DE10016858A1

DE10016858A1 - Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10016858A1
Application number: DE10016858A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwano; Hiraku Ooba; Isamu Kazama; Toru Fuse
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: US6279551B1; DE10016858B4

Abstract

Ein elektronisches Motorsteuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen gewünschten Ladedruck zu erzeugen, umfasst ein elektronisch gesteuertes Drosselventil und einen Drucksensor, der in einer Ansaugleitung angeordnet ist, um einen tatsächlichen Ladedruck zu erfassen. Das System berechnet eine Soll-Luftmenge, die in einer geschichteten Verbrennungsart oder bei einer homogenen Magerverbrennungsart verwendet wird, basierend auf zumindest einem Betätigungsgrad des Gaspedals. Das System berechnet weiter den gewünschten Ladedruck basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast und berechnet einen Ladedruck-Korrekturfaktor als das Verhältnis des gewünschten Ladedrucks zum tatsächlichen Ladedruck während der geschichteten Verbrennungsart oder während der homogenen Magerverbrennungsart. Außerdem ist ein Arithmetikabschnitt vorgesehen, um die Soll-Luftmenge durch den Ladedruck-Korrekturfaktor während der geschichteten Verbrennungsart oder während der homogenen Magerverbrennungsart zu korrigieren. Die korrigierte Soll-Luftmenge wird als eine virtuelle Soll-Luftmenge festgelegt. Eine Drosselbetätigungsvorrichtung betätigt das elektronisch gesteuerte Drosselventil, so dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird. Auf diese Weise wird die Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks während der Beschleunigung/Verzögerung in der Mager- oder Ultramagerverbrennungsart korrigiert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungs kraftmaschine mit einer Vorverdichtervorrichtung, wie beispielsweise einem Kompressor oder einem Turbovorverdichter (einfach: Turbolader), und insbesondere eine elektro nisch gesteuerte Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung und einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem, das zur Umschaltung zwischen zumin dest einer homogenen Verbrennungsart und einer geschichteten Verbrennungsart ver wendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

In den letzten Jahren wurden verschiedene Verbrennungskraftmaschinen vorgeschla gen und entwickelt, die in der Lage sind, in zumindest einer von zwei Verbrennungsar ten betrieben zu werden, nämlich einer homogenen Verbrennungsart, in der eine Treib stoffeinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt des Ansaughubes eine homogene Luft- Treibstoffmischung erzeugt, und eine geschichtete Verbrennungsart (eine Verbren nungsart mit später Einspritzung), bei der eine Treibstoffeinspritzung bis zum Ende des Verdichtungshubes verzögert wird, um eine geschichtete Luft-Treibstoffmischung zu er zeugen. Wenn ein Motor beschleunigt wird, der in einem Bereich eines mageren oder ultramageren Luft-Treibstoffmischungsverhältnisses betrieben wird, das magerer als das stöchiometrische Luft-Treibstoffmischungsverhältnis (14,6 : 1) ist, also bei einer Be schleunigung in einer Betriebsart mit Magerverbrennung oder in einer Betriebsart mit Ultramagerverbrennung, dann gibt es zwei Möglichkeiten, um die Ausgangsleistung des Motors zu erhöhen. Eine Möglichkeit besteht darin, das Luft-Treibstoffmischungsver hältnis (A/F oder AFR) in Richtung eines fetteren Luft-Treibstoffverhältnisses zu steuern oder zu kontrollieren. In diesem Fall stellt der erhöhte Ausstoß von Stickstoffoxiden (NOx) ein Problem dar. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Druck in der Luft- Treibstoffmischung durch eine Vorverdichtungsvorrichtung ohne Änderung des A/F zu erhöhen. Durch das letztere Verfahren ist es möglich, die Ausgangsleistung des Motors zu erhöhen und gleichzeitig den Ausstoß an NOx zu verringern, wenn in der Betriebsart mit Magerverbrennung oder in der Betriebsart mit Ultramagerverbrennung beschleunig wird. Ein derartiges Verfahren wurde in der vorläufigen japanischen Patentveröffentli chung Nr. 7-158462 offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Änderungscharakteristiken des Ladedrucks, die während einer Beschleunigung ei nes bei einem stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis betriebenen Motors (dieser Bereich wird im Folgenden als "stöchiometrische Verbrennungsart" oder als "stöchio metrischer Verbrennungsbereich" bezeichnet) unterscheiden sich etwa von denen wäh rend einer Beschleunigung mit einem bei magerem Luft-Treibstoffverhältnis betriebenen Motor (dieser Bereich wird im Folgenden als "Magerverbrennungsart" oder als "Mager verbrennungsbereich"). Im Vergleich zur Beschleunigung/Verzögerung bei der stöchio metrischen Verbrennungsart findet bei der Magerverbrennungsart während der Be schleunigung/Verzögerung eine große Änderung des Ladedrucks statt. Beispielsweise tritt während der Beschleunigung in der Magerverbrennungsart eine Antwortverzögerung im Anstieg des Ladedruckes auf. Die Antwortverzögerung des Anstiegs des Ladedrucks bewirkt eine Verzögerung bei der Erhöhung der Luftmenge, die in die Zylinder des Mo tors eintritt. Ähnlich tritt während der Verzögerung in der Magerverbrennungsart eine Antwortverzögerung im Abfall des Ladedrucks auf. Die Antwortverzögerung beim Abfall des Ladedrucks bewirkt eine Verzögerung bei der Verringerung der Menge an ange saugter Luft. Aufgrund der Antwortverzögerung bei der Änderung des Ladedrucks unter scheiden sich die Anstiegs- und Abfalleigenschaften des Motormoments während der Beschleunigung/Verzögerung bei der Magerverbrennungsart von denen während der Beschleunigung/Verzögerung in der stöchiometrischen Verbrennungsart. Wie oben be schrieben wurde, ist beim Vorliegen der Antwortverzögerung bei der Änderung des La dedrucks die Magerverbrennungsart der stöchiometrischen Verbrennungsart sowohl hinsichtlich der Anstiegs- und Abfalleigenschaften des Drehmoments als auch hinsicht lich der Fahreigenschaften unterlegen.

Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtervorrichtung zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile im Stand der Technik vermeidet.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Verbren nungskraftmaschine mit einer Vorverdichtervorrichtung und einem elektronischen Treib stoffeinspritzsystem zu schaffen, die in der Lage ist, Anstiegs- und Abfallcharakteristiken im Motormoment bereitzustellen, die im Wesentlichen den Beschleunigungs-/Ver zögerungseigenschaften der stöchiometrischen Verbrennungsart entsprechen, selbst wenn die Beschleunigung/Verzögerung in der Magerverbrennungsart stattfindet.

