DE602004001529T2

DE602004001529T2 - Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE602004001529T2
Application number: DE602004001529T
Authority: DE
Inventors: Takefumi Uchida; Harufumi Muto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: EP1452708B1; JP2004251183A; EP1452708A2; EP1452708A3; CN1523225A; DE602004001529D1; CN1270067C; US20040230364A1; US6917874B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die einen variablen Ventilverstellungsmechanismus zur Änderung des Ventilüberschneidungszustandes der Ansaug- und Abgasventile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
Brennkraftmaschinen mit einem variablen Ventilverstellungsmechanismus sind vorgeschlagen worden, um die Ansaugwirksamkeit zu verbessern, um NO_x oder die Abgasemission zu verringern und um den Verbrauch von Kraftstoff durch die Verringerung der durch interne Abgasrückführung EGR (exhaust gas recirculation) verursachten Pumpverluste zu verringern. Ein variabler Ventilverstellungsmechanismus variiert die Verstellung der Ansaug- und Abgasventile in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand eines Motors. Zum Beispiel werden Vorrichtungen zur variablen Ventilzeitsteuerung und variable Ventilhubvorrichtungen viel in fahrzeuggebundenen Brennkraftmaschinen benutzt. Eine Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung ändert die Zeitsteuerungen der Ansaug- und Abgasventile oder die Ventilzeitsteuerung. Eine variable Ventilhubvorrichtung ändert den Ventilhub der Ansaug- und Abgasventile.
In einem Motor mit solch einer variablen Ventilverstellungsvorrichtung ändert sich die Menge des im Zylinder verbleibenden Gases oder die Menge der internen Abgasrückführung in Übereinstimmung mit dem Arbeitsgang der Vorrichtung, z. B. gemäß der Ventilüberschneidung der Ansaug- und Abgasventile. Unter Berücksichtigung der Änderungen der Menge der internen Abgasrückführung gemäß dem Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtung werden die Einstellungen der Motor steuerungsparameter wie z. B. den Zündzeitpunkt verändert. Zum Beispiel offenbart das Dokument JP-9-209895 eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die solch einen variablen Ventilverstellungsmechanismus aufweist. Die Vorrichtung der Veröffentlichung ändert den Zündzeitpunkt unter Berücksichtigung von Änderungen der Menge der internen Abgasrückführung in Übereinstimmung mit dem Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Ventilüberschneidung bezieht sich auf einen Zustand, bei dem ein Ansaugventil und ein Abgasventil zur gleichen Zeit geöffnet sind.
Die Menge der internen Abgasrückführung ändert sich in einer komplexen Art und Weise in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl, der Motorlast und dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Die Vorrichtung der vorstehend erwähnten Veröffentlichung grenzt jedoch die Beziehung zwischen dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung und Änderungen hinsichtlich des Betrags der internen Abgasrückführungsmenge nicht deutlich ab. Folglich kann die Vorrichtung den Zündzeitpunkt in Bezug auf Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge kaum optimieren.
Da der Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtung die interne Abgasrückführungsmenge beeinflußt, kann in Betracht gezogen werden, die interne Abgasrückführungsmenge mittels der variablen Ventilverstellungsvorrichtung zu steuern. Da jedoch die Beziehung zwischen dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung und Änderungen des Betrags der internen Abgasrückführungsmenge nicht deutlich bestimmt ist, kann die interne Abgasrückführungsmenge nicht mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden.
Der Stand der Technik unter Bezug auf das Dokument EP 1 211 402 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei eine variable Ventilverstellungsvorrichtung mindestens eines der Ansaug- und Abgasventile ansteuert, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile beide geöffnet sind, wobei sich ei ne interne Abgasrückführungsmenge in Übereinstimmung mit dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung ändert. In dieser Vorrichtung ist die interne Abgasrückführungsmenge die Menge des Verbrennungsgases, die in einem Zylinder des Motors vorliegt, wenn eine Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder verbrannt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung den Motor sicher und genau steuert, auf der Grundlage der Beziehung zwischen der variablen Ventilverstellungsvorrichtung und der Menge der internen Abgasrückführung. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen abgegrenzt.
In Übereinstimmung mit dem Ziel der vorliegenden Erfindung wurde eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine geschaffen. Der Motor weist ein Ansaugventil, ein Abgasventil und eine variable Ventilverstellungsvorrichtung auf. Die variable Ventilverstellungsvorrichtung verstellt mindestens eines der Ansaug- und Abgasventile, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile beide geöffnet sind. Eine interne Abgasrückführungsmenge verändert sich dabei in Übereinstimmung mit dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Die interne Abgasrückführungsmenge ist die Menge des verbrannten Gases, das in einem Zylinder des Motors vorliegt, wenn eine Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder verbrannt wird. Die Vorrichtung ist mit einem Computer ausgestattet. Entsprechend der Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die bei der Verstellung der variablen Ventilverstellungsvorrichtung auftreten, korrigiert der Computer eine Motorsteuerungsgröße, die durch die Änderung der internen Abgasrückführungsmenge beeinflußt wird. Der Computer berechnet einen Korrekturbetrag, der verwendet wird bei der Korrektur der Motorsteuerungsgrö ße auf der Basis des Verhältnisses eines Ist-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge zu einem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge, des Verhältnisses eines Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche zu einem Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche oder des Verhältnisses des Quadrats eines Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche zum Quadrat eines Soll-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche.
Die vorliegende Erfindung schafft eine weitere Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Der Motor weist ein Ansaugventil, ein Abgasventil und eine variable Ventilverstellungsvorrichtung auf. Die variable Ventilverstellungsvorrichtung verstellt mindestens eines der Ansaug- und Abgasventile, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile beide geöffnet sind. Eine interne Abgasrückführungsmenge verändert sich dabei in Übereinstimmung mit dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Die interne Abgasrückführungsmenge ist die Menge des verbrannten Gases, das in einem Zylinder des Motors vorliegt, wenn eine Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder verbrannt wird. Die Vorrichtung hat eine Steuereinheit, welche die variable Ventilverstellungsvorrichtung steuert, um die interne Abgasrückführungsmenge auf einen vorbestimmten Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge einzustellen. Die Steuereinheit steuert die variable Ventilverstellungsvorrichtung auf eine Art und Weise, daß eine Ventilüberschneidungsfläche der Ansaug- und Abgasventile einen Wert einnimmt, der durch die Multiplikation des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche mit dem Verhältnis des Soll-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge zum Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge erhalten wird, oder derart, daß ein Ventilüberschneidungsbetrag der Ansaug- und Abgasventile einen Wert einnimmt, der durch die Multiplikation des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrages mit der Quadratwurzel des Verhältnisses des Soll-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge zum Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge erhalten wird.
