WO2016142110A1 - Verfahren zur momentenneutralen umschaltung von betriebszuständen eines aktuators einer brennkraftmaschine - Google Patents

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combustion engine
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switching
torque
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Jürgen DINGL
Matthias Delp
Andreas Holzeder
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Continental Automotive Gmbh
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for torque-neutral switching of operating states of an actuator
  • the invention relates to a motor control device for controlling a torque-neutral switching of operating states of an actuator of a
  • the invention relates to an internal combustion engine with a torque-neutral switching of operating states of an actuator of the internal combustion engine.
  • actuators are pre ⁇ see that are operable in different operating conditions.
  • the actuators can be switched, for example, between the operating states.
  • the actuators for controlling the air mass flow in the cylinder include, for example, digitally switching inlet and outlet valves.
  • Ausschiebetakts pushed through the then opened exhaust valves in the exhaust system.
  • the phase angle of the intake and exhaust camshaft is dependent on the For example, the speed and engine load shifted.
  • the variation of the valve lift can be used. It is important to distinguish between fully variable and gradually switchable valve lift.
  • the step-by-step switching of the valve lift is used either at the intake or exhaust valve and in a few cases also at intake and exhaust valves.
  • the number of valve strokes used can vary from two to several. Due to the principle, the mass flow into the cylinder, the so-called cylinder filling, generally changes during the stepwise valve lift switching while the suction pipe absolute pressure is maintained. In other words, adjustment should be made to the right on ⁇ maintaining the same mass flow into the cylinder in the various operating states or valve lifts of the valves for the same mass flow into the cylinder of the induction manifold.
  • the adjustment of the engine torque can, depending on the switching direction, by a Zündwinkeleingriff or by the ⁇
  • An object of the present invention is to provide a method for torque-neutral switching of operating states of an actuator of an internal combustion engine, wherein the
  • a further object of the present invention is a motor control device for controlling a torque-neutral switching of operating states of an actuator
  • Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine with torque-neutral switching of the operating states of an actuator of the internal combustion ⁇ engine, which is as efficient as possible to operate during the switching of the operating states of the actuator.
  • an internal combustion engine with a combustion engine with at least ⁇ least one cylinder, with at least one actuator for regulating a mass flow into the cylinder and with a flow rate control valve for regulating the Saugrohrabsolut- pressure in the intake manifold of the engine, wherein the actuator into a first and second operating states is switchable, and wherein the internal combustion engine is formed ⁇ such that the mass flow into the cylinder and / or the engine torque of the internal combustion engine at a constant Saugrohrabsolut horr in dependence on the operation of the actuator in the first and the second operating state is un ⁇ different.
  • Second of a torque-neutral switchover of the operating conditions of the actuator at the switching erfor ⁇ derliche target level of Saugrohrabsolut réelles is determined. It is determined whether the Saugrohrabsolut réelle is adjustable by a change in the boost pressure by means of a supercharger of the internal combustion engine to the desired level. If it has been determined that the Saugrohrabsolut réelle is adjustable by the change of the boost pressure to the target level, a level of boost pressure, which is possible after opening a flow control valve of the Brennkraftma ⁇ machine, for example, the throttle valve, the target level of To provide Saugrohrabsolut réelles in the intake manifold, determined.
  • the determined level of the boost pressure in a charging ⁇ air gap of the internal combustion engine which is upstream of the volume flow control valve generated.
  • the flow rate control valve is opened.
  • the actuator is switched between the first and second operating state.
  • the actuator can be designed, for example, as an inlet valve for regulating an air flow flowing into the cylinder.
  • the intake valve is switched after opening the volumetric flow control valve for providing the desired level of Saugrohrabsolut réelles between a first valve lift as a first operating state and a second valve lift as a second operating state.
  • the torque-neutral switching of the valve lift makes it possible to avoid torque jumps on the engine train. This allows the valve lift to be conveniently changed. The moment required after valve lift switching must be maintained and thus generated during the previous valve position. To provide the moment the Saugrohrabsolut réelle is changed accordingly. For example, if the engine swallows worse during subsequent valve timing, the manifold absolute pressure must be increased accordingly. The higher Saugrohrabsolut réelle is provided by the boost air pressure in the charge air is increased and the volume ⁇ flow control valve is turned on such that the higher pressure initially builds only in the charging path, but not in the downstream intake manifold.
  • the actual valve lift is delayed until sufficient charge pressure is built up, so that the desired Saugrohrabsolut ⁇ pressure is produced for the subsequent valve lift in the intake manifold by a quick quick opening of the flow control valve.
  • the method can be used if unwanted torque jumps occur without suitable countermeasures due to the switching of the operating states of actuators.
  • the method makes it possible, in this case, the injected combustion torque (internal torque) constant to keep.
  • the process also takes on ⁇ application when the motor torque must change abruptly by the attaching and detaching loss moments, such as when connecting an air compressor. By connecting the air conditioning compressor, a higher torque is taken off the clutch.
  • the sudden change in the air mass flow through the switching of the operating states of the actuators is desired.
  • the method also makes it possible for such an application that the clutch torque (external torque), that is, the combustion torque, less the losses Ver ⁇ , remains constant.
  • An embodiment of a motor control device for controlling a torque-neutral switching of operating states of an actuator of an internal combustion engine is specified in claim 10.
  • the engine control device is designed to control the above-mentioned method for torque-neutral switching of the operating states of the actuator of the internal combustion engine ⁇ .
  • the internal combustion engine comprises a combustion engine with at least ⁇ least one cylinder and at least the actuator for the regulatory l ist a flowing into the at least one cylinder mass flow. Furthermore, the internal combustion engine comprises a supercharger for setting a supercharging pressure in the laser deluftrange the internal combustion engine and a volume ⁇ flow control valve for regulating a Saugrohrabso ⁇ lut réelles in the intake manifold of the internal combustion engine. Furthermore, the internal combustion engine comprises a motor control device for controlling the torque-neutral switching of the operating states of the actuator of the internal combustion engine according to the method specified above.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an internal combustion engine having a motor control device for controlling a torque-neutral valve lift switching of an intake valve of the internal combustion engine
  • Figure 2 shows an embodiment of a method for
  • Figure 1 shows an embodiment of an internal combustion engine 100 with a torque-neutral switching of operating states of an actuator of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine comprises an internal combustion engine 10 having at least one cylinder 11 and an inlet valve 12 as an actuator for regulating the air flowing into the cylinder 11.