Um die obigen oder andere Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst eine Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungs vorrichtung, durch die ein vorbestimmter Ladedruck erzeugbar ist, eine Drosselsteue rungsvorrichtung, die ein Drosselventil steuert, einen Drucksensor, der in einer An saugleitung angeordnet ist, um einen tatsächlichen Ladedruck zu messen, eine Steuer einheit, die so ausgebildet ist, dass sie mit der Drosselsteuerungsvorrichtung zur ge zielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbindbar ist, wobei die Steuereinheit einen Arithme tikabschnitt, der in Abhängigkeit von zumindest einem Betätigungsgrad des Gaspedals eine Soll-Luftmenge berechnet, die in einem Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, einen Arithmetikabschnitt, der den gewünsch ten Ladedruck in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet, ei nen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor berechnet, der im Be triebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis eine Differenz zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck berücksichtigt, und einen Arithmetikab schnitt aufweist, der die Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit mage rem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, um den Ladedruck-Korrekturfaktor korri giert, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, und die die korrigierte Soll- Luftmenge als eine virtuelle Soll-Luftmenge bestimmt, sowie eine Drosselbetätigungs vorrichtung, die das Drosselventil so antreibt, dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor eingesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Steu erung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtervorrichtung, durch die ein Soll-Ladedruck erzeugbar ist, eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die ein Drossel ventil steuert, einen Drucksensor, der in einer Einsaugleitung angeordnet ist, um einen Ist-Ladedruck zu erfassen, eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, mit der Drossel steuerungsvorrichtung zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbunden zu werden, wo bei die Steuerung einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Luftmenge in Abhängigkeit von zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals berechnet, einen Arithmetikab schnitt, der den Soll-Ladedruck in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motor last berechnet, einen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor berech net, der eine Differenz zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck berück sichtigt, und einen Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob sich der Motor in einem Be triebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis oder einem Betriebsbereich mit stö chiometrischem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, sowie einen Arithmetik-Logik- Abschnitt aufweist, der ein von dem Bestimmungsabschnitt erzeugtes Ergebnis berück sichtigt, um die Soll-Luftmenge durch den Ladedruck-Korrekturfaktor zur Erzeugung ei ner korrigierten Soll-Luftmenge zu korrigieren und die korrigierte Soll-Luftmenge als tat sächliche bzw. virtuelle Soll-Luftmenge zu bestimmen, wenn sich der Motor im Betriebs bereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und um die Soll-Luftmenge selbst als tatsächliche Soll-Luftmenge zu bestimmen, wenn sich der Motor im Betriebs bereich mit stöchiometrischem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und eine Drosselbetäti gungsvorrichtung, die das Drosselventil betätigt, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst bei einer computergesteu erten Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen gewünschten Ladedruck zu erzeugen, ein elektronisches Motorsteuerungs system zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks ein Drosselsteuerungsmittel zur Steuerung eines Drosselventils ein Druckerfassungsmittel, das in einer Einlassleitung zur Erfassung eines tatsächlichen Ladedrucks angeordnet ist, eine Steuerungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie elektronisch mit dem Drossel steuerungsmittel zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Ab hängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbindbar ist, wobei die Steue rungseinheit ein Arithmetikmittel zur Berechnung einer Soll-Luftmenge in Abhängigkeit von zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals in einem Betriebsbereich des Mo tors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis, ein Arithmetikmittel zur Berechnung des Soll- Ladedrucks in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast, ein Arithmetik mittel zur Berechnung eines Ladedruck-Korrekturfaktors, der eine Differenz im Betriebs bereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck berücksichtigt, und ein Arithmetikmittel zur Korrektur der Soll- Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck-Korrekturfaktor aufweist, um eine korrigierte Soll- Luftmenge zu erzeugen, und um die korrigierte Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll- Luftmenge zu bestimmen, sowie ein Drosselbetätigungsmittel zur Betätigung des Dros selventils, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst bei einem computerge steuerten Verbrennungskraftmotor mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen Soll-Ladedruck zu erzeugen, ein elektronisches Motorsteuerungssystem zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedruckes ein Drossel steuerungsmittel zur Steuerung eines Drosselventils ein Druckerfassungsmittel, das in einer Einlassleitung zur Erfassung eines tatsächlichen Ladedrucks angeordnet ist, eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, mit dem Drosselsteuerungsmittel zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängigkeit von einem Betäti gungsgrad des Gaspedals verbunden zu werden, wobei die Steuerungseinheit ein Arithmetikmittel zur Berechnung einer Soll-Luftmenge basierend von zumindest dem Be tätigungsgrad des Gaspedals, ein Arithmetikmittel zur Berechnung des Soll-Ladedrucks in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast, ein Arithmetikmittel zur Be rechnung eines Ladedruck-Korrekturfaktors, der eine Differenz zwischen dem Soll- Ladedruck und dem Ist-Ladedruck berücksichtigt, und ein Bestimmungsmittel zur Be stimmung aufweist, ob sich der Motor in einem Betriebsbereich mit magerem Luft- Treibstoffverhältnis oder in einem Betriebsbereich mit einem stöchiometrischen Luft- Treibstoffverhältnis befindet, und ein Arithmetik-Logik-Mittel aufweist, das ein durch den Bestimmungsabschnitt erzeugtes Ergebnis berücksichtigt, um die Soll-Luftmenge um den Ladedruck-Korrekturfaktor zu korrigieren und eine korrigierte Soll-Luftmenge zu er zeugen, und um die korrigierte Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll-Luftmenge festzule gen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis be findet, und um die Soll-Luftmenge selbst als tatsächliche Soll-Luftmenge zu bestimmen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit stöchiometrischem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, sowie ein Drosselbetätigungsmittel zur Betätigung des Drosselventils, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in dem Motor gesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks in einer com putergesteuerten Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, durch die ein Soll-Ladedruck erzeugbar ist, und mit einem Drosselventil, dessen Dros selöffnung in Abhängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals gezielt gesteuert wird, wobei das Verfahren das Erfassen eines tatsächlichen Ladedrucks, das Berechnen einer Soll-Luftmenge, die in einem Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft- Treibstoffverhältnis verwendet wird, in Abhängigkeit von zumindest dem Betätigungs grad des Gaspedals, Berechnen des Soll-Ladedrucks in Abhängigkeit von der Motor drehzahl und der Motorlast, Berechnen eines Ladedrucks-Korrekturfaktors als ein Ver hältnis des Soll-Ladedrucks zum Ist-Ladedruck im Betriebsbereich des Motors mit ma gerem Luft-Treibstoffverhältnis, Korrektur der Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck- Korrekturfaktor, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, Bestimmung der korri gierten Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll-Luftmenge, und Betätigung des Drosselven tils, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird, umfasst.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks eines compu tergesteuerten Verbrennungskraftmotors mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, durch die ein Soll-Ladedruck erzeugbar ist, und mit einem Drosselventil, dessen Drosselöff nung in Abhängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals gezielt gesteuert wird, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen eines Ist-Ladedrucks, Berechnen einer Soll- Luftmenge basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals, Berechnen des gewünschten Ladedrucks in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast, Berechnen eines Ladedrucks-Korrekturfaktors als ein Verhältnis des Soll-Ladedrucks zum Ist-Ladedruck, Bestimmung, ob sich der Motor in einem Betriebsbereich mit mage rem Luft-Treibstoffverhältnis oder in einem Betriebsbereich mit stöchiometrischem Luft- Treibstoffverhältnis befindet, Korrektur der Soll-Luftmenge um den Ladedruck- Korrekturfaktor, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, Bestimmung der korri gierten Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll-Luftmenge, wenn sich der Motor im Be triebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis befindet und Bestimmung der Soll- Luftmenge selbst als tatsächliche Soll-Luftmenge, wenn sich der Motor im Betriebsbe reich mit stöchiometrischem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und Betätigung des Dros selventils, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Steu erung eines Verbrennungskraftmotors mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, durch die ein Soll-Ladedruck erzeugbar ist, eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die ein elektro nisch gesteuertes Drosselventil steuert, einen Drucksensor, der in einer Ansaugleitung angeordnet ist, um einen Ist-Ladedruck zu erfassen, eine Steuereinheit, die so ausge bildet ist, dass sie elektronisch mit der Drosselsteuerungsvorrichtung zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils in Abhän gigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbindbar ist, wobei die Steue rungseinheit einen Arithmetikabschnitt, der in Abhängigkeit von zumindest dem Betäti gungsgrad des Gaspedals eine Soll-Luftmenge zur Verwendung in einem Betriebsbe reich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis berechnet, einen Arithmetikab schnitt, der den Soll-Ladedruck in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motor last berechnet, einen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor berück sichtigt, welcher im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis eine Differenz zwischen dem Soll-Ladedruck und dem Ist-Ladedruck berücksichtigt und einen Arithmetikabschnitt aufweist, der die Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck- Korrekturfaktor korrigiert, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, und die die korrigierte Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll-Luftmenge bestimmt sowie mit einer Drosselbetätigungsvorrichtung, die das elektronisch gesteuerte Drosselventil betätigt, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Systemanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines elektronischen Motorsteuerungssystems (eines elektronischen, zusam mengefassten Motorsteuerungssystems).