Weiter schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Der Motor weist ein Ansaugventil, ein Abgasventil und eine variable Ventilverstellungsvorrichtung auf. Die variable Ventilverstellungsvorrichtung verstellt mindestens eines der Ventile, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile beide geöffnet sind. Eine interne Abgasrückführungsmenge verändert sich dabei in Übereinstimmung mit dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Die interne Abgasrückführungsmenge ist die Menge des verbrannten Gases, das in einem Zylinder des Motors vorliegt, wenn eine Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder verbrannt wird. Die Vorrichtung hat eine Steuereinheit, welche die variable Ventilverstellungsvorrichtung steuert, um die interne Abgasrückführungsmenge auf einen vorbestimmten Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge einzustellen. Die Steuereinheit berechnet eine grundlegende Ventilüberschneidungsfläche, die auf der Drehgeschwindigkeit des Motors und auf der auf den Motor ausgeübten Last basiert. Die Steuereinheit berechnet ebenfalls eine grundlegende interne Abgasrückführungsmenge, welche die Abgasrückführungsmenge für den Fall darstellt, wenn die Ventilüberschneidungsfläche der Ansaug- und Abgasventile einen Wert einnimmt, der der grundlegenden Ventilüberschneidungsfläche entspricht. Die Steuereinheit steuert die variable Ventilverstellungsvorrichtung auf eine Art und Weise, daß die Ventilüberschneidungsfläche einen Wert einnimmt, der durch die Multiplikation der grundlegenden Ventilüberschneidungsfläche mit dem Verhältnis des Soll-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge zum Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung schafft eine weitere Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Der Motor weist ein Ansaugventil, ein Abgasventil und eine variable Ventilverstellungsvorrichtung auf. Die variable Ventilverstellungsvorrichtung verstellt mindestens eines der Ansaug- und Abgasventile, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile beide geöffnet sind. Eine in terne Abgasrückführungsmenge verändert sich dabei in Übereinstimmung mit dem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung. Die interne Abgasrückführungsmenge ist die Menge des verbrannten Gases, das in einem Zylinder des Motors vorliegt, wenn eine Luft-Kraftstoff-Mischung im Zylinder verbrannt wird. Die Vorrichtung hat eine Steuereinheit, welche die variable Ventilverstellungsvorrichtung steuert, um die interne Abgasrückführungsmenge auf einen vorbestimmten Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge einzustellen. Die Steuereinheit berechnet eine grundlegende Ventilüberschneidungsfläche, die auf der Drehgeschwindigkeit des Motors und auf der auf den Motor ausgeübten Last basiert. Die Steuereinheit berechnet ebenfalls eine grundlegende interne Abgasrückführungsmenge, welche die Abgasrückführungsmenge für den Fall darstellt, wenn die Ventilüberschneidungsfläche der Ansaug- und Abgasventile einen Wert einnimmt, der der grundlegenden Ventilüberschneidungsfläche entspricht. Die Steuereinheit steuert die variable Ventilverstellungsvorrichtung auf eine Art und Weise, daß die Ventilüberschneidungsfläche einen Wert einnimmt, der durch die Multiplikation der grundlegenden Ventilüberschneidungsfläche mit der Quadratwurzel des Verhältnisses des Soll-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge zum Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge erhalten wird.
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich durch die folgende Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung darstellen, gegeben wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann zusammen mit deren Zielen und Vorteilen am besten verstanden werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen:
1 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Gesamtanordnung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
2 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel der Einstellungen der Ventilsteuerzeit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3A bis 3C zeigen schematische Ansichten, die das Verhalten von verbranntem Gas in einer Brennkraftmaschine darstellen;
4 ist eine Darstellung, das den Rückfluß von verbranntem Gas aus einem Abgasrohr zeigt;
5A und 5B sind schematische Darstellungen, die das Verhalten von verbranntem Gas zeigen, das aus einem Abgasrohr zurückfließt;
6 zeigt ein Diagramm, das die Änderungen des Ventilhubs eines Ansaugventils und eines Abgasventils darstellt;
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktion f₃ (NE, Pm) zeigt;
8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer internen Abgasrückführungsmenge und einem optimalen Zündzeitpunkt zeigt;
9 zeigt Diagramme, die Änderungen der Ventilhubkurven in Übereinstimmung mit Änderungen des Betrages der Ventilüberschneidung darstellen;
10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Ist-Wert der Ventilüberschneidung und einem VVT-Korrekturwert zeigt;
11 ist ein Blockschaltbild, das eine Logik für die Berechnung eines VVT-Korrekturwertes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Diagramm, das Änderungen einer internen Abgasrückführungsmenge in Abhängigkeit von Änderungen des Betrags der Ventilüberschneidung zeigt;
13 ist ein Flußdiagramm, das den Programmablauf einer Grenzwertüberwachung einer internen Abgasrückführung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
14 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Arbeitsweise des in 13 gezeigten Ablaufs zur Steuerung eines Soll-Werts der internen Abgasrückführung zeigt; und
15 ist ein Diagramm, das Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge in Übereinstimmung mit Änderungen des Betrags der Ventilüberschneidung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist eine Brennkraftmaschine 10 dieser Ausführungsform einen oder mehr Zylinder 15 auf, von denen jeder einen Kolben 16, mindestens ein Ansaugventil 17 und mindestens ein Abgasventil 18 enthält. Jedes Ansaugventil 17 und jedes Abgasventil 18 ist einem der Zylinder 15 zugeordnet. Eine Ansaugleitung 25, welche eine Einlaßdurchführung darstellt, ist mit dem Zylinder 15 verbunden. Das Ansaugventil 17 verbindet die Ansaugleitung 25 mit dem Zylinder 15 und trennt sie wahlweise wieder davon. Eine Abgasleitung 26, welche eine Abgasauslaßdurchführung darstellt, ist ebenfalls mit dem Zylinder 15 verbunden. Das Abgasventil 18 verbindet die Abgasleitung 26 mit dem Zylinder 15 und trennt sie wahlweise wieder davon.
Der Motor 10 weist verschiedene Sensoren auf, die den Betriebszustand des Motors 10 ermitteln. Zum Beispiel ist ein Kurbelwinkelsensor 21 in der Nähe einer Kurbelwelle, die eine Abtriebswelle des Motors 10 ist, angeordnet. Nockenwinkelsensoren 22m, 22e sind in der Nähe einer Ansaug-Nockenwelle bzw. einer Abgas-Nockenwelle angeordnet. Weiterhin sind ein Sensor für den Ansaugleitungsdruck 23 und ein Luftmengenmesser 24, der ein Durchflußmengensensor ist, in der Ansaugleitung 25 angeordnet. Die von diesen Sensoren ermittelten Signale werden an eine elektronische Steuereinheit 20 geschickt, die verschiedene Steuerungen des Motors 10 durchführt. Die elektronische Steuereinheit 20 ist eine Steuereinrichtung, die einen Computer umfaßt.
Die elektronische Steuereinheit 20 überwacht den Betriebszustand des Motors 10 auf der Basis der festgestellten Signale der Sensoren. Zum Beispiel wird die Drehphase der Kurbelwelle oder der Kurbelwinkel aus den ermittelten Signalen des Kurbelwinkelsensors 21 erhalten. Die Motordrehzahl NE wird ebenfalls aus den Signalen des Kurbelwinkelsensors 21 erhalten. Die Drehphasen der Ansaug-Nockenwelle und der Abgas-Nockenwelle oder Nockenwinkel werden von den ermittelten Signalen der Nockenwinkelsensoren 22m, 22e erhalten. Weiterhin wird der Druck Pm in der Ansaugleitung 25 von den ermittelten Signalen des Sensors für den Ansaugleitungsdruck 23 erhalten, und die Ansaugluftmenge GA wird durch die erfaßten Signale des Luftmengenmessers 24 erhalten.
Auf der Grundlage des Betriebszustands des Motors 10, der mittels der Meßergebnisse der Sensoren überwacht wird, führt die elektronische Steuereinheit 20 verschiedene Überprüfungen des Motors 10 durch. Zum Beispiel gibt die elektronische Steuereinheit 20 Befehlssignale an ein Einspritzventil 12, einen Zündstecker 14 und ein Drosselventil 13 des Motors 10 gemäß dem Betriebszustand des Motors 10 ab und steuert dadurch die Kraftstoffeinspritzung, den Zündzeitpunkt und die Menge der angesaugten Luft.
Der Motor 10 weist zwei variable Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e auf. Die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e variieren die Ventilzeitsteuerung des Ansaugventils 17 bzw. des Abgasventils 18. In dieser Ausführungsform verändern die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e die Drehphasen der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 in Bezug auf der Kurbelwelle, die eine Abtriebswelle des Motors darstellt, und verändert dadurch die Ventilzeitsteuerungen der Ansaug- und Abgasventile 17, 18.
Auf der Basis der Steuerung der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e führt die elektronische Steuereinheit 20 eine Ventilsteuerungsüberprüfung durch oder ändert die Ventilzeitsteuerung des Ansaug- und Abgasventils 17, 18. Die Ventilsteuerungsüberprüfung in dieser Ausführungsform wird in der folgenden Art und Weise durch die elektronische Steuereinheit 20 durchgeführt.
Zuerst werden auf der Basis einer Motordrehzahl NE und einer Motorlast die Soll-Werte für die Ventilzeitsteuerung tVTm und die Ventilzeitsteuerung tVTe berechnet, wobei dies Soll-Werte für die Ventilzeitsteuerung der Ansang- bzw. Abgasventile 17, 18 sind. Die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e werden so betätigt, daß die Ist-Werte der Ventilzeitsteuerungen realVTm, realVTe der Ansaug- bzw. Abgasventile 17, 18, die durch die Nockenwinkelsensoren 22m, 22e ermittelt werden, die berechneten Soll-Werte der Ventilzeitsteuerung tVTm, tVTe anstreben.