  • the inlet valve may, for example, digital switching stands ⁇ between two Phantomzu, for example, between two different valve be trained.
  • the internal combustion engine comprises a supercharger 20, for example a turbocharger, which has a turbine 21 and a compressor 22.
  • the supercharger 20 is supplied with fresh air from the supply pipe 1.
  • the compressed air from the charging unit passes through a charge air path 2, in which a charge air cooler 40 may be installed, to a flow control valve 30 for regulating the Saugrohrabsolutdrucks in the intake manifold 3 of
  • the volume flow control valve 30 may be, for example, a throttle valve. Downstream of the Vo ⁇ volume flow control valve 30, the air is fed through a suction tube 3 to the internal combustion engine 10 and the cylinder 11 of the engine 10 degrees. After combustion, the exhaust gases pass via an exhaust pipe 4 to the turbine 21 of the up loading unit and subsequently to be pushed from the exhaust pipe from ⁇ . To control an operating state of the Aufla ⁇ deaggregats a bypass valve 50 is provided in the exhaust pipe 4 in front of the turbine 21. Two different valve strokes of the intake valve 12 generally lead to different mass flows into the cylinder 11 when the intake manifold absolute pressure is maintained.
  • the mass flow into the cylinder can be determined using a model approach, as described, for example, in the document EP 0 820 559 B1 , be calculated.
  • the cylinder charge rh cyl can be expressed by the equation > CAM n , CAM exf T a ir, iTn> ⁇ ).
  • the cylinder charge rh cyl is determined by the engine speed N eng , the camshaft position for on and
  • Outlet CAM in , CAM ex the suction pipe absolute pressure Pi mr which corresponds to the pressure before the inlet valve, the intake pipe temperature T a ir, in the r corresponds to the temperature before the inlet valve, the position of all n-cylinder near actuators, such as camshaft phasers for phase and stroke, swirl flaps and variable intake manifold, as well as other influencing variables, such as the coolant temperature.
  • the equation given above gives a straight line with the slope v ⁇ slope and the absolute value ⁇ 0 ⁇ ⁇ .
  • each digital switching actuator which to be ⁇ forced induction manifold absolute pressure can be calculated using the model-based approach for a desired cylinder charge, taking into account the actuator positions.
  • step A it is checked whether a valve stroke changeover is requested. If the valve lift is requested, in step B, the required order for ⁇ switching time operating states for a torque-neutral switching of loading of the actuator of a nominal level Saugrohrabsolut horrs is determined.
  • step B the required order for ⁇ switching time operating states for a torque-neutral switching of loading of the actuator of a nominal level Saugrohrabsolut horrs is determined.
  • the valve lift for the Circuit of the inlet valve required target level of Saugrohrabsolut strigs determined.
  • the target level of Saugroh ⁇ rbsolutdrucks is determined in particular such that a cylinder filling of the cylinder 11 of the internal combustion engine 100, that is, the mass flow into the cylinder, before and after the switching of the operating states of the actuator or in the embodiment of the intake valve formed as an actuator and remains unchanged after the valve lift switching for the intake valve 12.
  • the desired level of the intake manifold absolute pressure can be determined in particular as a function of positions to which the actuators, for example the inlet valve 12, of the internal combustion engine are set after the valve lift changeover.
  • a method step C it is determined whether the Saugrohrabsolutdruck is adjustable by a change in the boost pressure by means of the supercharger 20 of the internal combustion engine to the desired level. If it has been determined that the Saugrohrabsolut réelle is adjustable by the change in the boost pressure to the desired level, in a step D, a level of boost pressure, which is possible after opening the flow control valve 30 of the internal combustion engine, the target level of Saugrohrabsolut horrs in To provide intake manifold 3, determined.
  • step E the determined level of the boost pressure in the charge air path 2 of the internal combustion engine, which is upstream of the volume flow control valve, generated when it has previously been determined that the Saugrohrabsolutcht is adjustable by the change in the boost pressure to the desired level. Since the engine is still operated with the valve position before the changeover during the change in the boost pressure, the intake manifold absolute pressure must not change initially. So that the Saugrohrabsolut strig does not rise, for example, when boost pressure, the volume flow control valve 30 must be made correspondingly stronger.
  • step E it can therefore be provided to adjust a position of the volume flow control valve 30 of the internal combustion engine during charging of the charge air path 2 to the determined level of the boost pressure so that the Saugrohrabsolut strig initially remains constant during charging of the charge air line 2.
  • This can be realized with a model approach, as described for example in the document EP 0 820 559 B1.
  • the opening angle A redsp a) of the volume flow control valve is by the target air mass flow to the throttle iü thrSP , by the absolute pressure before the throttle Pthr.spr corresponds to the boost pressure, by the Saugrohrabsolut réelle Pi mr which corresponds to the pressure in front of the inlet valve, by the suction ⁇ tube temperature T air im , which corresponds to the temperature before the inlet valve, and determines the isotropic exponent of the intake gas k. If the level of the boost pressure has reached the target level before the volume ⁇ flow control valve, the volume flow control valve 30 ge ⁇ opens in a subsequent step F to provide the target level of Saugrohrabsolutdrucks in the intake manifold 3. In a subsequent method step G is then switched between the operating states of the actuator. In the embodiment of the intake valve as an actuator, the valve lift of the intake valve 12 of the internal combustion ⁇ engine is switched.
  • the absolute pressure upstream of the volume Power control valve that is, the boost pressure Vthr, sP ' is raised so that in the valve lift and the associated rupture of the flow control valve 30 a Saugrohrabsolut strig p im adjusts, which is necessary to keep the cylinder charge constant, then Measures, such as the Zündwinkeleingriff, lapsed.
  • the boost pressure is raised only to the extent that adjusts the downstream Saugsteurabsolutdruck p im in downstream operating condition of an actuator bezie ⁇ tion downstream valve lift of the intake valve and complete or adapted to the operating strategy Entdrosselung.