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine Routine zur arithmetischen Be rechnung einer Soll-Drosselöffnung (θth) dargestellt ist (ein Hauptpro gramm), wie es durch die elektronische Steuerungseinheit ausgeführt wird, die beim System gemäß dem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt ein Charakteristikendiagramm, in dem die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne, einer vom Fahrer angeforderte Luftmenge Qda und einen Betätigungsgrad APS des Gaspedals dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt ein Charakteristikendiagramm, in dem die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne, einer tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad und einer Soll-Drosselöffnungsfläche Ath dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt eine charakteristische Kurve, in der die Beziehung zwischen der Soll-Drosselöffnungsfläche Ath und einer Soll-Drosselöffnung θth darge stellt ist.

Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine Routine zur arithmetischen Be rechnung einer für den Leerlauf benötigten Luftmenge (Qia) dargestellt ist (mit Bezug auf Schritt 2 der Fig. 2 ein Unterprogramm).

Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine Routine zur arithmetischen Be rechnung einer Soll-Luftmenge (tQa) dargestellt ist (mit Bezug auf Schritt 4 der Fig. 2 ein Unterprogramm).

Fig. 8 zeigt ein Charakteristikendiagramm, in dem die Beziehung zwischen der Motordrehzahl Ne, der Motorlast und einem Soll-Überschussluft-Faktor tλ dargestellt ist.

Fig. 9 zeigt ein Charakteristikendiagramm (experimentelle Daten), in der die Beziehung zwischen dem Soll-Überschussluft-Faktor tλ, einer Treibstoff verbrauchsrate ηf und einer EGR-Rate Megr dargestellt ist.

Fig. 10 zeigt Testdaten, in denen die Beziehung zwischen einem Verhältnis (rPc/P_atm) des Ladedrucks rPc zum Atmosphärendruck P_atm und einer Ansaugluftmenge Aqc dargestellt ist.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Routine zur arithmetischen Berechnung einer tat sächlichen Soll-Luftmenge (tQad) mit Bezug auf Schritt 5 der Fig. 2.

Fig. 12 zeigt ein vorprogrammiertes Charakteristikendiagramm, in dem die Be ziehung zwischen der Motordrehzahl Ne, der Motorlast und einem Grund-Ladedruck tPc dargestellt ist.

Fig. 13A-13E zeigen Steuerungsdiagramme, in denen die Funktion des Systems ge mäß dem Ausführungsbeispiel erläutert ist, das die Routine zur arithme tischen Berechnung der tatsächlichen Soll-Luftmenge (tQad) der Fig. 11 ausführt.

Fig. 14 zeigt eine abgeänderte Routine zur arithmetischen Berechnung der tat sächlichen Soll-Luftmenge (tQad) mit Bezug auf Schritt 5 der Fig. 2.

Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm, in dem eine Routine zur arithmetischen Be rechnung eines Soll-Ladedrucks (Pcm) mit Bezug auf Schritt 57 der Fig. 14 dargestellt ist.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel eines Charakteristikendiagramms eines Koeffizienten von gewichteten Mittelwerten, in dem die Beziehung zwischen der Mo tordrehzahl Ne, einer Grund-Soll-Luftmenge tQa0 und einem Koeffizien ten gewichteter Mittelwerte (Kp1, Kp2, Kp3) erläutert ist.

Fig. 17A-17C zeigen Steuerungsdiagramme, in denen die Funktion des Systems des Ausführungsbeispiels erläutert ist, das die Routine zur arithmetischen Berechnung der tatsächlichen Soll-Luftmenge (tQad) der Fig. 14 aus führt.

Fig. 18 zeigt ein weiteres Beispiel eines Charakteristikendiagramms des Koeffi zienten gewichteter Mittelwerte, in dem die Beziehung zwischen dem Produkt (APS × Ne) des Betätigungsgrades APS des Gaspedals und der Motordrehzahl Ne und dem Koeffizienten gewichteter Mittelwerte (Kp1, Kp2, Kp3) dargestellt ist.

Fig. 19 zeigt eine abgeänderte Routine zur arithmetischen Berechnung des Soll- Ladedrucks (pcm).

Fig. 20 zeigt ein weiteres Beispiel eines Charakteristikendiagramms des Koeffi zienten gewichteter Mittelwerte, in dem die Beziehung zwischen dem Produkt (APS × tλ) des Betätigungsgrades APS des Gaspedals, der Motordrehzahl Ne und dem Soll-Überschussluft-Faktor tλ und einem Ko effizient gewichteter Mittelwerte (Kp) dargestellt ist.

Fig. 21 zeigt eine weitere Routine zur arithmetischen Berechnung des Soll- Ladedrucks (pcm).