In dieser Ausführungsform bezieht sich die Ventilsteuerung VTm auf einen Betrag des Fortschreitens des Öffnungstakts des Ansaugventils 17, wobei dieser Betrag, wie in 2 gezeigt, in Einheiten des Kurbelwinkels ausgedrückt wird. Außerdem bezieht sich die Ventilzeitsteuerung VTe auf einen Betrag des Verzögerns des Öffnungstakts des Abgasventils 18, wobei dieser Betrag, wie in 2 gezeigt, in Einheiten des Kurbelwinkels ausgedrückt wird. Die Ventilzeitsteuerung VTm des Ansaugventils 17 wird dargestellt durch den Betrag des Fortschreitens [°CA] in Bezug auf die am meisten zeitverzögerte Winkelposition, bei der das Öffnen und Schließen des Ansaugventils 17 am meisten im Bereich der durch die variable Ventilverstellungsvorrichtung 11m geänderte Ventilsteuerung verzögert ist. Die Ventilsteuerung VTe des Abgasventils 18 wird dargestellt durch den Betrag der Verzögerung [°CA] in Bezug auf die am meisten fortgeschrittene Winkelposition, bei der das Öffnen und Schließen des Abgasventils 18 am meisten im Bereich der durch die variable Ventilverstellungsvorrichtung 11e geänderte Ventilsteuerung fortgeschritten ist.
Wenn die Ventilsteuerungen der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 geändert werden, wird die interne Abgasrückführungsmenge vergrößert oder verringert. Demgemäß wird der optimale Zündzeitpunkt verändert. Daher wird in dieser Ausführungsform in Anbetracht der Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die abhängig ist von Änderungen der Ventilsteuerungen der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 der Zündzeitpunkt durch die variable Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e korrigiert. Nachstehend wird die Korrektur des Zündzeitpunkts gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
[Berechnung der internen Abgasrückführungsmenge M_egrALL]
Die Berechnung der internen Abgasrückführungsmenge M_egrALL bei einer bestimmten Motordrehzahl wird nun beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, ändert sich die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL nicht nur in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl NE und der Motorlast, sondern auch mit den Zuständen der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e. Derartige Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge M_egrALL sind einfach und genau festzustellen, indem eine Ventilüberschneidungsfläche AOL der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 oder ein Ventilüberschneidungsbetrag OL verwendet wird.
(Verhalten des Verbrennungsgases im Zylinder 15)
Das Verhalten des Verbrennungsgases im Zylinder 15 des Motors 10 wird nun beschrieben.
Die Verbrennung des Kraftstoffs im Zylinder 15 erzeugt Verbrennungsgas. Das Verbrennungsgas wird zur Abgasleitung 26 ausgestoßen, wenn das Abgasventil 18 öffnet (siehe 3A). Danach wird das Ansaugventil 17 geöffnet, so daß die Ventilüberschneidung beginnt. Aufgrund des Unterschieds zwischen einem Druck Pe in der Abgasleitung und einem Druck Pm in der Ansaugleitung, fließt ein Teil des Verbrennungsgases aus der Abgasleitung 26 zurück in den Zylinder 15 (siehe 3C). Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Teil des Verbrennungsgases durch den Zylinder 15 und tritt in die Ansaugleitung 25 ein. Dieser Teil des Verbrennungsgases wird im anschließenden Ansaugtakt zusammen mit der neuen Luft wieder in den Zylinder 15 hineingezogen. In dieser Beschreibung wird ein Teil des Verbrennungsgases, das während der Ventilüberschneidung aus der Abgasleitung 26 zurück in den Zylinder fließt, nachdem das Ansaugventil 17 geöffnet wurde, als Rückfluß-Verbrennungsgas bezeichnet. Die Menge des Rückfluß-Verbrennungsgases wird als Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 bezeichnet.
Andererseits verbleibt unmittelbar bevor das Ansaugventil 17 geöffnet wird, etwas von dem Verbrennungsgas im Zylinder 15 ohne aus der Abgasleitung 26 ausgestoßen worden zu sein (siehe 3B). Ein Teil des übriggebliebenen Verbrennungsgases verweilt weiter im Zylinder 15, währenddessen der Rest aufgrund eines Rückflusses des Abgases zeitweise zurück in die Ansaugleitung 25 fließt und dann während des anschließenden Ansaugtaktes wieder in den Zylinder 15 zurückgezogen wird. Daher wird der gesamte Anteil des Verbrennungsgases, der im Zylinder 15 bis unmittelbar vor dem Öffnen des Ansaugventils 17 verbleibt, bei der anschließenden Verbrennung im Zylinder 15 vorhanden sein. Der Teil des Verbrennungsgases, der im Zylinder 15 unmittelbar vor dem Öffnen des Ansaugventils 17 verbleibt wird als Restverbrennungsgas be zeichnet. Die Menge des Restverbrennungsgases wird als Restverbrennungsgasmenge M_egr1 bezeichnet.
Dementsprechend wird die interne Abgasrückführungsmenge, die im Zylinder 15 bei der Verbrennung vorliegt, durch die folgende Gleichung (1) berechnet, in der die abgeschätzte interne Abgasrückführungsmenge durch M_egrALL symbolisiert wird. In Gleichung (1) wird die abgeschätzte interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL als Summe der Restverbrennungsgasmenge M_egr1 und der Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 ausgedrückt. MegrALL = Megr1 + Megr2 (1)
(Berechnung der Restverbrennungsgasmenge M_egr1)
Die Restverbrennungsgasmenge M_egr1 wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt, die eine Gaszustandsgleichung darstellt, welche auf dem Zustand im Zylinder 15 unmittelbar vor dem Öffnen des Ansaugventils 17 beruht. Die Größen in Gleichung (2): Pm stellt den Druck in der Ansaugleitung dar, Pe ist der Druck in der Abgasleitung 26, Re stellt die Gaskonstante des Verbrennungsgases dar, Te stellt die Abgastemperatur dar (die Temperatur des Verbrennungsgases durch die Abgasleitung 26 oder die Temperatur des Abgases) und V stellt das Volumen des Zylinders 15 unmittelbar vor dem Öffnen des Ansaugventils 17 dar.
Das Zylindervolumen V unmittelbar vor dem Öffnen des Ansaugventils 17 wird durch die folgende Gleichung (3) berechnet und zwar auf der Grundlage der Zeitsteuerung des Öffnens des Ansaugventils T_open (BTDC), des Bohrungsdurchmessers r_b des Zylinders, des Hubs S des Kolbens 16 und des Volumens der Verbrennungskammer, wenn sich der Kolben 16 am oberen Totpunkt befindet, oder dem Zwischenraumvolumen V_c.
In der Gleichung (3) sind der Bohrungsdurchmesser r_b des Zylinders, der Hub S und das Zwischenraumvolumen V_c Konstanten, die durch die Abmessungen der Konstruktion bestimmt werden. Daher wird im Falle einer Brennkraftmaschine, welche die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e aufweist, das Zylindervolumen V als Funktion f₂(T_open) der Ansaugventilöffnungszeiten berechnet.
(Berechnung der Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2)
Während der Ventilüberschneidung fließt das Verbrennungsgas aufgrund des Unterschiedes zwischen dem Druck in der Abgasleitung Pe und dem Druck in der Ansaugleitung Pm on der Abgasleitung 26 zur Ansaugleitung 25. Das heißt, daß das Verbrennungsgas aus der Abgasleitung 26 durch den Zylinder 15 strömt. Auf dem Weg des Verbrennungsgases fungieren in diesem Zustand die Öffnung zwischen der Ansaugleitung 25 und dem Zylinder, die durch das Ansaugventil 17 (die Ansaugventilöffnung) festgelegt ist, und die Öffnung zwischen der Abgasleitung 26 und dem Zylinder, die durch das Abgasventil 18 (die Abgasventilöffnung) festgelegt ist als Einengungen, von denen jede eine verringerte Fläche aufweist. Deshalb wird das Verhalten des Verbrennungsgases durch ein Schema gemäß 4 wiedergegeben. Die Strömungsrate Q des Verbrennungsgases kann durch die Verwendung einer Gleichung zur Berechnung der Strömungsrate an den Abschnitten der Einengung berechnet werden.