  • the boost pressure must be set as precisely as possible. If the boost pressure p t hr, sp is too low in front of the volume ⁇ flow control valve, it follows a moments ⁇ break. However, when the boost pressure before the flow rate control valve is too high, although the moments ⁇ xbruch can be prevented, but a part of the mass flow must be throttled even after the valve, which is energetically undesirable.
  • the flow control between the boost pressure, the rupture of the flow rate control valve and the switching of the Be ⁇ operating states of the actuator or valve lift of the intake valve must cover the dead times of the system components.
  • the deadtime response of the volumetric flow control valve can be taken into account in method step F, so that optionally the control of the volumetric flow control valve leads the switching of the operating states of the actuator or the valve lift by a calibratable time.
  • step F it can therefore be additionally provided that the volume flow regulation Valve in response to a dead time behavior of Volu ⁇ menstrom-control valve a time before switching the operating states of the actuator, for example, before Um ⁇ switch the valve lift of the intake valve is opened to provide the target level of the intake manifold pressure in the intake manifold.
  • the switching of the operating states of the actuator for example, the valve lift switching of the intake valve, also by means of a Kombi ⁇ nation made of the method of Zündwinkels fondtzugs and changing the Saugrohrabsolut réelles by changing the boost pressure by means of the supercharger.
  • This can advantageously be carried out in such a way that both methods are used depending on the operating point.
  • step C If, therefore, it is determined in method step C that the supercharging pressure buildup by means of the supercharger unit is not possible in order to achieve the desired setpoint, then in step H the engine torque is adjusted to carry out the torque-neutral switching of the operating states of the actuator 12.
  • the method of Zündwinkels fondtzugs be applied, in which by making a Zündwinkeleingriffs a change in the engine torque during the switching of Be ⁇ drive states of the actuator 12 is prevented.
  • the methods of the ignition angle engagement and the change of the boost pressure can be used to
  • the desired intake manifold absolute pressure may also be combined such that a portion of the mass flow rate difference due to valve lift switching is adjusted by adjusting the detected boost pressure level by the charge aggrand and another portion of the mass flow rate differential into the cylinder through the ignition angle engagement be compensated.

Abstract

Ein Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände eines Aktuators einer Brennkraftmaschine (100) sieht vor, den für eine momentenneutrale Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators (12) erforderlichen Sollpegels eines Saugrohrabsolutdrucks zu ermitteln. Wenn der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist, wird ein Pegel des Ladedrucks, durch den es ermöglicht ist, nach dem Öffnen eines Volumenstrom-Regelungsventils (30) der Brennkraftmaschine den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) bereitzustellen, ermittelt und der ermittelte Pegel des Ladedrucks in einer Ladeluftstrecke (2) der Brennkraftmaschine erzeugt. Zum Bereitstellen des Sollpegels des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) wird das Volumentstrom-Regelungsventil (30) geöffnet und der Aktuator (12) zwischen den Betriebszuständen umgeschaltet.

Description

Beschreibung
Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszu- ständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer
Brennkraftmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Motorsteuereinrichtung zur Steuerung einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer
Brennkraftmaschine. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators der Brennkraftmaschine. Zur Regelung des Massenstroms in den Zylinder eines Verbrennungsmotors einer Brennkraftmaschine sind Aktuatoren vorge¬ sehen, die in verschiedenen Betriebszuständen betreibbar sind. Die Aktuatoren können beispielsweise zwischen den Betriebszuständen umgeschaltet werden. Zu den Aktuatoren zur Regelung des Luftmassenstroms in den Zylinder gehören beispielsweise digital schaltende Ein- und Auslassventile.
Verbrennungsmotoren saugen die für die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Luft durch die geöffneten Einlassventile an. Aktuatoren, die beim Umschalten ihrer Betriebs- beziehungsweise Schaltzustände eine schlagartige Än¬ derung des Luftmassenstroms, beispielweise eine Änderung des Luftmassenstroms von mehr als 5% bewirken, erfordern besondere Beachtung. Die bei der Verbrennung entstandenen Verbren- nungsabgase werden während des auf den Ansaugtakt folgenden
Ausschiebetakts durch die dann geöffneten Auslassventile in den Abgastrakt ausgeschoben. Zur Optimierung des Ladungswechsels wird bei modernen Verbrennungsmotoren die Phasenlage der Einlass- und Auslassnockenwelle in Abhängigkeit von bei- spielsweise der Drehzahl und Motorlast verschoben. Zusätzlich kann die Variation des Ventilhubs angewendet werden. Dabei ist zwischen vollvariablem und stufenweise umschaltbarem Ventilhub zu unterscheiden.
Die stufenweise Umschaltung des Ventilhubs wird entweder am Einlass- oder Auslassventil sowie in einigen wenigen Fällen auch an Einlass- und Auslassventilen eingesetzt. Die Anzahl der zur Anwendung kommenden Ventilhübe kann dabei von zwei bis zu mehreren variieren. Prinzip bedingt ändert sich bei der stufenweisen Ventilhubumschaltung bei festgehaltenem Saugrohrabsolutdruck im Allgemeinen der Massenstrom in den Zylinder, die sogenannte Zylinderfüllung. Anders ausgedrückt muss zur Auf¬ rechterhaltung des gleichen Massenstroms in den Zylinder bei den unterschiedlichen Betriebszuständen beziehungsweise Ventilhüben der Ventile für den gleiche Massenstrom in den Zylinder der Saugrohrabsolutdruck entsprechend angepasst werden.
Dies bedeutet, dass für eine momentenneutrale Ventilhubschaltung nur Betriebspunkte mit gleicher beziehungsweise minimal un¬ terschiedlicher Zylinderfüllung zwischen beiden Ventilhüben in Frage kommen oder entsprechende Maßnahmen zur Anpassung des Motormoments getroffen werden müssen. Ersteres bedeutet, dass sich im Umschaltpunkt zwischen ver¬ schiedenen Ventilhüben die so genannten Schlucklinien für die beiden Ventilhübe, zwischen denen umgeschaltet werden soll, schneiden müssen. Dies ist jedoch eine wesentliche Einschränkung der für eine momentenneutrale Umschaltung in Frage kommenden Betriebspunkte und zieht damit eine deutliche Reduzierung des Verbesserungspotentials nach sich.