Fig. 22 zeigt ein Steuerungsdiagramm, in dem die Funktion des Systems des Ausführungsbeispiels erläutert ist, das die Routine der Fig. 21 zu arith metischen Berechnung des Soll-Ladedrucks (Pcm) ausführt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiel

Mit Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere der Fig. 1, wird die Motorsteuerungsvor richtung gemäß der Erfindung bei einem Turbomotor 1 mit Zündkerzenzündung und Zy linderdirekteinspritzung beispielhaft dargestellt, wobei der Treibstoff direkt in den Zylin der des Motors eingespritzt wird. Über eine Ansaugluftleitung (oder ein Ansaugluftrohr oder einen Ansaugdurchlass) 2, eine Ansaugluftsammelleitung (nicht bezeichnet) und einen Ansaugverteiler (nicht bezeichnet) wird Frischluft (Ansaugluft) in jedem Zylinder des Motors eingeleitet. An jedem der verzweigten Abschnitte des Ansaugverteilers sind Treibstoffeinspritzvorrichtungen 4 vorgesehen. Ein Zylinderkopf des Motors 1 ist mit ei ner Ansaugventilöffnung ausgebildet, die mit dem Ansaugverteiler verbunden ist, und mit einer Ablassventilöffnung, die mit einer Abgassammelleitung (nicht bezeichnet) ver bunden ist. In eine Gewindeöffnung des Zylinderkopfes ist in jede Verbrennungskammer 5 eine Zündkerze 6 eingeschraubt, um die Luft-Treibstoffmischung der Verbrennungs kammer zu zünden. Die heißen Verbrennungsgase aus den Zylindern des Motors wer den durch das Ablassventil und den Abgasverteiler in eine Abgasleitung 4 (oder ein Ab gasrohr) ausgestoßen. Ein Luftströmungsmesser 24 ist an der Einlassluftleitung 2 vor gesehen, um eine Menge Qa an Luft zu erfassen, die durch den Luftströmungsmesser strömt und in den Motor 1 eingesaugt wird. Herkömmlicherweise wird als Luftmassen strommesser ein Hitzdraht als Luftmengensensor verwendet. Das Bezugszeichen 7 be zeichnet eine elektronisch gesteuerte Drosselventileinheit. Die elektronisch gesteuerte Drosselventileinheit ist zwischen dem Luftströmungsmesser 24 und der Sammelleitung vorgesehen und mit einer Drosselbetätigungsvorrichtung ausgestattet. Das Bezugszei chen 8 bezeichnet eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die mit der Drosselbetätigungs vorrichtung verbunden ist, um die Drosselöffnung des Drosselventils über die Drossel betätigungsvorrichtung als Antwort auf ein Befehlssignal von einer elektronischen Steu ereinheit (ECU) oder einem elektronischen Steuerungsmodul (ECM) 21 zu steuern und einzustellen. Die Drosselventileinheit 7 wird im Folgenden der Einfachheit halber als "Drosselventil" bezeichnet. Der Motor 1 ist mit einer Vorverdichtungsvorrichtung 11 zur Einleitung von Luft für die Verbrennung in jedem Zylinder des Motors unter einem Druck vorgesehen, der den Druck überschreitet, der durch normale Ansaugung erhalten wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Turbo-Vorverdichter (der Einfachheit halber als "Turbolader" bezeichnet) als Vorverdichtungsvorrichtung 11 verwendet. Der Turbolader 11 umfasst einen Luftkompressor 12 und eine Turbine 13. Das noch unter Druck stehende Abgas, das die Zylinder des Motors verlässt, wird in die Turbine geleitet. Durch das Abgas wird das Turbinenrad der Turbine 13 gedreht. Das Turbinenrad befin det sich auf der gleichen Welle 14 wie der Kompressorpumpenrotor des Luftkompres sors 12. Auf diese Weise wird der Pumpenrotor angetrieben, um eine hohen Sammel druck auf die in die Zylinder eintretende Luft auszuüben. Der Sammeldruck, der durch die Vorverdichtung erhalten wird, wird allgemein als "Ladedruck" bezeichnet. Um den Ladedruck zu begrenzen und einen Überdruck zu vermeiden, weist der Turbolader 11 ein Nebenauslassventil 15 auf. Das Nebenauslassventil 15 ist im Einlass der Turbine 13 vorgesehen. Das Nebenauslassventil 15 öffnet sich, wenn der Ladedruck einen vorbe stimmten maximalen Druckpegel erreicht. Dann wird ein Teil der Abgase an der Turbine 13 vorbeigeleitet und strömt durch das Nebenauslassventil 15. Eine Abgasrezirkulati ons-(EGR)-Leitung 16 ist zwischen der Abgassammelleitung und der Einlasssammel leitung vorgesehen und mit dem Kollektor stromab des Drosselventils 7 verbunden, um einen Teil des inerten Abgases zurück in die Einlasssammelleitung oder die Einlassluft leitung 2 zurückzuleiten, wodurch die Bildung von NOx gesenkt wird. Ein Abgasrezirku lations-(EGR)-Steuerventil 17 ist in der EGR-Leitung 16 so angeordnet, dass es die Menge des rezirkulierten Abgases steuert. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, umfasst die ECU 21 eine Hauptprozessoreinheit (CPU), die die notwendigen arithmetischen Berechnun gen durchführt, die Dateninformationen verarbeitet, die Signale von Motor- /Fahrzeugsensoren mit vorbestimmten oder vorprogrammierten Schwellenwerten ver gleicht und notwendige Entscheidungen über deren Annahme trifft, sowie Speicher (RAM, ROM), eine Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle umfasst und oftmals Treiber (Trei berschaltkreise) zur Verstärkung von Ausgangssignalen von der Ausgangsschnittstelle aufweist. Die elektronische Steuerungseinheit (ECU) 21 umfasst üblicherweise einen Mikrocomputer. Die Eingangsschnittstelle der ECU 21 empfängt Eingangsinformationen (verschiedene Signale) von Motor-/Fahrzeugsensoren, nämlich einem Beschleuni gungssensor (einen Lagesensor für das Gaspedal) 22, einem Kurbelwinkelsensor (einen Lagesensor für die Kurbelwelle) 23, einem Luftstrommesser 24, einem Motortempera tursensor 25 und einem Drucksensor 26.

Die Ausgangsschnittstelle der ECU 21 ist so ausgebildet, dass sie elektronisch oftmals über die Treiberschaltkreise mit elektrischen Lasten, wie beispielsweise den Treibstoff einspritzmagneten der Treibstoffeinspritzvorrichtungen 4, den Zündkerzen 6, eine Ne benauslassbetätigungsvorrichtung für das Nebenauslassventil 15, eine EGR-Ventil- Betätigungseinrichtung des EGR-Steuerungsventils 17, und der Drosselsteuerungsvor richtung 8 des elektronisch gesteuerten Drosselventils 7 verbunden werden kann, um Steuerbefehlssignale zu erzeugen und diese elektrischen Lasten zu betreiben. Der Gaspedallagesensor 22 befindet sich nahe dem Gaspedal, um einen Betätigungsgrad APS des Gaspedals (die Drosselöffnung oder den Betrag, um den das Gaspedal nie dergedrückt ist) zu überwachen. Der Kurbelwellensensor 23 ist zur Überwachung der Motordrehzahl Ne und der relativen Lage der Kurbelwelle des Motors vorgesehen. Der Luftstrommesser 24 ist ausgebildet, ein Spannungssignal zu erzeugen, das proportional zur Menge Qa der durch den Luftströmungsmesser strömenden Luft ist, die in den Motor gesaugt wird. Als Motortemperatursensor wird üblicherweise ein Kühlmitteltemperatur sensor verwendet. Der Kühlmitteltemperatursensor 25 ist am Motor angebracht und üb licherweise in eine der oberen Kühlleitungen eingeschraubt, um die tatsächliche Be triebstemperatur des Motors (die Motorkühlmitteltemperatur Tw) zu erfassen. Der Drucksensor 26 befindet sich in der Ansaugluftleitung 2 stromauf des Drosselventils 7, um den Sammeldruck (Ist-Ladedruck) rPc zu erfassen. Die durch die zuvor erwähnten Sensoren erfassten Betriebsparameter werden zur elektronischen Steuerung einer Ein spritzmenge und eines Einspritzzeitpunktes einer jeden Einspritzvorrichtung 4 des elekt ronischen Treibstoffeinspritzsystems, d. h., eines Luft-Treibstoffverhältnisses (A/F), eines Zündzeitpunktes eines elektronischen Zündsystems, das die Zündkerzen 6 umfasst, und einer Drosselöffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils 7, durch die Drossel steuerungsvorrichtung 8 verwendet. Außerdem steuert die ECU 21 das EGR- Steuerungsventil 17 in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors/Fahrzeugs, wie beispielsweise der Motordrehzahl und der Motorlast. Zusätzlich steuert die ECU 21 das Öffnen und Schließen des Nebenauslassventils 15 zur Einstellung des Ist-Ladedrucks in Richtung eines Soll-Ladedrucks und zur Verhinderung einer zu starken Aufladung. Im Folgenden werden die Details der durch die ECU 21 ausgeführten Treibstoffeinspritz steuerung beschrieben.