Die folgende Gleichung (4) wird als Gleichung zur Berechnung der Strömungsrate an einem Teil verwendet, das als eine Einengung fungiert. Die Größen in der Gleichung (4): κ stellt die Kennzahl der spezifischen Wärme des Verbrennungsgases dar, μ ist der Strömungskoeffizient und A stellt die Öffnungsfläche des Ventils dar.
Wenn eine Ungleichung 1/(κ + 1) < Pm/Pe erfüllt ist, wird Φ(Pm/Pe) in Gleichung (4) durch die folgende Gleichung (5) dargestellt.
Wenn eine Ungleichung 1/(κ + 1) ≥ Pm/Pe erfüllt ist, wird Φ(Pm/Pe) in Gleichung (4) durch die folgende Gleichung (6) dargestellt.
Daher kann die Menge des Verbrennungsgases, das in den Zylinder 15 zurückgezogen wird oder die Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 berechnet werden als ein Zeitintegral der Strömungsrate des Verbrennungsgases an der Einengung während der Ventilüberschneidung. Da der Ansaugleitungsdruck Pm, der Abgasleitungsdruck Pe, die Abgastemperatur Te und die Kennzahl der spezifischen Wärme κ nicht abrupt geändert werden, werden diese Werte während der Ventilüberschneidung im wesentlichen als konstant angenommen. Daher wird die Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 als ein Wert berechnet, der proportional zum Zeitintegral Σ(μA) einer effektiven Ventilöffnungsfläche μA steht (μA = Strömungskonstante μ x Ventilöffnungsfläche A). Damit kann die Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden.
(Berechnung des Zeitintegrals Σ(μA) der effektiven Ventilöffnungsfläche μA)
Strömt das Abgas während der Ventilüberschneidung zurück, fungiert das Ansaugventil als eine Einengung, wenn wie in 5A gezeigt, die effektive Ventilöffnungsfläche μ_iA_i des Ansaugventils 17 geringer ist als die effektive Ventilöffnungsfläche μ_eA_e des Abgasventils 18. Wenn wie in 5B gezeigt, die effektive Ventilöffnungsfläche μ_eA_e des Abgasventils 18 geringer ist als die effektive Ventilöffnungsfläche μ_iA_i des Ansaugventils 17, fungiert das Abgasventil 18 als eine Einengung. Kurz gesagt fungiert dasjenige der beiden Ventile Abgasventil 18 und Ansaugventil 17 als eine Einengung, das eine geringere effektive Ventilöffnungsfläche als das andere hat. Somit wird das Zeitintegral Σ(μA) der effektiven Ventilöffnungsfläche (effektive Einengung der Öffnungsfläche) durch Gleichung (8) ausgedrückt. Das Zeitintegral Σ(μA) ist ein Zeitintegral während der Ventilüberschneidung.
Wenn angenommen wird, daß das Abgasventil 18 und das Ansaugventil 17 den gleichen Strömungskoeffizienten μ (μ_i = μ_e = μ_i) haben, kann die Gleichung (8) zur folgenden Gleichung (9) umgeformt werden. In Gleichung (9) stellt der Ausdruck in Klammern auf der rechten Seite die Fläche eines schraffierten Abschnitts der Ventilüberschneidung dar, der durch Ventilhubkurven in 6 abgegrenzt ist, oder eine Ventilüberschneidungsfläche AOL.
Für den Fall einer Brennkraftmaschine, die die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e aufweist, die den Öffnungs- und Schließentakt des Ansaugventils 17 und des Abgasventils 18 oder die Ventilzeitsteuerung ändern, wird die Ventilüberschneidungsfläche AOL in Übereinstimmung mit den Einstellungen der Ventilzeitsteuerung der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 geändert. Da die unmittelbaren Werte der ef fektiven Ventilöffnungsfläche μA durch die Dimensionen des Aufbaus bestimmt sind, wie z. B. des Nockenprofils, wird das Zeitintegral Σ(μA) als eine Funktion des Ventilüberschneidungsbetrages OL der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 und der Motordrehzahl NE berechnet. Das heißt, der Ventilüberschneidungsbetrag OL stellt die Ventilüberschneidung in Einheiten des Kurbelwinkels dar. Deshalb wird, wenn die effektive Ventilöffnungsfläche μA in Bezug auf den Kurbelwinkel integriert wird, eine Funktion f₁(OL) erhalten, die sich nur auf den Ventilüberschneidungsbetrag OL bezieht. Danach wird, wenn das Kurbelwinkelintegral durch die Motordrehzahl NE geteilt wird, die Ventilüberschneidungsfläche AOL oder das Zeitintegral Σ(μA) der effektiven Ventilöffnungsfläche erhalten. Deshalb kann Gleichung (9) zur folgenden Gleichung (10) umgeformt werden. Wenn Gleichung (10) in die Gleichung (7) eingesetzt wird, wird die folgende Gleichung (11) erhalten.
(Berechnung der internen Abgasrückführungsmenge M_egrALL)
Die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL, die im Zylinder 15 während der Verbrennung vorliegt, ist die Summe aus der durch die Gleichung (2) wiedergegebenen Restverbrennungsgasmenge M_egr1 und der durch die Gleichung (11) dargestellten Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2. Das heißt die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL wird durch die folgende Gleichung (12) ausgedrückt.
Der Abgasleitungsdruck Pe und die Abgastemperatur Te können im Betriebszustand des Motors abgeschätzt werden. Das heißt der Abgasleitungsdruck Pe und die Abgastemperatur Te werden als Funktion der Motordrehzahl NE und der Motorlast berechnet. Daher können diese Werte, wenn der Abgasleitungsdruck Pe und die Abgastemperatur Te nicht gemessen oder abgeschätzt werden, als Funktionen der Motordrehzahl NE und eines Parameters erhalten werden, der für die Motorlast steht, wie z. B. ein Motorlastfaktor KL (das Verhältnis der Ist-Last zur maximalen Last WOT), eine Einlaßluftmenge GA und der Ansaugleitungsdruck Pm.
Wenn der Ansaugleitungsdruck Pm als ein Indikator für die Motorlast verwendet wird, kann die Gleichung (11) als folgende Gleichung (13) ausgedrückt werden, die eine Funktion des Ventilüberschneidungsbetrages OL, der Motordrehzahl NE und des Ansaugleitungsdruckes Pm ist. 7 zeigt ein Beispiel der Einstellung solch einer Funktion f₃(NE, Pm).
Wenn (Pe/Re·Te) in Gleichung (2) als eine Funktion f₄(Ne,Pm) der Motordrehzahl NE und des Ansaugleitungsdruckes Pm ausgedrückt wird, ist die Restverbrennungsgasmenge M_egr1 formulierbar durch Gleichung (14). Megr1 = f4(NE,Pm) × f2(Topen) (14)
In diesem Fall wird die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL durch die folgende Gleichung (15) oder eine Funktion der Motordrehzahl NE, des Ansaugleitungsdruckes Pm, des Ventilüberschneidungsbetrages OL und der Öffnungszeiten des Ansaugventils T_open ausgedrückt.
(Berechnung des VVT-Korrekturwertes AVVT des Zündzeitpunkts)
Wie vorstehend beschrieben, kann die interne Abgasrückführungsmenge bei einem bestimmten Betriebszustand des Motors 10 unter Verwendung der Motordrehzahl NE, des Ansaugleitungsdruckes Pm und des Ventilüberschneidungsbetrages OL der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 ausgedrückt werden (oder die Ventilüberschneidungsfläche AOL). Demgemäß wird der Zündzeitpunkt auf die folgende Art und Weise korrigiert in Übereinstimmung mit der internen Abgasrückführungsmenge, die mit der Arbeitsweise der variable Ventilverstellungsvorrichtungen 11m und 11e korrespondiert.
8 zeigt Änderungen eines optimalen Zündzeitpunktes tSA bei einer gegebenen Motordrehzahl und einer bestimmten Motorlast, wobei der Zündzeitpunkt tSA mit Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge übereinstimmt. Wenn die interne Abgasrückführungsmenge wie in 8 gezeigt zunimmt, verschiebt sich auch der optimale Zündzeitpunkt tSA. Dies resultiert zum Teil daher, daß eine Zunahme der internen Abgasrückführungsmenge die Verbrennungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs im Zylinder 15 verringert.