Die Anpassung des Motormoments kann, je nach Schaltrichtung, durch einen Zündwinkeleingriff beziehungsweise durch die ^
Kombination aus dem Erhöhen des Saugrohrabsolutdrucks und einem Zündwinkeleingriff erreicht werden. Wenn der Saugrohrabsolutdruck erhöht werden muss, so hat dies vor der eigentlichen Ventilhubumschaltung zu geschehen, was, um einen Anstieg des Motormoments zu verhindern, einen Zündwinkeleingriff bedingt. Allerdings ist ein derartiger Zündwinkeleingriff grundsätzlich unerwünscht, weil damit eine Verschlechterung des Wirkungsgrades und eine Änderung der Akustik des Motors einhergehen. Auch stößt diese Methode an ihre Grenzen, wenn bei extremen Füllungsun- terschieden eines Zylinders der Zündwinkel so spät gezogen werden muss, dass die Brenngrenze des Motors erreicht beziehungsweise überschritten wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine anzugeben, wobei die
Brennkraftmaschine zwischen der Umschaltung der Betriebszu- stände des Aktuators möglichst effizient betrieben werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorsteuereinrichtung zur Steuerung einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer
Brennkraftmaschine anzugeben, wobei die Brennkraftmaschine während der Umschaltung der Betriebszustände möglichst effizient betrieben werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit momentenneutraler Umschaltung der Betriebszustände eines Aktuators der Brenn¬ kraftmaschine anzugeben, die während der Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators möglichst effizient betreibbar ist. Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände eines Aktuators einer
Brennkraftmaschine ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Gemäß dem Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine wird eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor mit min¬ destens einem Zylinder, mit mindestens einem Aktuator zur Regulierung eines Massenstroms in den Zylinder und mit einem Volumenstrom-Regelungsventil zum Regeln des Saugrohrabsolut- drucks im Saugrohr der Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei der Aktuator in einen ersten und zweiten Betriebszustand umschaltbar ist, und wobei die Brennkraftmaschine derart aus¬ gebildet ist, dass der Massenstrom in den Zylinder und/oder das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors bei gleichbleibendem Saugrohrabsolutdruck in Abhängigkeit von dem Betreiben des Aktuators in dem ersten und dem zweiten Betriebszustand un¬ terschiedlich ist.
Zunächst wird der für eine momentenneutrale Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators zum UmschaltZeitpunkt erfor¬ derliche Sollpegel eines Saugrohrabsolutdrucks ermittelt. Es wird festgestellt, ob der Saugrohrabsolutdruck durch eine Änderung des Ladedrucks mittels eines Aufladeaggregats der Brennkraftmaschine auf den Sollpegel einstellbar ist. Wenn festgestellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist, wird ein Pegel des Ladedrucks, durch den es ermöglicht ist, nach dem Öffnen eines Volumenstrom-Regelungsventils der Brennkraftma¬ schine, beispielsweise der Drosselklappe, den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr bereitzustellen, ermittelt. Wenn festgestellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist, wird der ermittelte Pegel des Ladedrucks in einer Lade¬ luftstrecke der Brennkraftmaschine, welche dem Volumen- strom-Regelungsventil vorgelagert ist, erzeugt. Zum Bereit¬ stellen des Sollpegels des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr wird anschließend das Volumenstrom-Regelungsventil geöffnet. Der Aktuator wird zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand umgeschaltet . Der Aktuator kann beispielsweise als ein Einlassventil zur Regelung eines in den Zylinder einströmenden Luftstroms ausgebildet sein. Das Einlassventil wird nach dem Öffnen des Volumenstrom-Regelungsventils zum Bereitstellen des Sollpegels des Saugrohrabsolutdrucks zwischen einem ersten Ventilhub als erstem Betriebszustand und einem zweiten Ventilhub als zweitem Betriebszustand umgeschaltet. Die momentenneutrale Umschaltung des Ventilhubs ermöglicht es, Momentensprünge auf den Triebwerksstrang zu vermeiden. Dadurch kann der Ventilhub komfortabel gewechselt werden. Das Moment, das nach der Ventilhubumschaltung benötigt wird, muss vorgehalten und somit während der vorherigen Ventilstellung erzeugt werden. Zur Bereitstellung des Moments wird der Saugrohrabsolutdruck entsprechend geändert. Wenn der Motor beispielsweise bei der nachfolgenden Ventileinstellung schlechter schluckt, muss der Saugrohrabsolutdruck entsprechend angehoben werden. Der höhere Saugrohrabsolutdruck wird bereitgestellt, indem in der Lade- luftstrecke der Ladedruck erhöht wird und das Volumen¬ strom-Regelungsventil derart angestellt wird, dass sich der höhere Druck zunächst nur in der Ladestrecke aufbaut, nicht jedoch im nachgeschalteten Saugrohr. Die eigentliche Ventilhubumschaltung wird solange verzögert, bis ausreichend Ladedruck aufgebaut ist, so dass durch ein kurzes schnelles Öffnen des Volumenstrom-Regelungsventils der gewünschte Saugrohrabsolut¬ druck für den nachfolgenden Ventilhub im Saugrohr hergestellt wird . Das Verfahren kann einerseits zur Anwendung kommen, wenn es ohne geeignete Gegenmaßnahmen aufgrund der Umschaltung der Be- triebszustände von Aktuatoren zu einem unerwünschten Momentensprung kommen würde. Das Verfahren ermöglicht es, in diesem Fall das inj izierte Verbrennungsmoment (inneres Moment) konstant zu halten. Andererseits findet das Verfahren ebenfalls An¬ wendung, wenn sich das Motormoment durch das Zu- und Wegschalten von Verlustmomenten, beispielweise beim Zuschalten eines Klimakompressors, schlagartig ändern muss. Durch das Zuschalten des Klimakompressors wird an der Kupplung ein höheres Moment abgenommen. In einem solchen Fall ist die sprunghafte Änderung des Luftmassenstroms durch die Umschaltung der Betriebszustände der Aktuatoren gewünscht. Das Verfahren ermöglicht es auch bei einem solchen Anwendungsfall, dass das Kupplungsmoment (äußeres Moment) , das heißt das Verbrennungsmoment abzüglich der Ver¬ luste, konstant bleibt.