Während eines Teillastbetriebs oder während eines Betriebs unter leichter Last und bei der Magerbetriebsart oder der Ultramagerbetriebsart mit einem relativ großen Luft- Treibstoffmischungsverhältnis wählt die ECU 21 eine geschichtete Verbrennungsart, in der die Treibstoffeinspritzung bis zur zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes verzögert wird, um für die Teillast eine geschichtete Luft-Treibstoffmischung zu erzeugen. Bei der geschichteten Verbrennungsart vermischt sich die einströmende Luft mit dem einge sprühten, dichteren Treibstoff aufgrund der späten Einspritzung in der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes, um um die Zündkerze herum eine fette Mischung für eine leichte Verbrennung zu erzeugen, während der Rest der Luft-Treibstoffmischung nach der später Einspritzung am Rand der Verbrennungskammer sehr mager ist.

Im Gegensatz dazu wählt die ECU 21 im Hochlastbetrieb (bei der Beschleunigung oder bei Vollgas) oder in der Magerverbrennungsart mit einem relativ kleinem A/F eine ho mogene Verbrennungsart, in der die Treibstoffeinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt des Einsaugtaktes eine homogene Luft-Treibstoffmischung erzeugt, die für Hochlastbe dingungen geeignet ist. Auf diese Weise wird eine exzellente Mischungsbildung im ho mogenen Ladungsverbrennungsprozess (gleichmäßige Vermischung des Treibstoff sprays mit der Luftladung) gefördert und die gesamte Verbrennungskammer mit der homogenen Luft-Treibstoffmischung gefüllt. Die Zündkerze 6, die vom computergesteu erten, elektronischen Zündsystem umfasst ist, ist durch ein Zündsignal von der ECU zum Zünden der Luft-Treibstoffmischung betätigbar, um die homogene Ladungs verbrennung beim Einsaughub sicherzustellen und um die geschichtete Ladungs verbrennung in der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes zu gewährleisten. Beim Aus führungsbeispiel werden die Verbrennungsarten in eine homogene Verbrennungsart und eine geschichtete Verbrennungsart unterteilt. Wenn das Luft-Treibstoffverhältnis (AFR oder A/F) berücksichtigt wird, kann die homogene Verbrennungsart weiter in eine homogene stöchiometrische Verbrennungsart und eine homogene Magerverbrennungs art unterteilt werden. Dabei beträgt das Luft-Treibstoffverhältnis (AFR) bei der homoge nen stöchiometrischen Verbrennungsart 14,6 : 1 AFR. Das Luft-Treibstoffverhältnis der homogenen Magerverbrennungsart beträgt 20 : 1 bis 30 : 1 AFR (bevorzugt 15 : 1 bis 22 : 1 AFR). Bei einem Betrieb mit mittlerer Last wählt die ECU 21 die homogene Mager verbrennungsart aus, bei der eine Treibstoffeinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt des Ansaughubes eine homogene, magere Luft-Treibstoffmischung erzeugt, die für den Be trieb mit mittlerer Last geeignet ist. Das Luft-Treibstoffverhältnis der geschichteten Verbrennungsart (genauer der mageren geschichteten Verbrennungsart und der ultra mageren geschichteten Verbrennungsart) beträgt 25 : 1 bis 50 : 1 AFR (bevorzugt 40 : 1 AFR). Während der geschichteten Verbrennungsart (d. h. während der mageren be schichteten Verbrennungsart oder der ultramageren geschichteten Verbrennungsart) wird das Treibstoffspray aus der Einspritzdüse in Richtung einer Kolbenmulde (Aushöh lung) während der zweiten Hälfte des Verbrennungstaktes eingespritzt. Das aus der Einspritzdüse während der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes eingespritzte oder eingesprühte Treibstoffspray wird zunächst in einer im Kolbenkopf des Kolbens des Motors ausgebildeten Kolbenmulde eingefangen und dann in Richtung eines Paars von Elektroden der Zündkerze 6 durch eine Wirbelströmung in der Mulde getragen, die sich beim Verdichtungshub zeitweise in der Kolbenmulde ausbildet. Als Folge wird die ent zündliche fette Luft-Treibstoffmischung im Zentrum der verdichteten Luft-Treibstoff mischung um die Zündkerze 6 konzentriert. Wenn zu einem gesteuerten Zündzeitpunkt im Elektrodenabstand der Zünderkerze ein Zündfunke erzeugt wird, findet die Verbren nung im Wesentlichen in und um die Konzentration der fetten Mischung statt. Dann breitet sich die Verbrennung der fetten Mischung in Bereiche aus, in der die Luft- Treibstoffmischung magerer und daher schwerer zu zünden ist. So wird die magere ge schichtete Verbrennung oder die ultramagere geschichtete Verbrennung erreicht.

Im Betriebsbereich des Motors mit magerem A/F (d. h. im geschichteten Verbrennungs bereich oder im homogenen Magerverbrennungsbereich) wird oft eine Vorverdichtung durchgeführt. Wenn bei einer derartigen Magerverbrennungsart beschleunigt wird, ergibt sich eine Antwortsverzögerung beim Anstieg des Ladedrucks. Dies erzeugt eine Verzö gerung beim Anstieg der Menge der in den Motor gesaugten Luft. Wenn dagegen im Magerverbrennungsbereich verzögert wird, ergibt sich eine Verzögerung im Abfall des Ladedrucks. Dies erzeugt eine Verzögerung beim Abfall der Ansaugluftmenge. Aufgrund der Antwort der Verzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks bei einem Turbomotor unterscheiden sich die Anstiegs-/Abfallcharakteristiken des Motormoments während ei ner Beschleunigung/Verzögerung in der Magerverbrennungsart von denen bei einer Be schleunigung/Verzögerung bei der homogenen, stöchiometrischen Verbrennungsart. Um die Anstiegs-/Abfalleigenschaften des Motormoments während der Beschleuni gung/Verzögerung in der Magerverbrennungsart zu verbessern, dient die ECU 21, die bei der Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels enthalten ist, dazu, die Soll- Luftmenge (tQa) zu korrigieren und dann die korrigierte Soll-Luftmenge als tatsächliche Soll-Luftmenge tQad zu berechnen. Die ECU 21 steuert die Drosselöffnung des Dros selventils 7, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad in den Motor geleitet wird. Aus diesem Grund führt die ECU 21 verschiedene Datenverarbeitungsschritte aus, die in den Fig. 2, 6, 7, 11, 14, 15, 19 und 21 gezeigt sind und weiter unten vollständig be schrieben sind.