Wenn die Ventilzeitsteuerung des Ansaug- und Abgasventils 17 und 18 einzig und allein durch vorgegebene Werte der Motordrehzahl und der Motorlast bestimmt werden, wird die interne Abgasrückführungsmenge ausschließlich durch einen gegebenen Wert der Motordrehzahl und der Motorlast bestimmt. Während der Motor 10 in Betrieb ist, können sich jedoch aufgrund von Ansprechverzögerungen der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m und 11e, die bei Änderungen des Ventiltakts der Ansaug- und Abgasventile 17 und 18 begleitend entstehen, die Ist-Werte der Ventiltakte VTm, VTe von den Soll-Werten der Ventiltakte tVTm, tVTe unterscheiden. Um den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit der aktuellen internen Abgasrückführungsmenge zu korrigieren, müssen deshalb Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die auf Unterschiede zwischen den Ist-Werten der Ventiltakte VTm, VTe und den Soll-Werten der Ventiltakte tVTm, tVTe zurückzuführen sind, in Betracht gezogen werden.
In dieser Beschreibung wird der optimale Zündzeitpunkt, wenn die interne Abgasrückführungsmenge gleich Null ist, als Referenz- Zündzeitpunkt tSA0 bezeichnet. Die interne Abgasrückführungsmenge für die Situation, wenn die Ist-Werte der Ventiltakte VTm, Vte der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 den Soll-Werten der Ventiltakte tVTm, tVTe entsprechen, wird als ein Soll-Wert für die interne Abgasrückführungsmenge tEGR bezeichnet. Die Differenz zwischen dem optimalen Zündzeitpunkt tSAb und dem Referenz- Zündzeitpunkt tSA0, bei dem die interne Abgasrückführungsmenge gleich dem Soll-Wert für die interne Abgasrückführungsmenge ist, wird als ein Basiskorrekturwert AVVTb bezeichnet. Der Referenz- Zündzeitpunkt tSAO, der Soll-Wert für die interne Abgasrückführungsmenge tEGR und der Basiskorrekturwert AVVTb werden ausschließlich durch die Motordrehzahl und die Motorlast bestimmt. Die Beziehung von interner Abgasrückführungsmenge tEGR und Basiskorrekturwert AVVTb zur Motordrehzahl und Motorlast kann im Voraus durch Experimente erhalten werden.
Durch die Verwendung des Referenz-Zündzeitpunkts tSA0, des Soll-Wertes für die interne Abgasrückführungsmenge tEGR und des Basiskorrekturwertes AVVTb wird der Zündzeitpunkt tSAb durch die folgende Gleichung (16) ausgedrückt. tSAb = tSA0 + AVVTb (16)
Weiterhin wird, wenn der optimale Zündzeitpunkt tSA und die interne Abgasrückführungsmenge wie in 8 gezeigt in einer linearen Beziehung zueinander stehen, der Korrekturwert des Zündzeitpunkts oder der VVT-Korrekturwert AVVT, die aufgrund der Betätigung der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e in Übereinstimmung stehen mit Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, durch die folgende Gleichung (17) ausgedrückt. Das heißt der VVT-Korrekturwert AVVT kann als ein Wert angesehen werden, der proportional ist zu einem Verhältnis r_egr des Ist-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge realEGR zum Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR (realEGR/tEGR).
Die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL wird bei einer vorgegebenen Motordrehzahl wie in 1 gezeigt durch die Summe aus der Restverbrennungsgasmenge M_egr1 und der Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 dargestellt. Deshalb wird das Verhältnis r_egr durch die folgende Gleichung (18) ausgedrückt. In Gleichung (18) sind rearM_egr1 und rearM_egr2 die aktuellen Werte der Restverbrennungsgasmenge bzw. der Rückfluß-Verbrennungsgasmenge. tM_egr1 und tM_egr2 stellen die Restverbrennungsgasmenge bzw. die Rückfluß-Verbrennungsgasmenge dar, wenn die Ventiltakte der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 den Soll-Werten der Ventilzeitsteuerung tVTm, tVTe entsprechen.
Da die Temperatur des im Zylinder 15 verbliebenen Verbrennungsgases, wenn das Ansaugventil 17 geöffnet ist, bezeichnenderweise hoch ist und die Dichte des Gases gering ist, ist die Restverbrennungsgasmenge M_egr1 im Allgemeinen extrem klein im Vergleich zur Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 (M_egr1 << M_egr2). Folglich kann die Gleichung (18), wenn für das Verhältnis der obige Wert angenommen werden kann, durch die folgende Gleichung (19) angenähert werden.
Wenn die Gleichung (13), welche die Rückfluß-Verbrennungsgasmenge M_egr2 wiedergibt, in Gleichung (19) eingesetzt wird, wird die folgende Gleichung (20) erhalten. In Gleichung (20) stehen die Größen realOL, realNE und realPm für die aktuellen Werte des Ventilüberschneidungsbetrages, der Motordrehzahl bzw. des Ansaugleitungsdruckes. tOL, tNE und tPm stellen die Werte dar für den Ventilüberschneidungsbetrag, die Motordrehzahl bzw. den Ansaugleitungsdruck, wenn die Ventil takte der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 den Soll-Werten der Ventilzeitsteuerung tVTm, tVTe entsprechen.
Da vorübergehende Änderungen der Ventilzeitsteuerungen der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 nicht direkt die Motordrehzahl NE und den Ansaugleitungsdruck Pm beeinflussen, werden die Motordrehzahl NE und der Ansaugleitungsdruck Pm als im wesentlichen konstant angesehen, wohingegen die Ventilzeitsteuerungen veränderlich sind. Daher sind die Gleichungen realNE = tNE und realPm = tPm erfüllt und die Gleichung (20) kann zur folgenden Gleichung (21) vereinfacht werden.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die Funktion f₁(OL) die Ventilüberschneidungsfläche AOL der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 dar. Somit kann das Verhältnis r_egr als ein Verhältnis aus dem Ist-Wert der Ventilüberschneidungsfläche realAOL, welcher der aktuelle Wert der Ventilüberschneidungsfläche ist, zu einem Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche tAOL, welcher ein Wert der Ventilüberschneidungsfläche ist, wenn die Ventiltakte der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 den Sollwerten entsprechen, ausgedrückt werden.
Wie in 9 gezeigt, sind, obwohl sich der Ventilüberschneidungsbetrag OL verändert, die Ventilüberschneidungsfläche AOL1 und die Ventilüberschneidungsfläche AOL2 im wesentlichen geometrisch ähnlich. Wenn angenommen wird, daß die Ventilüberschneidungsflächen AOL1 und AOL2 trotz des Unterschiedes hinsichtlich des Ventilüberschneidungsbetrages geometrisch ähnlich sind, wird die Ventilüberschneidungsfläche AOL eines vorgegebenen Wertes des Ventilüberschneidungsbetrages OL durch einen Wert angenähert, der proportional ist zum Quadrat des Ventilüberschneidungsbetrages OL. Deshalb kann die Gleichung (21) als die folgende Gleichung (22) formuliert werden.
Wenn die Gleichungen (21), (22) in die Gleichung (17) eingesetzt werden, werden die folgenden Gleichungen (23), (24) erhalten. Demzufolge wird der VVT-Korrekturwert AVVT des Zündzeitpunkts auf der Grundlage des Verhältnisses des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche realAOL zum Sollwert der Ventilüberschneidungsfläche tAOL oder des Verhältnisses des Quadratwerts des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrags realOL zum Quadratwert des Sollwerts des Ventilüberschneidungsbetrags tOL berechnet.
10 zeigt die Beziehung zwischen dem VVT-Korrekturwert AVVT und dem Ventilüberschneidungsbetrag OL bei einer vorgegebenen Motordrehzahl und vorgegebenen Motorlast. Der Zusammenhang wird durch Gleichung (24) wiedergegeben. Wie in 10 gezeigt, ist, wenn die Motordrehzahl und die Motorlast konstant sind, der VVT-Korrekturwert AVVT proportional zur Quadratzahl des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrags realOL.
