crankshaft (8) is adjustable, in which
— ein gewünschter Luftmassenstrom (MAF) in einen Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) abhängig von einer Fahrerwunsch- Lastanforderung ermittelt wird,A desired air mass flow (MAF) is determined in a combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4) as a function of a driver request load request,
- der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) durch Variieren der Phase (PH) zwischen der Nockenwelle (18) und der Kurbelwellethe desired mass air flow (MAF) by varying the phase (PH) between the camshaft (18) and the crankshaft
(8) eingestellt wird, wenn der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) durch das Variieren der Phase (PH) einstellbar ist un¬ ter im wesentlichen Beibehalten einer aktuellen Druckdiffe¬ renz stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe, und ansonsten der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) durch das Va¬ riieren des Öffnungsgrades (THR) der Drosselklappe (5) einge¬ stellt wird.(8) is set when the desired mass air flow (MAF) is adjustable by varying the phase (PH) while substantially maintaining a current pressure difference upstream and downstream of the throttle, and otherwise the desired mass air flow (MAF) through the Va¬ riieren the degree of opening (THR) of the throttle valve (5) einge¬ is adjusted.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Solldruckdifferenz stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe auf einen vollastnahen Wertebereich vorgegeben und eingestellt wird, wenn bei einer der Solldruckdifferenz entsprechenden aktuel¬ len Druckdifferenz der gewünschte Luftmassenstrom durch das Variieren der Phase einstellbar ist.2. The method of claim 1, wherein a target pressure difference upstream and downstream of the throttle valve is set and set to a full load range, if the desired air mass flow is adjustable by varying the phase at one of the desired pressure difference aktuel¬ len pressure difference.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Verstellen des Ventilhubs (VL) des Gaseinlassven¬ tils (12) mittels einer Ventilhub-Verstelleinrichtung (20) von einem niedrigeren hin zu einem höheren Ventilhub (VL) er- folgt, wenn der Luftmassenstrom, der unter Beibehaltung des aktuellen Ventilhubs (VL) durch Variieren der Phase (PH) ein¬ stellbar ist, kleiner ist als der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) .3. The method according to any one of the preceding claims, wherein an adjustment of the valve lift (VL) of the Gaseinlaßven¬ tils (12) by means of a valve lift adjusting device (20) from a lower to a higher valve lift (VL) follows when the air mass flow, which is adjustable while maintaining the current valve lift (VL) by varying the phase (PH), is smaller than the desired air mass flow (MAF).
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein Verstellen des Ventilhubs (VL) des Gaseinlassven¬ tils (12) von einem höheren hin zu einen niedrigeren Ventil¬ hub (VL) erfolgt, wenn der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) bei dem niedrigeren Ventilhub (VL) durch Variieren der Phase (PH) einstellbar ist.4. The method of claim 3, wherein an adjustment of the valve lift (VL) of the Gaseinlaßven¬ tils (12) from a higher to a lower Ventil¬ stroke (VL) takes place when the desired air mass flow (MAF) at the lower valve lift ( VL) is adjustable by varying the phase (PH).
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Verstellen des Ventilhubs (VL) des Gaseinlassven¬ tils (12) von einem höheren hin zu einen niedrigeren Ventil¬ hub (VL) erfolgt und gleichzeitig die Phase derart variiert wird, dass dann bei dem niedrigeren Ventilhub der gewünschte Luftmassenstrom in den Brennraum des Zylinders einströmt.5. The method of claim 4, wherein an adjustment of the valve lift (VL) of Gaseinlassven¬ tils (12) from a higher to a lower Ventil¬ stroke (VL) takes place while the phase is varied such that then at the lower Valve lift the desired air mass flow flows into the combustion chamber of the cylinder.
6. Vorrichtung zum Steuern zum Steuern einer Brennkraftma¬ schine mit einem Ansaugtrakt (1), in dem eine Drosselklappe (5) angeordnet ist, mit einer Nockenwelle (18), die auf Gas¬ einlassventile (12) einwirkt, die einem Zylinder (Zl bis Z4) zugeordnet sind, und der eine Phasen—Verstelleinrichtung (19) zugeordnet ist, mittels der eine Phase (PH) zwischen der No-. ckenwelle (18) und einer Kurbelwelle (8) verstellbar ist, wo¬ bei die Vorrichtung ausgebildet ist zum6. A device for controlling an internal combustion engine with an intake tract (1), in which a throttle valve (5) is arranged, with a camshaft (18) acting on Gas¬ inlet valves (12), which a cylinder (Zl to Z4), and to which a phase adjusting device (19) is assigned, by means of which a phase (PH) between the no. cam shaft (18) and a crankshaft (8) is adjustable, where the device is designed for
— Ermitteln eines gewünschten Luftmassenstroms (MAF) in einen Brennraum des Zylinders (Zl bis Z4) abhängig von einer Fah- rerwunsch-Lastanforderung,Determining a desired air mass flow (MAF) into a combustion chamber of the cylinder (Z1 to Z4) as a function of a driver request load request,
- Einstellen des gewünschten Luftmassenstroms (MAF) durch Va¬ riieren der Phase (PH) zwischen der Nockenwelle (18) und der Kurbelwelle (8) , wenn der gewünschte Luftmassenstrom (MAF) durch das Variieren der Phase (PH) einstellbar ist unter im wesentlichen Beibehalten einer aktuellen Druckdifferenz stromaufwärts und stromabwärts der Drosselklappe, und ansons¬ ten Einstellen des gewünschten Luftmassenstroms (MAF) durch das Variieren des Öffnungsgrades (THR) der Drosselklappe (5) . - Setting the desired air mass flow (MAF) by Va¬ riieren the phase (PH) between the camshaft (18) and the crankshaft (8) when the desired air mass flow (MAF) by varying the phase (PH) is adjustable while substantially maintaining a current pressure difference upstream and downstream of the throttle, and anson¬ th setting the desired air mass flow (MAF) by varying the opening degree (THR) of the throttle valve (5).
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