In Fig. 2 ist die Routine zur arithmetischen Berechnung der Soll-Drosselöffnung (θth) gezeigt. Die in der Fig. 2 dargestellte Routine entspricht einem Hauptprogramm, wie es durch die Motorsteuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird. Die Routine der Fig. 2 wird als eine zeitpunktausgelöste Interrupt-Routine ausgeführt, die in vorbestimmten Zeitabständen, wie beispielsweise 10 Millisekunden, ausgelöst wird. Die arithmetischen Berechnungsroutinen, die in den Fig. 6, 7 und 11 gezeigt sind, beziehen sich jeweils auf Schritte 2, 4 und 5 des Hauptprogramms der Fig. 2 und sind als Unter programme ausgebildet.

Im Schritt 1 der Fig. 2 wird der Betätigungsgrad APS des Gaspedals eingelesen. Der Betätigungsgrad APS kann als ein Wert betrachtet werden, der der Motorlast entspricht. Auf diese Weise wird ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment, also eine vom Fahrer angeforderte Luftmenge Qda basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad APS des Gaspedals arithmetisch berechnet. Bei der Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels wird tatsächlich die vom Fahrer angeforderte Luftmenge Qda aus einer Tabelle eines vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristikendiagramm, wie es in Fig. 3 dar gestellt ist, ausgelesen, wo gezeigt ist, wie sich die vom Fahrer angeforderte Luftmenge Qda relativ zur Motordrehzahl Ne und dem Betätigungsgrad APS des Gaspedals ändert. Alternativ wird das vom Fahrzeug benötigte Antriebsmoment basierend auf dem Betäti gungsgrad APS des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSS von einem Fahr zeuggeschwindigkeitssensor berechnet. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist übli cherweise entweder am Getriebe oder der Antriebsachse (bei vorderradgetriebenen Fahrzeugen) angeordnet, um die Ausgangswellengeschwindigkeit der Straßenräder zu überwachen. Die Ausgangswellengeschwindigkeit wird als ein gepulstes Spannungssig nal an die Eingangsschnittstelle der ECU 21 übertragen und in die Fahrzeuggeschwin digkeit VSS umgerechnet. Dann kann das vom Fahrzeug benötigte Antriebsmoment ba sierend auf dem Betätigungsgrad APS des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSS in ein vom Fahrer benötigtes Drehmoment (eine vom Fahrer benötigte Luftmenge Qda) umgewandelt werden, wobei ein Übersetzungsverhältnis (ein Gangverhältnis) des Antriebsstranges berücksichtigt wird.

Im Schritt 2 wird eine benötigte Luftmenge Qia für den Leerlauf arithmetisch berechnet. Die für den Leerlauf benötigte Luftmenge Qia entspricht einer notwendigen Luftmenge (einer Leerlaufstabilisierungs-Luftmenge), die benötigt wird, um den Leerlaufbetrieb des Motors stabil zu halten. Die arithmetische Prozedur für die für den Leerlauf benötigte Luftmenge Qia wird in Übereinstimmung mit dem in Fig. 6 dargestellten Unterprogramm durchgeführt.

Im Schritt 21 der Fig. 6 wird der Betriebszustand des Motors, d. h. die Eingangsinforma tionen von den zuvor erwähnten Motor-/Fahrzeugsensoren eingelesen. Im Schritt 22 wird eine für den Leerlauf des Motors benötigte Soll-Leerlaufdrehzahl basierend auf der Eingangsinformation berechnet, die für den Betriebszustand repräsentativ ist. Im Schritt 23 wird eine Luftmenge zum Halten der Leerlaufdrehzahl berechnet, die benötigt wird, um die im Schritt 22 berechnete Soll-Leerlaufdrehzahl zu halten. Bei der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels wird die Luftmenge zum Halten der Leerlaufdrehzahl aus einer Tabelle eines vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristikendiagramms aus gelesen, in dem dargestellt ist, wie die Luftmenge zum Halten der Leerlaufdrehzahl sich relativ zu sowohl der Soll-Leerlaufdrehzahl als auch der Kühlmitteltemperatur Tw des Motors ändert. Im Schritt 24 wird eine Abweichung einer tatsächlichen Leerlaufdrehzahl von der Soll-Leerlaufdrehzahl berechnet. Im Schritt 25 wird eine Rückkopplungs- Korrekturvariable (ein Rückkopplungs-Steuersignalwert) für die Leerlaufdrehzahl basie rend auf der Abweichung von der Soll-Leerlaufdrehzahl anhand eines vorbestimmten Ausdrucks für die PID-Regelung (Proportional-Integral-Differenzial-Steuerung) arithme tisch berechnet. Wie anhand der obigen Ausführungen klar wird, wird bei dem Ausfüh rungsbeispiel eine Proportional-Integral-Differenzial-(PID)-Steuerung als Rück kopplungs-Steuerung der Drehzahl verwendet, wobei das Steuersignal der ECU 21 eine Linearkombination des Fehlersignals, seines Integrals und seiner Ableitung ist. Im Schritt 26 wird eine Kontrolle durchgeführt, um zu bestimmen, ob Lasten von Zubehör elementen bzw. Peripheriegeräten des Motors, wie beispielsweise die Last einer Klima anlage, die Last einer Servolenkung und andere verschiedene elektrische Lasten ange schaltet sind. Wenn die Antwort im Schritt 26 bejahend (JA) ist, wenn also zumindest ei ne der Motorzubehörlasten sich im Betriebszustand befindet, geht die Routine zum Schritt 27. Im Schritt 27 bestimmt der Prozessor der ECU 21 eine korrigierte, von der Motorzubehörlast abhängige Luftmenge, die die Motorzubehörlasten in ihrem Betriebs zustand berücksichtigt. Im Schritt 28 wird eine Summe aus der im Schritt 23 berechne ten Luftmenge zum Halten der Leerlaufdrehzahl, der im Schritt 25 berechneten Rück kopplungs-Korrekturvariablen und der im Schritt 27 berechneten Motorzubehörlast ab hängigen korrigierten Luftmenge berechnet. Dann wird diese Summe als für den Leer lauf benötigte Luftmenge Qia festgelegt. Wenn die Antwort im Schritt 29 verneinend (NEIN) ist, wenn also sämtliche Motorzubehörlasten nicht betätigt sind, geht die Routine zum Schritt 28. Dann wird im Schritt 28 eine Summe aus der im Schritt 23 berechneten Luftmenge zum Halten der Leerlaufdrehzahl und der im Schritt 25 berechneten Rück kopplungs-Korrekturvariablen berechnet und danach die Summe als für den Leerlauf benötigte Luftmenge Qia festgelegt. Nachdem die für den Leerlauf benötigte Luftmenge Qia in Abhängigkeit von dem in Fig. 6 dargestellten Unterprogramm berechnet wurde, geht die Prozedur zum Schritt 3 des in der Fig. 2 dargestellten Hauptprogramms.