In dieser Ausführungsform korrigiert die elektronische Steuereinheit 20, wenn der Zündzeitpunkt eingestellt wird, den Zündzeitpunkt durch die Verwendung des VVT-Korrekturwertes AVVT, der berechnet wird unter Verwendung von Gleichung (24). Ein Verfahren zur Berechnung des VVT-Korrekturwertes AVVT gemäß dieser Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 11 beschrieben.
11 ist ein Blockschaltbild, dss Vorgangs für die Berechnung des VVT-Korrekturwertes AVVT. Wie in 11 gezeigt, wird der Sollwert des Ventilüberschneidungsbetrags tOL berechnet unter Verwendung der Soll-Werte für die Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe der Ansaug- bzw. Abgasventile 17, 18, die bei der vorstehend beschriebenen Ventilzeitsteuerung berechnet werden. Bei der vorstehend beschriebenen Ventilzeitsteuerungen werden die Soll-Werte für die Ventilzeitsteuerung tVTm und tVTe auf der Basis der Motordrehzahl NE und des Motorlastfaktors KL berechnet. Im Beispiel von 11 werden die Soll-Werte für die Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe unter Verwendung von Berechnungskennfeldern M01 und M02 berechnet. Das Berechnungskennfeld M01 definiert den Zusammenhang zwischen dem Soll-Wert der Ansaugventilzeitsteuerung tVTm und der Motordrehzahl NE und des Motorlastfaktors KL. Das Berechnungskennfeld M02 definiert den Zusammenhang zwischen dem Soll-Wert der Abgasventilzeitsteuerung tVTe und der Motordrehzahl NE und des Motorlastfaktors KL.
Weiterhin werden die Ist-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe der Ansaug- bzw. Abgasventile 17, 18 auf der Basis von ermittelten Meßergebnissen der Nockenwinkelsensoren 22m und 22e berechnet. Auf der Basis der Ist-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe wird der Ist-Wert des Ventilüberschneidungsbetrages realOL berechnet.
Weiterhin wird basierend auf der Motordrehzahl NE und dem Motorlastfaktor KL der Basiskorrekturwert AVVTb berechnet. Der Basiskorrekturwert AVVTb wird berechnet unter Verwendung eines Berechnungskennfelds M03, das die Beziehung zwischen dem Basiskorrekturwert AVVTb und der der Motordrehzahl NE und des Motorlastfaktors KL definiert.
Auf der Grundlage der berechneten Werte des Basiskorrekturwerts AVVTb, des Sollwerts des Ventilüberschneidungsbetrags tOL und des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrags realOL wird der VVT-Korrekturwert AVVT mit Hilfe der Gleichung (24) berechnet. Der Zündzeitpunkt wird danach unter Verwendung des berechneten VVT-Korrekturwertes AVVT korrigiert. Dementsprechend wird der Zündzeitpunkt genau korrigiert in Übereinstimmung mit den durch den Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m und 11e verursachten Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge.
Diese Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.

(1) In der vorstehend dargestellten Ausführungsform wird der VVT-Korrekturwert AVVT des Zündzeitpunktes berechnet auf der Basis des Verhältnisses aus der Quadratzahl des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrags realOL zur Quadratzahl des Sollwertes des Ventilüberschneidungsbetrags tOL. Das Verhältnis der Quadratzahlen stellt, wie in Gleichung (22) gezeigt, das Verhältnis des Ist-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge realEGR zum Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR dar. Somit wird der Zündzeitpunkt durch die Verwendung des berechneten VVT-Korrekturwertes AVVT leicht und genau korrigiert in Übereinstimmung mit Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die den Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m und 11e begleiten.

Da sich die Menge der neu in den Zylinder 15 eingezogenen Luft in Übereinstimmung mit Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge ändert, müssen die Ansaugluftmenge und das Öffnungsmaß der Drosselklappe entsprechend den Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge korrigiert werden, wenn die Menge der neuen Luft genau gesteuert wird. Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, was den Änderungen des Betrages der eingeführten neuen Luft entspricht, muß die Kraftstoffeinspritzmenge in Übereinstimmung mit den Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge korrigiert werden. Um Änderungen im Betriebszustand zu bewältigen, was beeinflußt wird durch Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, muß die Einspritzzeitsteuerung entsprechend der internen Abgasrückführungsmenge korrigiert werden. Um das Verbrennungsgas zu steuern, das im Zylinder 15 der Brennkraftmaschine vorliegt, die eine externe Abgasrückführung durchführt, muß die externe Abgasrückführungsmenge entsprechend den Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge korrigiert werden. Die externe Abgasrückführung bezieht sich auf die Rückführung von verbranntem Gas con der Abgasleitung 26 zur Ansaugleitung 25 durch einen dafür vorgesehenen Abgasrückführungsdurchgang (externer Abgasrückführungsdurchgang).
Auf diese Weise werden Steuerparameter des Motors mit Ausnahme des Zündzeitpunkts durch Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die den Betrieb der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen begleiten, beeinflußt. Beim Korrigieren solcher Parameter kann der Korrekturwert auf der Basis des Verhältnisses des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche zum Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche oder das Verhältnis der Quadratzahl des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche zur Quadratzahl des Soll-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche berechnet werden.
Eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Vor allem die Unterschiede zur ersten Ausführungsform werden nachfolgend diskutiert.
Gemäß der obigen Gleichung (21) ist das Verhältnis r_egr des Ist-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge realEGR zum Soll-Wert der Abgasrückführungsmenge tEGR gleich dem Verhältnis des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche realAOL zum Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche tAOL. Ebenso ist in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (22) das Verhältnis r_egr gleich dem Verhältnis aus der Quadratzahl des Ist-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche realOL und der Quadratzahl des Soll-Wertes der Ventilüberschneidungsfläche tOL. Demgemäß werden die Gleichungen (25) und (26) eingeführt. Das heißt, die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL ist proportional zur Ventilüberschneidungsfläche AOL und proportional zum Quadrat des Ventilüber schneidungsbetrages OL. In diesen Gleichungen stellen k₁ und k₂ vorbestimmte Konstanten dar. MegrALL = k1·AOL (25) MegrALL = k2·(OL)2 (26)
Gemäß diesen Gleichungen werden die Zustände der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m und 11e, insbesondere die Ventilüberschneidungsfläche AOL, die in Übereinstimmung mit den Zuständen und der Beziehung zwischen dem Ventilüberschneidungsbetrag OL und der internen Abgasrückführungsmenge bestimmt wird, zuverlässig ermittelt. Zum Beispiel ist es erforderlich, wie in 12 gezeigt, den Ventilüberschneidungsbetrag OL auf die Hälfte des aktuellen Wertes zu verringern, wenn die interne Abgasrückführungsmenge M_egrALL auf ein Viertel des aktuellen Wertes reduziert wird.
Deshalb werden die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e wie in den folgenden Positionen (a) und (b) beschrieben gesteuert. Dementsprechend wird die interne Abgasrückführungsmenge einfach und zuverlässig gesteuert, um nach dem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR zu suchen.

(a) Die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e werden so gesteuert, daß die Ventilüberschneidungsfläche AOL der Ansaug- und Abgasventile 17 und 18 sich einem Wert annähert, der durch Multiplikation des Ist-Werts der Ventilüberschneidungsfläche realAOL mit dem Verhältnis aus dem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR und dem Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge realEGR berechnet wird.
(b) Die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e werden so gesteuert, daß der Ventilüberschneidungsbetrag OL der Ansaug- und Abgasventile 17 und 18 sich einem Wert annähert, der durch Multiplikation des Ist-Werts des Ventilüberschneidungsbetrages realOL mit der Quadratwurzel des Ver hältnisses aus dem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR und dem Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge realEGR berechnet wird.

Die folgenden Gleichungen (27), (28) sind aus den vorstehenden Gleichungen (25), (26) abgeleitet. In den Gleichungen (27), (28) stehen eine grundlegende Ventilüberschneidungsfläche baseAOL, ein grundlegender Ventilüberschneidungsbetrag baseOL und eine grundlegende interne Abgasrückführungsmenge baseEGR für die Ventilüberschneidungsfläche, den Ventilüberschneidungsbetrag bzw. die interne Abgasrückführungsmenge, wenn die Ventilzeitsteuerung des Einsaugventils 17 und die Ventilzeitsteuerung des Abgasventils 18 grundlegende Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe sind.