Durch Anwendung des Verfahrens kann ein Zündwinkeleingriff zur Durchführung einer momentenneutralen Ventilhubumschaltung entfallen beziehungsweise wesentlich reduziert werden. Damit verbunden ist eine Steigerung des Motorwirkungsgrads auch während der Ventilhubumschaltung. Der während der Ventilhubumschaltung mit dem Zündwinkelspätzug veränderte Brennverlauf und deren akustische Wahrnehmbarkeit entfallen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Eine Ausführungsform einer Motorsteuereinrichtung zur Steuerung einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine ist im Patentanspruch 10 angegeben. Die Motorsteuereinrichtung ist zur Steuerung des oben angegebenen Verfahrens zur momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators der Brennkraftmaschine ausge¬ bildet .
Eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit momenten- neutraler Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators der Brennkraftmaschine ist im Patentanspruch 11 angegeben. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Verbrennungsmotor mit min¬ destens einem Zylinder und mindestens dem Aktuator zur Regu- lierung eines in den mindestens einen Zylinder einströmenden Massenstroms. Des Weiteren umfasst die Brennkraftmaschine ein Aufladeaggregat zur Einstellung eines Ladedrucks in der La- deluftstrecke der Brennkraftmaschine und ein Volumen¬ strom-Regelungsventil zur Regulierung eines Saugrohrabso¬ lutdrucks im Saugrohr der Brennkraftmaschine. Weiter umfasst die Brennkraftmaschine eine Motorsteuereinrichtung zur Steuerung der momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators der Brennkraftmaschine nach dem oben angegebenen Verfahren .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert .
Es zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuereinrichtung zur Steuerung einer momentenneutralen Ventilhubumschaltung eines Einlassventils der Brennkraftmaschine,
Figur 2 eine Ausführungsform eines Verfahrens zur
momentenneutralen Ventilhubumschaltung eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine 100 mit einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Verbrennungsmotor 10 mit mindestens einem Zylinder 11 und einem Einlassventil 12 als Aktuator zur Regulierung der in den Zylinder 11 einströmenden Luft. Das Einlassventil kann beispielsweise digital schaltend zwischen zwei Betriebszu¬ ständen, beispielsweise zwischen zwei verschiedenen Ventil- hüben, ausgebildet sein. Des Weiteren umfasst die Brennkraftmaschine ein Aufladeaggregat 20, beispielsweise einen Turbolader, der eine Turbine 21 und einen Verdichter 22 aufweist. Dem Aufladeaggregat 20 wird Frischluft aus dem Zuführungsrohr 1 zugeführt. Die von dem Aufladeaggregat verdichtete Luft gelangt über eine Ladeluftstrecke 2, in der ein Ladeluftkühler 40 eingebaut sein kann, zu einem Volumenstrom-Regelungsventil 30 zum Regeln des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr 3 der
Brennkraftmaschine 30. Das Volumenstrom-Regelungsventil 30 kann beispielsweise eine Drosselklappe sein. Stromabwärts dem Vo¬ lumenstrom-Regelungsventil 30 wird die Luft über ein Saugrohr 3 dem Verbrennungsmotor 10 beziehungsweise dem Zylinder 11 des Verbrennungsmotors 10 zugeführt. Nach der Verbrennung gelangen die Abgase über ein Abgasrohr 4 auf die Turbine 21 des Auf- ladeaggregats und werden nachfolgend aus dem Abgasrohr aus¬ gestoßen. Zur Steuerung eines Betriebszustands des Aufla¬ deaggregats ist im Abgasrohr 4 vor der Turbine 21 ein By- pass-Ventil 50 vorgesehen. Zwei verschiedene Ventilhübe des Einlassventils 12 führen im Allgemeinen bei festgehaltenem Saugrohrabsolutdruck zu unterschiedlichen Massenströmen in den Zylinder 11. Der Massenstrom in den Zylinder, die so genannte Zylinderfüllung, kann mit Hilfe eines Modellansatzes, wie er beispielsweise in der Druckschrift EP 0 820 559 Bl beschrieben ist, berechnet werden. Die Zylinderfüllung rhcyl lässt sich durch die Gleichung
Figure imgf000010_0001
> CAM n , CAMexf Tair,iTn>■■■ ) berechnen. Die Zylinderfüllung rhcyl wird bestimmt durch die Motordrehzahl Neng, die Nockenwellenposition für Ein- und
Auslass CAMim, CAMex, den Saugrohrabsolutdruck Pimr der dem Druck vor dem Einlassventil entspricht, die Saugrohrtemperatur Tair,im r die der Temperatur vor dem Einlassventil entspricht, die Position aller n-zylindernahen Aktuatoren, beispielsweise Nockenwellenversteller für Phase und Hub, Drallklappen und Schaltsaugrohr, sowie durch weitere Einflussgrößen, wie bei- spielsweise die Kühlmitteltemperatur. Die oben angegebene Gleichung gibt eine Gerade mit der Steigung v\slope und dem Absolutwert η0^γ an.