Im Schritt 3 der Fig. 2 wird eine Grund-Soll-Luftmenge tQao arithmetisch berechnet, in dem die vom Fahrer angeforderte Luftmenge Qda der für den Leerlauf benötigten Luft menge Qia hinzuaddiert wird. Die Grund-Soll-Luftmenge tQa0 (die Summe Qda + Qia) bezeichnet eine Soll-Luftmenge, die bei der stöchiometrischen Verbrennungsart ver wendet wird.

Im Schritt 4 der Fig. 2 wird eine Soll-Luftmenge tQa basierend auf der Grund-Soll- Luftmenge tQa0, einem Soll-Überschussluft-Faktor tλ und einer Treibstoffverbrauchsrate ηf in Übereinstimmung mit der in Fig. 7 dargestellten Unterroutine arithmetisch berech net. Wie später mit Bezug auf das in der Fig. 7 dargestellte Flussdiagramm erläutert ist, wird die Soll-Luftmenge tQa erhalten, indem die Grund-Soll-Luftmenge tQa0 durch das Produkt (tλ × ηf) des Soll-Überschussluft-Faktors tλ und der Treibstoffverbrauchsrate ηf korrigiert wird.

Im Schritt 41 der Fig. 7 wird der Soll-Überschussluft-Faktor tλ (üblicherweise wird der griechische Buchstabe Lambda, als Symbol für den Überschussluft-Faktor verwendet) basierend auf dem Betriebszustand des Motors, also der Eingangsinformation der Fahr zeug-/Motorsensoren, arithmetisch berechnet. Bei der Steuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Soll-Überschussluft-Faktor tλ aus einer Tabelle basierend auf sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der Motorlast (durch den Betätigungsgrad APS des Gaspedals geschätzt) aus einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Cha rakteristikendiagramm, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ausgelesen. Insbesondere wird der Soll-Überschussluft-Faktor tλ in Abhängigkeit davon bestimmt, ob sich der Motor in der homogenen, stöchiometrischen Verbrennungsart (dem homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbereich), in der homogenen Magerverbrennungsart (dem homogenen Magerverbrennungsbereich) oder in der geschichteten Verbrennungsart (dem ge schichteten Verbrennungsbereich) befindet. Im homogenen, stöchiometrischen Verbrennungsbereich beträgt der Soll-Überschussluft-Faktor tλ "1,0". Wie anhand des in der Fig. 8 dargestellten Charakteristikendiagramms erkannt wird, steigt der Soll- Überschussluft-Faktor tλ allmählich an, wenn die Verbrennungsart vom homogenen, stöchiometrischen Verbrennungsbereich durch den homogenen Magerverbrennungsbe reich und den mageren, geschichteten Verbrennungsbereich zum ultramageren, ge schichteten Verbrennungsbereich umgeschaltet wird. Wie wohl bekannt ist, wird beim elektronischen Treibstoffeinspritzsystem die Menge des in den Zylinder des Motors ab gegebenen Treibstoffes durch die Zeitdauer der Impulsweite gesteuert, die die tatsächli che Zeitdauer darstellt, während der die Einspritzvorrichtung 4 offen bleibt. Bei einer se quentiellen Treibstoffeinspritzung wird eine Impulsweite TI für die Treibstoffeinspritzung basierend auf dem Soll-Überschussluft-Faktor tλ anhand des folgenden Ausdruckes be rechnet.

TI = TP × (1/tλ) × 2 + TS

wobei TP eine Grundimpulsweite für die Treibstoffeinspritzung darstellt, tλ den Soll- Überschussluft-Faktor darstellt und TS eine Impulsweite für eine Restimpulsweite der Treibstoffeinspritzung darstellt. Während der sequentiellen Einspritzung gibt die ECU ein Befehlssignal an die Einspritzvorrichtung 4 aus, das repräsentativ für die Impulsweite TI für die Treibstoffeinspritzung ist. Dadurch wird von jeder Einspritzdüse in Zündreihenfol ge einmal alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle des Motors Treibstoff aus jeder Ein spritzdüse eingespritzt oder eingesprüht. Die Grundimpulsweite TP der Treibstoffein spritzung wird durch den Ausdruck TP = K . Qa/Ne erhalten, wobei K eine Konstante dar stellt, Qa eine durch den Luftströmungsmesser 24 gemessene Luftmenge darstellt und Ne die Motordrehzahl darstellt. Durch Verwendung der Grundimpulsweite TP für die Treibstoffeinspritzung kann das Einspritzsystem eine Luft-Treibstoffmischung mit einem A/F erzeugen, das im Wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Luft-Treibstoffver hältnis (14,6 : 1 AFR) ist. Die Restimpulsweite TS für die Treibstoffeinspritzung wird als ein Korrekturwert festgelegt, der notwendig ist, um zu verhindern, dass die Impulsweite der Treibstoffeinspritzung sich aufgrund eines Abfalls der Batteriespannung verringert.

Im Schritt 42 der Fig. 7 wird die Soll-Abgasrezirkulationsrate (EGR) basierend auf dem Betriebszustand des Motors berechnet. Ähnlich wie beim Schritt 41 wird die Soll-EGR- Rate Megr basierend auf sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der Motorlast anhand eines vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristikendiagramms ausgelesen, indem dargestellt ist, wie die Soll-EGR-Rate Megr sich relativ zur Motordrehzahl Ne und zur Motorlast ändert. Die EGR-Rate wird üblicherweise als das Verhältnis der Menge an rezirkulierten Abgas zur Summe der Menge an in den Motor angesaugter Frischluft und der Menge an rezirkuliertem Abgas definiert.

Nachfolgend auf den Schritt 42 der Fig. 7 wird Schritt 43 aufgerufen. Im Schritt 43 wird die Treibstoffverbrauchsrate ηf basierend auf dem Soll-Überschussluft-Faktor tλ Ausführungsbeispiel wird die Treibstoffverbrauchsrate ηf aus der vorprogrammierten Tabelle der Fig. 9 ausgelesen, wo dargestellt ist, wie sich die Treibstoffverbrauchsrate ηf relativ zu sowohl dem Soll-Überschussluft-Faktor tλ als auch zur Soll-EGR-Rate Megr ändert. Die in der Fig. 9 gezeigten Daten sind durch tatsächliche Experimente erhalten.