Weil die grundlegende Ventilüberschneidungsfläche baseAOL und der grundlegende Ventilüberschneidungsbetrag baseOL ausschließlich durch die grundlegenden Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe bestimmt werden, können baseAOL und baseOL ausschließlich auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet werden. Weiterhin kann, da die grundlegende interne Abgasrückführungsmenge baseEGR auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Motorlast bestimmt wird, baseEGR vorher durch Experimente errechnet werden.
Gemäß den Gleichungen (27) und (28) werden die Ventilüberschneidungsfläche und der Ventilüberschneidungsbetrag, die verwendet werden, um die interne Abgasrückführungsmenge auf einen gewünschten Wert einzustellen, einfach und zuverlässig erhalten. Das heißt, daß, wenn die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e so gesteuert werden, daß sich der Ist-Wert der Ventilüberschneidungsfläche und der Ist- Wert des Ventilüberschneidungsbetrags dem Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche tAOL bzw. dem Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags tOL, die durch die Gleichungen (27) und (28) berechnet wurden, annähern, die interne Abgasrückführungsmenge genau gesteuert wird.
Nachfolgende ein Beispiel, in dem dieses Verfahren auf die Grenzwertüberwachung der internen Abgasrückführung angewendet wird.
13 zeigt ein Flußdiagramm, das die Programmroutine einer Grenzwertüberwachung einer internen Abgasrückführung gemäß dieser Ausführungsform darstellt. Die elektronische Steuereinheit 20 führt die Programmroutine aus 13 periodisch als eine Unterbrechung aus.
Wenn die Programmroutine begonnen wird, werden die grundlegenden Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe der Ansaug- und Abgasventile 17 und 18 in Schritt 100 berechnet. Die Berechnung der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe wird unter Verwendung von Berechnungskennfeldern ausgeführt, die auf der Motordrehzahl NE und der Motorlast basieren. Ebenfalls wird in Schritt der grundlegende Ventilüberschneidungsbetrag baseOL unter Verwendung der berechneten grundlegenden Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe berechnet. Der grundlegende Ventilüberschneidungsbetrag baseOL stellt den Ventilüberschneidungsbetrag dar, wenn die Ventiltakte der Ansaug- und Abgasventile den grundlegenden Soll-Werten der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe entsprechen.
In Schritt 110 wird die grundlegende interne Abgasrückführungsmenge baseEGR auf der Grundlage der Motordrehzahl NE und der Motorlast KL bestimmt. Die grundlegende interne Abgasrückführungsmenge baseEGR stellt die interne Abgasrückführungsmenge bei der aktuellen Motordrehzahl NE und Motorlast KL unter der Annahme dar, daß die Ventiltakte der An saug- und Abgasventile den Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe entsprechen.
In Schritt 120 wird ein Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL auf der Grundlage der Motordrehzahl NE berechnet. In Schritt 130 wird bestimmt, ob der berechnete Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL nicht kleiner ist als ein festgelegter Wert α. Der festgelegte Wert α ist geringfügig kleiner als der obere Grenzwert eines erlaubten Bereichs des Drehmomentfluktuationsbetrags ΔTL oder geringfügig kleiner als der niedrigste Wert des Drehmomentfluktuationsbetrags ΔTL, der eine instabile Verbrennung darstellt.
Wenn der Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL gleich oder größer ist als der festgelegte Wert α (positives Ergebnis in Schritt 130), wird in Schritt 140 ein vorbestimmter Wert γ zu einem internen Abgasrückführungsreduzierwert ΔEGR addiert. Wenn der Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL kleiner ist als der festgelegte Wert α (negatives Ergebnis in Schritt 130), wird ein vorbestimmter Wert β vom internen Abgasrückführungsreduzierwert ΔEGR subtrahiert. Der vorbestimmte Wert β ist geringer als der vorbestimmte Wert γ.
Der interne Abgasrückführungsreduzierwert ΔEGR stellt den Betrag der internen Abgasrückführungsmenge dar, der von der grundlegenden internen Abgasrückführungsmenge baseEGR abgezogen werden sollte. Wenn der interne Abgasrückführungsreduzierwert ΔEGR einen negativen Wert aufweist, liegt im Vergleich zur grundlegenden internen Abgasrückführungsmenge baseEGR eine erhöhte interne Abgasrückführungsmenge vor.
Nachdem die interne Abgasrückführungsmenge ΔEGR festgelegt ist, wird der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR berechnet unter Verwendung der grundlegenden internen Abgasrückführungsmenge baseEGR und des internen Abgasrückführungsreduzierwerts ΔEGR auf der Grundlage der folgenden Gleichung (29) in Schritt 160. tEGR = baseEGR – ΔEGR (29)
14 zeigt ein Beispiel der Prozedur zur Einstellung des Soll-Werts der internen Abgasrückführungsmenge tEGR in Übereinstimmung mit der in 13 gezeigten Routine. Wie in 14 gezeigt, wird der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR um den vorbestimmten Wert β nach und nach erhöht, wenn der Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL kleiner ist als der festgelegte Wert α. Andererseits wird, wenn die interne Abgasrückführungsmenge übermäßig groß ist und der Drehmomentfluktuationsbetrag ΔTL aufgrund der instabilen Verbrennung (zu den Zeiten t1 und t2 in 14) den festgelegten Wert α erreicht und überschreitet, der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR durch den vorbestimmten Wert γ erheblich verringert. Dementsprechend wird der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR auf einen Wert in der Nähe des maximalen Werts erhöht, in einem Bereich, in dem die Verbrennung keinen instabilen Zustand einnehmen kann.
Daher wird durch eine derartige Steuerung der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e, daß die interne Abgasrückführungsmenge sich an den Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR annähert, die interne Abgasrückführungsmenge in einem Bereich maximiert, in dem eine günstige Verbrennung aufrechterhalten wird. Folglich wird der Kraftstoffverbrauch und die Menge der Abgasemission verringert. Die Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm bzw. tVTe, die erforderlich sind zur Steuerung der internen Abgasrückführungsmenge, werden in den Schritten 170 und 180 berechnet.
In Schritt 170 wird ein Grenzkorrekturbetrag ΔOL unter Verwendung der folgenden Gleichung (30) berechnet. Der Grenzkorrekturbetrag ΔOL stellt die Differenz zwischen dem grundlegenden Ventilüberschneidungsbetrag baseOL und dem Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags tOL dar.
In Schritt 180 werden die grundlegenden Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tbVTm bzw. tbVTe auf eine solche Weise korrigiert, daß der Ventilüberschneidungsbetrag durch den Grenzkorrekturbetrag ΔOL verringert wird, so daß die endgültigen Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm bzw. tVTe berechnet werden. Im vorliegenden Beispiel wird der grundlegende Soll-Wert der Ventilzeitsteuerung tbVTe des Abgas-Ventils 18 weiterbehandelt mit dem Grenzkorrekturbetrag ΔOL, um den endgültigen Soll-Wert der Ventilzeitsteuerung tVTe (tVTe = tbVTe + ΔOL) zu erhalten. Andererseits wird der grundlegende Soll-Wert der Ventilzeitsteuerung tbVTm des Ansaug-Ventils 17 als endgültige Ventilzeitsteuerung tVTm (tVTm = tbVTm) verwendet.
Die elektronische Steuereinheit 20 stellt auf diese Weise die endgültigen Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm, tVTe der Ansaug- und Abgas-Ventile 17 und 18 ein und unterbricht zeitweise die aktuelle Routine. Wenn die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e auf der Grundlage der endgültigen Soll-Werte der Ventilzeitsteuerung tVTm, tVTe gesteuert werden, wird der Ventilüberschneidungsbetrag OL der Ansaug- und Abgas-Ventile 17 und 18 zum Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags tOL und die interne Abgasrückführungsmenge wird wird auf den Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR eingestellt.
Diese Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.