Durch Umstellung der oben angegebenen Gleichung kann mit Hilfe des Modellansatzes für eine gewünschte Zylinderfüllung unter Berücksichtigung der Aktuatorpositionen, beispielsweise der Positionen jedes digital schaltenden Aktuators, der dazu be¬ nötigte Saugrohrabsolutdruck berechnet werden. Der Saugrohrabsolutdruck pim ergibt sich zu
Figure imgf000011_0001
Das Verfahren zur momentneutralen Umschaltung der Betriebs- zustände eines Aktuators zur Regelung eines Massenstroms in den Zylinder wird im Folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Flussdiagramms erläutert. Das Verfahren wird dabei insbesondere am Beispiel eines Einlassventils als Aktuator, der zwischen zwei Betriebszuständen beziehungsweise Ventilhüben schaltbar ist, anschaulich erläutert. In einem Verfahrensschritt A wird geprüft, ob eine Ventil- hubumschaltung angefordert ist. Falls die Ventilhubumschaltung angefordert ist, wird im Verfahrensschritt B der zum Um¬ schaltzeitpunkt für eine momentneutrale Umschaltung der Be- triebszustände des Aktuators erforderliche Sollpegel eines Saugrohrabsolutdrucks ermittelt. Im Falle eines Einlassventils als Aktuator wird beispielsweise der für die Ventilhubum- Schaltung des Einlassventils erforderliche Sollpegel eines Saugrohrabsolutdrucks ermittelt. Der Sollpegel des Saugroh¬ rabsolutdrucks wird insbesondere derart ermittelt, dass eine Zylinderfüllung des Zylinders 11 der Brennkraftmaschine 100, das heißt der Massenstrom in den Zylinder, vor und nach der Um- schaltung der Betriebszustände des Akuators beziehungsweise bei dem Ausführungsbeispiel des als Einlassventils ausgebildeten Aktuators vor und nach der Ventilhubumschaltung für das Einlassventil 12 unverändert bleibt. Der Sollpegel des Saugroh- rabsolutdrucks kann insbesondere in Abhängigkeit von Positionen, auf die die Aktuatoren, beispielsweise das Einlassventil 12, der Brennkraftmaschine nach der Ventilhubumschaltung gestellt sind, ermittelt werden. Mittels eines Modellansatzes, wie er bei¬ spielsweise in der Druckschrift EP 0 820 559 Bl beschrieben ist, lassen sich für Motoren mit mehreren Ventilhüben für jeden gewünschten Ventilhub die zugehörigen Saugrohrabsolutdrücke jm, bei denen der Massenstrom in den Zylinder, das heißt die Zylinderfüllung konstant bleibt, bestimmen. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden dies bei dem Ausführungs- beispiel des Einlassventils als Aktuator lediglich die Drücke für jene zwei an der Ventilhubumschaltung beteiligten Ventilhübe sein .
Da die Ventilhubumschaltung von einem Arbeitsspiel zum anderen erfolgt, müsste für einen momentneutralen Wechsel ohne Zu- sat zmaßnahmen der Saugrohrabsolutdruck entsprechend sprunghaft gestellt werden. In der Realität ist dies jedoch nicht dar¬ stellbar, da dies - je nach Richtung des Lastsprungs - das physikalisch unmögliche sprunghafte Befüllen beziehungsweise Entleeren des Saugrohrs genau zum Zeitpunkt der Ventilhubum¬ schaltung bedingen würde.
Aufgeladene Verbrennungsmotoren bieten die Möglichkeit, den Ladedruck innerhalb gewisser Grenzen frei zu stellen. Limi- tierend wirken das Aufladeaggregat selbst, aber auch Festig¬ keitsgrenzen der beteiligten Bauteile. In einem Verfahrensschritt C wird festgestellt, ob der Saugrohrabsolutdruck durch eine Änderung des Ladedrucks mittels des Aufladeaggregats 20 der Brennkraftmaschine auf den Sollpegel einstellbar ist. Wenn festgestellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist, wird in einem Verfahrensschritt D ein Pegel des Ladedrucks, durch den es ermöglicht ist, nach dem Öffnen des Volumenstrom- Regelungsventils 30 der Brennkraftmaschine den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr 3 bereitzustellen, ermittelt.
Im Verfahrensschritt E wird der ermittelte Pegel des Ladedrucks in der Ladeluftstrecke 2 der Brennkraftmaschine, welche dem Volumenstrom-Regelungsventil vorgelagert ist, erzeugt, wenn zuvor festgestellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist. Da der Motor während der Änderung des Ladedrucks noch mit der Ventilstellung vor der Umschaltung betrieben wird, darf sich der Saugrohrabsolutdruck zunächst noch nicht ändern. Damit der Saugrohrabsolutdruck beispielsweise bei angehobenem Ladedruck nicht ansteigt, muss das Volumenstrom-Regelungsventil 30 entsprechend stärker angestellt werden. Im Verfahrensschritt E kann daher vorgesehen sein, eine Position des Volumen- strom-Regelungsventils 30 der Brennkraftmaschine während des Aufladens der Ladeluftstrecke 2 auf den ermittelten Pegel des Ladedrucks derart anzupassen, dass der Saugrohrabsolutdruck während des Aufladens der Ladeluftstrecke 2 zunächst konstant bleibt. Dies kann mit einem Modellansatz, wie er beispielsweise in der Druckschrift EP 0 820 559 Bl beschrieben ist, realisiert werden .
Für den Öffnungswinkel AredsP(a) des Volumenstrom-Regelungs¬ ventil, beispielsweise einer Drosselklappe, ergibt sich
Figure imgf000014_0001
und R als Gaskonstante
überkritischer Fluss
unterkritischer Fluss
Figure imgf000014_0002
Der Öffnungswinkel Aredsp a) des Volumenstrom-Regelungsventils wird durch den Sollluftmassenstrom an der Drosselklappe iüthrSP , durch den Absolutdruck vor der Drosselklappe Pthr.spr der dem Ladedruck entspricht, durch den Saugrohrabsolutdruck Pim r der dem Druck vor dem Einlassventil entspricht, durch die Saug¬ rohrtemperatur Tair im, die der Temperatur vor dem Einlassventil entspricht, und den isotropen Exponent des angesaugten Gases k bestimmt . Wenn der Pegel des Ladedrucks den Sollpegel vor dem Volumen¬ strom-Regelungsventil erreicht hat, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt F das Volumenstrom-Regelungsventil 30 ge¬ öffnet, um den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr 3 bereitzustellen. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt G wird dann zwischen den Betriebszuständen des Aktuators umgeschaltet. Beim Ausführungsbeispiel des Einlassventils als Aktuator wird der Ventilhub des Einlassventils 12 der Brenn¬ kraftmaschine umgeschaltet.
Wenn für eine Umschaltung von einem Betriebszustand des Aktuators in einen anderen, beispielsweise für eine Umschaltung von einem Ventilhub mit höherem Durchfluss auf einen Ventilhub mit ge¬ ringerem Durchfluss, der Absolutdruck vor dem Volumen- strom-Regelungsventil, das heißt der Ladedruck Vthr,sP' derart angehoben wird, dass sich bei der Ventilhubumschaltung und dem damit verbundenen Aufreißen des Volumenstrom-Regelungsventils 30 ein Saugrohrabsolutdruck pim einstellt, der notwendig ist, um die Zylinderfüllung konstant zu halten, dann sind Maßnahmen, wie beispielsweise der Zündwinkeleingriff, hinfällig.