(1) In dieser Ausführungsform werden die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e so gesteuert, daß der Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags tOL ein Wert ist, der durch Multiplizieren des grundlegenden Ventilüberschneidungsbetrags baseOL mit der Quadratwurzel des Verhältnisses aus dem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR und der grundlegenden internen Abgasrückführungsmenge baseEGR berechnet wird. Demgemäß wird die interne Abgasrückführungsmenge so gesteuert, daß sie dem Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge entspricht. In dieser Ausfüh rungsform werden die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e auf der Grundlage der Beziehung zwischen der internen Abgasrückführungsmenge und dem Ventilüberschneidungsbetrag gesteuert, was durch die Gleichung (22) zum Ausdruck kommt, und die interne Abgasrückführungsmenge wird dementsprechend reguliert. Somit wird die interne Abgasrückführungsmenge akkurat geregelt.

In der in 11 gezeigten Computerlogik wird der VVT-Korrekturwert AVVT unter Verwendung der Gleichung (24) auf der Grundlage des Ist-Wertes des Ventilüberschneidungsbetrags realOL und des Sollwerts des Ventilüberschneidungsbetrags tOL berechnet. Es kann jedoch auch die Gleichung (23) verwendet werden, um den VVT-Korrekturwert AVVT zu erhalten. In diesem Fall können der Ist-Wert der Ventilüberschneidungsfläche realAOL und der Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche tAOL aus den Soll-Werten und den aktuellen Werten der Ventiltakte der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 berechnet werden. Folglich kann die vorliegende Erfindung sogar angewendet werden, wenn die Ventilüberschneidungsfläche AOL nicht als proportional zum Quadrat des Ventilüberschneidungsbetrags OL angenommen werden kann.
In der in 13 gezeigten Grenzwertsteuerungsroutine für die interne Abgasrückführung werden die Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe der Ansaug- und Abgasventile 17 und 18 auf der Basis der Beziehung zwischen dem Ventilüberschneidungsbetrag und der internen Abgasrückführungsmenge berechnet, was durch die Gleichung (28) wiedergegeben wird. Die Soll-Werte der Ventilzeitsteuerungen tVTm und tVTe können auch auf der Basis der Beziehung zwischen der Ventilüberschneidungsfläche und der internen Abgasrückführungsmenge berechnet werden, was in der Gleichung (27) gezeigt ist. Folglich kann die vorliegende Erfindung sogar angewendet werden, wenn die Ventilüberschneidungsfläche AOL nicht als proportional zum Quadrat des Ventilüberschneidungsbetrags OL angenommen werden kann.
Die Berechnung des VVT-Korrekturwertes AVVT in der ersten Ausführungsform kann auf die folgende Art und Weise erhalten werden. Zunächst werden der Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge realEGR und der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR berechnet, indem z. B. Gleichung (15) verwendet wird. Danach wird, wie in Gleichung (17) gezeigt, der VVT-Korrekturwert AVVT auf der Grundlage des Verhältnisses des Ist-Wertes der internen Abgasrückführungsmenge realEGR zum Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge tEGR berechnet.
Solange die interne Abgasrückführungsmenge reguliert wird durch die Änderung des Ventilüberschneidungszustandes mittels der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen, kann die Steuerung der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen in Bezug auf die Regulierung der internen Abgasrückführungsmenge in der zweiten Ausführungsform auf andere Steuerungen als die unter Bezugnahme auf 13 beschriebene Grenzwertsteuerung der internen Abgasrückführung angewendet werden. Auf jedem Fall wird, wenn die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e auf der Grundlage der zwischen den durch die Gleichungen (21) und (22) ausgedrückten Beziehungen gesteuert werden, die interne Abgasrückführungsmenge einfach und genau gesteuert.
In den dargestellten Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung auf den Motor 10 angewendet, in dem die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen 11m, 11e die Ventiltakte des Ansaugventils 17 bzw. des Abgasventils 18 variieren. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf einen Motor angewendet werden, in dem ein einzelner variabler Ventilverstellungsmechanismus entweder am Ansaugventil oder am Abgasventil angeordnet ist. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auf einen Motor angewendet werden, der andere Arten von variablen Ventilverstellungsvorrichtungen aufweist, wie z. B. eine Vorrichtung zum Variieren des Ventilhubs. Das heißt, daß die vorliegende Erfindung auf beliebige Arten von Brennkraftmaschinen angewendet werden kann, in denen die Ventilüber schneidung der Ansaug- und Abgasventile durch variable Ventilverstellungsvorrichtungen geändert wird.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als illustrierend und nicht beschränkend anzusehen, und die Erfindung ist nicht auf hierin gegebene Details zu begrenzen, wobei sie aber innerhalb des Schutzbereichs und der Entsprechung der angehängten Ansprüche modifiziert werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (10), wobei der Motor (10) ein Ansaugventil (17), ein Abgasventil (18) und eine variable Ventilverstellungsvorrichtung (11m, 11e) aufweist, wobei die variable Ventilverstellungsvorrichtung mindestens eines der Ventile (17, 18) verstellt, um einen Zustand der Ventilüberschneidung zu verändern, in dem die Ventile (17, 18) beide geöffnet sind, wobei sich eine interne Abgasrückführungsmenge in Übereinstimmung mit einem Zustand der variablen Ventilverstellungsvorrichtung (11m, 11e) ändert, wobei die interne Abgasrückführungsmenge die Menge des Verbrennungsgases ist, die in einem Zylinder (15) des Motors (10) vorliegt, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder (15) verbrannt wird, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Computer (20), wobei in Übereinstimmung mit Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge, die die Betätigung der variablen Ventilverstellungsvorrichtungen (11m, 11e) mit sich bringt, der Computer (20) eine Motorsteuerungsgröße korrigiert, die durch Änderungen der internen Abgasrückführungsmenge beeinflußt wird, wobei der Computer (20) einen Korrekturbetrag berechnet, der in der Korrektur der Motorsteuerungsgröße verwendet wird und der auf dem Verhältnis des Quadrats des Ist-Werts eines Ventilüberschneidungsbetrags zum Quadrats des Soll-Werts eines Ventilüberschneidungsbetrags basiert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (20) einen Steuerungssollwert des Ventilüberschneidungszustandes entsprechend eines Betriebszustands des Motors (10) bestimmt, wobei die variablen Ventilverstellungsvorrichtungen (11m, 11e) mindestens eines der Ansaug- und Abgasventile 17, 18 verstellen, so daß sich der Ventilüberschneidungszustand dem ermittelten Steuerungssollwert annähert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand des Motors (10) eine Drehzahl des Motors (10) und eine Last aufweist, die auf den Motor (10) ausgeübt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (20) auf der Grundlage der Drehzahl des Motors (10) und der auf den Motor ausgeübten Last einen Basiskorrekturwert ermittelt, wobei der Computer (20) den Korrekturwert durch Multiplizieren des Basiskorrekturwerts mit dem Verhältnis berechnet.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert der internen Abgasrückführungsmenge ein aktueller Wert der internen Abgasrückführungsmenge ist, wobei der Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge eine interne Abgasrückführungsmenge ist, bei der der Ventilüberschneidungszustand gleich dem Steuerungssollwert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (20) auf der Grundlage der Drehzahl des Motors (10) und der auf den Motor (10) ausgeübten Last den Soll-Wert der internen Abgasrückführungsmenge ermittelt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert der Ventilüberschneidungsfläche ein aktueller Wert der Ventilüberschneidungsfläche ist, wobei der Soll-Wert der Ventilüberschneidungsfläche eine Ventilüberschneidungsfläche ist, bei der Ventilüberschneidungszustand gleich dem Steuerungssollwert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilüberschneidungsfläche einem Zeitintegral der effektiven Öffnungsflächen des Ansaugventils (17) und des Abgasventils (18) entspricht, in einer Periode während der die Ventile beide geöffnet sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags ein aktueller Wert des Ventilüberschneidungsbetrags ist, wobei der Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags ein Ventilüberschneidungsbetrag ist, bei dem der Ventilüberschneidungszustand gleich dem Steuerungssollwert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (20) auf der Grundlage der Drehzahl des Motors (10) und der auf den Motor (10) ausgeübten Last den Soll-Wert des Ventilüberschneidungsbetrags ermittelt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerungsgröße mindestens eine der folgenden Größen aufweist: den Zündzeitpunkt des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder (15), eine in den Zylinder (15) eingezogene Luftmenge, eine Menge des eingespritzten Kraftstoffs und den Takt der Kraftstoffeinspritzung.