Vorzugsweise wird der Ladedruck nur soweit angehoben, dass sich bei nachgeschaltetem Betriebszustand eines Aktuators bezie¬ hungsweise nachgeschaltetem Ventilhub des Einlassventils und völliger beziehungsweise an die Betriebsstrategie angepasster Entdrosselung der notwendige Saugrohrabsolutdruck pim einstellt. Der Ladedruck muss dabei möglichst präzise eingestellt werden. Wenn der Ladedruck pthr,sp vor dem Volumen¬ strom-Regelungsventil zu niedrig ist, so folgt ein Momente¬ neinbruch. Wenn hingegen der Ladedruck vor dem Volumenstrom-Regelungsventil zu hoch ist, so kann zwar der Momente¬ neinbruch verhindert werden, aber ein Teil des Massenstroms muss auch nach der Ventilhubumschaltung weggedrosselt werden, was energetisch unerwünscht ist.
Die Ablaufsteuerung zwischen dem Ladedruckaufbau, dem Aufreißen des Volumenstrom-Regelungsventils und dem Umschalten der Be¬ triebszustände des Aktuators beziehungsweise des Ventilhubs des Einlassventils muss sämtliche Totzeiten der Systemkomponenten berücksichtigen. Für eine momentenneutrale Umschaltung kann im Verfahrensschritt F insbesondere das Totzeitverhalten des Volumenstrom-Regelungsventils berücksichtigt werden, so dass gegebenenfalls die Ansteuerung des Volumen- strom-Regelungsventils der Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators beziehungsweise der Ventilhubumschaltung um eine kalibrierbare Zeit vorauseilt. Im Verfahrensschritt F kann daher zusätzlich vorgesehen sein, dass das Volumenstrom-Regelungs- ventil in Abhängigkeit von einem Totzeitverhalten des Volu¬ menstrom-Regelungsventils eine Zeit vor dem Umschalten der Betriebszustände des Aktuators, beispielsweise vor dem Um¬ schalten des Ventilhubs des Einlassventils, geöffnet wird, um im Saugrohr den Sollpegel des Saugrohrdrucks bereitzustellen.
Dadurch ist gewährleistet, dass beim tatsächlichen Umschalten des Ventilhubs der gewünschte Saugrohrabsolutdruck am Einlassventil anliegt. Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann die Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators, beispielsweise die Ventil- hubumschaltung des Einlassventils, auch mittels einer Kombi¬ nation aus dem Verfahren des Zündwinkelspätzugs und dem Ändern des Saugrohrabsolutdrucks durch Änderung des Ladedrucks mittels des Aufladeaggregats erfolgen. Dies kann vorteilhaft derart ausgeführt werden, indem beide Verfahren betriebspunktabhängig eingesetzt werden . In Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, in denen der notwendige Ladedruck nicht erzeugt werden kann, kann beispielsweise das Verfahren des Zündwinkelspätzugs angewandt werden, während in allen anderen Betriebspunkten die Änderung des Saugrohrabsolutdrucks durch Änderung des Ladedrucks mittels des Aufladeaggregats zum Einsatz kommt. Falls im Verfahrensschritt C daher festgestellt wird, dass der Ladedruckaufbau mittels des Aufladeaggregats nicht möglich ist, um den gewünschten Sollwert zu erreichen, wird im Verfahrensschritt H das Motormoment zum Durchführen der momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators 12 entsprechend angepasst. Dazu kann beispielsweise das Verfahren des Zündwinkelspätzugs angewandt werden, bei dem durch Vornahme eines Zündwinkeleingriffs eine Änderung des Motormoments während dem Umschalten der Be¬ triebszustände des Aktuators 12 verhindert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Verfahren des Zündwinkeleingriffs und der Änderung des Ladedrucks zum Ein- stellen des gewünschten Saugrohrabsolutdrucks auch derart kombiniert werden, dass ein Teil des in Folge der Ventilhub- umschaltung auftretenden Unterschiedes des Massenstroms in den Zylinder durch Einstellen des ermittelten Pegels des Ladedrucks durch das Aufladeaggregrat und ein anderen Teil des Unterschiedes des Massenstroms in den Zylinder durch den Zündwinkeleingriff kompensiert werden.
, ,
16
Bezugs zeichenliste
1 Zuführungsrohr für Frischluft
2 Ladedruckstrecke
3 Saugrohr
4 Abgasrohr
10 Verbrennungsmotor
11 Zylinder
12 Einlassventil
20 Aufladeaggregat
21 Turbine
22 Verdichter
30 Volumenstrom-Regelungsventil
40 Ladeluftkühler
50 Bypass-Ventil
60 MotorSteuereinrichtung
100 Brennkraftmaschine

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur momentenneutralen Umschaltung von Betriebs- zuständen eines Aktuators einer Brennkraftmaschine, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer Brennkraftmaschine (100) mit einem Verbrennungsmotor (10) mit mindestens einem Zylinder (11), mit mindestens einem Aktuator (12) zur Regulierung eines Massenstroms in dem Zylinder (11) und mit einem Volumen- strom-Regelungsventil (30) zum Regeln des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) der Brennkraftmaschine, wobei der Aktuator (12) in einen ersten und zweiten Betriebszustand umschaltbar ist, und wobei die Brennkraftmaschine derart ausgebildet ist, dass der Massenstrom in den Zylinder (11) und/oder das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors (10) bei gleichbleibendem Saugrohrabso¬ lutdruck in Abhängigkeit von dem Betreiben des Aktuators (12) in dem ersten und dem zweiten Betriebszustand unterschiedlich ist,
- Ermitteln des für eine momentenneutrale Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators (12) zum UmschaltZeitpunkt erforderlichen Sollpegels des Saugrohrabsolutdrucks,
- Feststellen, ob der Saugrohrabsolutdruck durch eine Änderung des Ladedrucks mittels eines Aufladeaggregats (20) der
Brennkraftmaschine auf den Sollpegel einstellbar ist,
- Ermitteln eines Pegels des Ladedrucks, durch den es ermöglicht ist, nach dem Öffnen des Volumenstrom-Regelungsventils (30) der
Brennkraftmaschine den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) bereitzustellen, wenn festgestellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdruck durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist,
- Erzeugen des ermittelten Pegel des Ladedrucks in einer La- deluftstrecke (2) der Brennkraftmaschine, welche dem Volu¬ menstrom-Regelungsventil (30) vorgelagert ist, wenn festge¬ stellt worden ist, dass der Saugrohrabsolutdrucks durch die Änderung des Ladedrucks auf den Sollpegel einstellbar ist, - Öffnen des Volumenstrom-Regelungsventils (30) zum Bereit¬ stellen des Sollpegels des Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) ,
- Umschalten des Aktuators (12) der Brennkraftmaschine zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den folgenden Schritt: Anpassen einer Position des Volumenstrom-Regelungsventils (30) der Brennkraftmaschine während des Aufladens der Ladeluftstrecke (2) auf den ermittelten Pegel des Ladedrucks derart, dass der Saugrohrabsolutdruck während des Aufladens der Ladeluftstrecke
(2) konstant bleibt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend den folgenden Schritt:
Öffnen des Volumenstrom-Regelungsventils (30), um im Saugrohr
(3) den Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks bereitzustellen, eine Zeit vor dem Umschalten der Betriebszustände des Aktuators (12), wobei die Zeit von einem Totzeitverhalten des Volumen- strom-Regelungsventils (30) abhängig ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei der Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks derart ermittelt wird, dass ein Massenstrom in den Zylinder (11) der Brenn- kraftmaschine vor und nach der Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators unverändert bleibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Sollpegel des Saugrohrabsolutdrucks in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, auf den der Aktuator (12) der
Brennkraftmaschine nach der Umschaltung der Betriebszustände geschaltet ist, ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend den folgenden Schritt: Anwenden eines Verfahrens, bei dem durch einen Zündwinkel¬ eingriff eine momenentenneutrale Umschaltung der Betriebszu¬ stände des Aktuators (12) ermöglicht ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei ein Teil des infolge der Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators (12) bei unverändertem Saugrohrabsolutdruck auftretenden Unterschiedes des Massenstroms in den Zylinder (11) durch Einstellen des ermittelten Pegels des Ladedrucks durch das Aufladeaggregat (20) und ein anderer Teil des Unterschiedes des Massenstroms in den Zylinder (11) durch einen Zündwinkeleingriff kompensiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
- wobei der Aktuator (12) als ein Einlassventil zur Regulierung eines in den Zylinder (11) einströmenden Luftmassenstroms ausgebildet ist,
- wobei das Einlassventil zwischen einem ersten Ventilhub als erstem Betriebszustand und einem zweiten Ventilhub als zweitem Ventilhub umgeschaltet wird.
9. Motorsteuereinrichtung zur Steuerung einer momentenneutralen Umschaltung von Betriebszuständen eines Aktuators einer
Brennkraftmaschine,
wobei die Motorsteuereinrichtung (60) zur Steuerung eines
Verfahrens zur momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände des Aktuators (12) der Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
10. Brennkraftmaschine mit momentenneutraler Umschaltung der Betriebszustände eines Aktuators der Brennkraftmaschine, um¬ fassend : - einen Verbrennungsmotor (10) mit mindestens einem Zylinder (11) und mindestens einem Aktuator (12) zur Regulierung des in den mindestens einen Zylinder (11) einströmenden Massenstroms,
- ein Aufladeaggregat (20) zur Einstellung eines Ladedrucks in der Ladeluftstrecke (2) der Brennkraftmaschine,
- ein Volumenstrom-Regelungsventil (30) zur Regulierung eines Saugrohrabsolutdrucks im Saugrohr (3) der Brennkraftmaschine,
- eine Motorsteuereinrichtung (60) zur Steuerung der
momentenneutralen Umschaltung der Betriebszustände des Ak- tuators (12) der Brennkraftmaschine nach Anspruch 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462190A (zh) * 2017-03-02 2019-11-15 世倍特集团有限责任公司 用于控制由排气涡轮增压器增压的内燃发动机的方法和装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017203213B3 (de) 2017-02-28 2018-07-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ventilhubumschaltsteuerung eines Verbrennungsmotors
JP6834996B2 (ja) 2018-01-25 2021-02-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0829632A2 (de) * 1996-09-03 1998-03-18 Dresser Industries Inc. Elektronisch steuerbares Abblaseventil
EP1213455A1 (de) * 1994-05-02 2002-06-12 Dresser Industries Inc. Steuersystem zur Turboladerregelung
US6895946B1 (en) * 2004-09-29 2005-05-24 General Motors Corporation Torque control of supercharged engine
DE10350150A1 (de) * 2003-10-28 2005-06-02 Daimlerchrysler Ag Verbrennungsmotor und Betriebsverfahren mit Ventilhubumschaltung und Ladeluftaufladung
US20070157604A1 (en) * 2004-02-09 2007-07-12 Hitachi, Ltd. Engine controller

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11504093A (ja) * 1995-04-10 1999-04-06 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 内燃機関のシリンダの中に流入する空気流量をモデルを援用して求める方法
DE102004061143B4 (de) * 2004-12-20 2008-10-16 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
DE102008042510A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Momentenaufbau bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor während einer aktiven Fahrdynamikregelung
DE102010023636B4 (de) * 2010-06-14 2021-09-02 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Antriebsaggregats

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1213455A1 (de) * 1994-05-02 2002-06-12 Dresser Industries Inc. Steuersystem zur Turboladerregelung
EP0829632A2 (de) * 1996-09-03 1998-03-18 Dresser Industries Inc. Elektronisch steuerbares Abblaseventil
DE10350150A1 (de) * 2003-10-28 2005-06-02 Daimlerchrysler Ag Verbrennungsmotor und Betriebsverfahren mit Ventilhubumschaltung und Ladeluftaufladung
US20070157604A1 (en) * 2004-02-09 2007-07-12 Hitachi, Ltd. Engine controller
US6895946B1 (en) * 2004-09-29 2005-05-24 General Motors Corporation Torque control of supercharged engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462190A (zh) * 2017-03-02 2019-11-15 世倍特集团有限责任公司 用于控制由排气涡轮增压器增压的内燃发动机的方法和装置
CN110462190B (zh) * 2017-03-02 2022-09-06 世倍特集团有限责任公司 用于控制由排气涡轮增压器增压的内燃发动机的方法和装置

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Publication number Publication date
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