Im Schritt 44 der Fig. 7 wird die Soll-Luftmenge tQa arithmetisch berechnet, indem die Grund-Soll-Luftmenge tQa0 sowohl durch den Soll-Überschussluft-Faktor tλ (im Schritt 41 erhalten, als auch die Treibstoffverbrauchsrat ηf (in den Schritten 42 und 43 erhalten) mittels dem folgenden Ausdruck arithmetisch berechnet.

tQa = tQa0 × tλ × ηf

Wie an dem Ausdruck erkannt wird, wird bei der homogenen, stöchiometrischen Verbrennungsart der Soll-Überschussluft-Faktor tλ auf "1,0" gesetzt, wohingegen die Treibstoffverbrauchsrate ηf auf die vorbestimmte maximale Rate 1,0 gesetzt wird (vgl. die Daten im Charakteristikendiagramm der Fig. 9). In diesem Fall ist die Soll-Luftmenge tQa gleich der Grund-Soll-Luftmenge tQa0. Im Gegensatz dazu wird in der homogenen Magerverbrennungsart oder in der geschichteten Verbrennungsart der Soll- Überschussluft-Faktor tλ auf einen Wert größer als "1,0" gesetzt, wohingegen die Treib stoffverbrauchsrate ηf auf einen Wert kleiner als die maximale Rate von "1,0" gesetzt wird. Bei einer solchen Magerverbrennungsart wird die Grund-Soll-Luftmenge tQa0 zu nehmend durch den Soll-Überschussluft-Faktor tλ größer als "1,0" kompensiert. Ande rerseits wird die Grund-Soll-Luftmenge tQa0 immer weniger durch die Treibstoff verbrauchsrate ηf, die kleiner als die maximale Rate "1,0" ist, kompensiert. Dies ist dar um so, weil der Treibstoffverbrauch (die Treibstoffverbrauchsrate) um so günstiger ist, je magerer das Luft-Treibstoffverhältnis ist. Somit muss die ECU die Soll-Luftmenge tQa immer weniger korrigieren, da sich die Treibstoffverbrauchsrate aufgrund eines mageren Luft-Treibstoffverhältnisses verbessert.

Nachdem die Soll-Luftmenge tQa wie oben erläutert bestimmt wird, kehrt die Prozedur vom Schritt 44 der Fig. 7 zum Schritt 5 der Fig. 2 zurück. Bei der Steuervorrichtung ge mäß dem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 5 die Soll-Luftmenge tQa nochmals korri giert, um den Unterschied zwischen dem Ist-Ladedruck rPc und den Grund-Lagedruck tPc zu berücksichtigen. Die korrigierte Soll-Luftmenge wird als eine tatsächliche Soll- Luftmenge tQad bestimmt.

Im Folgenden werden die Details der arithmetischen Berechnung der tatsächlichen Soll- Luftmenge tQad mit Bezug auf das Flussdiagramm der Fig. 11 beschrieben. Vor der Erläuterung des Unterprogramms der Fig. 11 (der Routine zur arithmetischen Berech nung der tatsächlichen Soll-Luftmenge (tQad)), wird im Folgenden zunächst die Bezie hung zwischen dem Ladedruck und der Luftansaugmenge mit Bezug auf die in der Fig. 10 gezeigten Testdaten erläutert. Die Testdaten der Fig. 10 wurden durch Experimente der Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt. Die Testdaten der Fig. 10 sind Mes sungen der Luftansaugmenge Aqc, die gegen das Verhältnis rPc/P_atm des Ladedrucks rPc zum atmosphärischen Druck P_atm bei jedem Betriebszyklus des Motors (bei Vier taktmotoren alle zwei Umdrehungen (720 Grad) der Kurbelwelle) aufgetragen sind und erhalten wurden, wenn nur ein Ladedruckpegel, der stromab des Drosselventils 7 ge messen wurde, verändert wurde, während sowohl die Motordrehzahl als auch das Mo tormoment auf einen vorbestimmten konstanten Wert gehalten sind (wie beispielsweise als Motorausgangsmoment 10 kgm, 12 kgm, 14 kgm, 16 kgm, 18 kgm, 20 kgm, 22 kgm und 23 kgm). Wie anhand der Testdaten der Fig. 10 erkannt werden kann, ist die Luft ansaugmenge Aqc (Einheit: mg/Zyklus) tatsächlich proportional zum Ladedruck rPc. Wenn daher eine Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks (An stieg/Abfall des Ladedrucks) beim Beschleunigen oder Verzögerung in der Mager verbrennungsart (der homogenen Magerverbrennungsart und der geschichteten Verbrennungsart) auftritt und dann der tatsächliche Ladedruck rPc von einem ge wünschten Gleichgewichts-Ladedruck der Magerverbrennungsart im Betriebsbereich des Motors bei magerem A/F abweicht, berechnet die Steuervorrichtung des Ausfüh rungsbeispiels arithmetisch eine tatsächliche Soll-Luftmenge tQad, die den Unterschied zwischen dem tatsächlichen Ladedruck rPc und dem gewünschten Gleichgewichtslade druck (tPc) berücksichtigt. Es ist möglich, eine optimale Luftmengensteuerung zu errei chen, indem das Drosselventil 7 so gesteuert wird, dass die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad dem Motor zugeführt wird. Konkret setzt die ECU 21 bei einer Beschleunigung während der Magerverbrennungsart die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad auf einen größeren Wert, wenn der tatsächliche (Ist)-Ladungsdruck rPc unterhalb eines Soll- Gleichgewichtsladungsdrucks (tPc) aufgrund der Antwortverzögerung beim Anstieg des Ladungsdruckes sinkt, während der Unterschied zwischen dem Ist-Ladedruck rPc und dem gewünschten Gleichgewichtsladungsdruck (tPc) berücksichtigt wird. Dann steuert die ECU 21 die Drosselsteuerungsvorrichtung 8, so dass die Öffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils 7 in Richtung einer Soll-Drosselöffnung basierend auf der auf einen größeren Wert festgesetzten tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad eingestellt wird. Durch die Ausgabe des Steuersignals, das die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad reprä sentiert, von der Eingangsschnittstelle der ECU 21 an die Drosselsteuerungsvorrichtung 8 wird die Drosselöffnung des computergesteuerten Drosselventils 7 auf einen größeren Wert als die Drosselöffnung basierend auf dem gewünschten Gleichgewichtsladungs druck gesetzt. Dadurch wird auf geeignete zunehmende Weise die Ansaugluftmenge korrigiert. Als Ergebnis dessen ist es bei der Steuervorrichtung des Ausführungsbei spiels möglich, die Verzögerung bei einem Anstieg der Menge an Luft, die in den Motor eintritt, selbst dann zu minimieren, wenn eine Verzögerung bei der Antwort einer Erhö hung des Ladedrucks vorliegt, während in der Magerverbrennungsart beschleunigt wird. Wenn umgekehrt während der Magerverbrennungsbetriebsart verzögert wird und sich der tatsächliche Ladungsdruck rPc über einem gewünschten (Soll)-Gleichgewichtsla dungsdruck (tPc) aufgrund der Antwortverzögerung beim Abfallen des Ladungsdruckes befindet, dann setzt die ECU 21 des Ausführungsbeispiels die tatsächliche Soll- Luftmenge tQad auf einen kleineren Wert. Dadurch wird der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Ladungsdruck rPc und dem Soll-Gleichgewichtsladungsdruck (tPc) be rücksichtigt. Dann steuert die ECU 21 die Drosselsteuerungsvorrichtung 8, so dass die Öffnung des elektronisch gesteuerten Drosselventils 7 in Richtung der Soll-Drossel öffnung basierend auf der tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad, die auf einen kleineren Wert gesetzt ist, eingestellt wird. Durch die Ausgabe des Steuersignals, das die tatsäch liche Soll-Luftmenge tQad repräsentiert, aus der Eingangsschnittstelle der ECU 21 an die Drosselsteuerungsvorrichtung 8 wird die Drosselöffnung des computergesteuerten Drosselventils 7 auf einen kleineren Wert als die Drosselöffnung basierend auf dem ge wünschten Gleichgewichtsladungsdruck gesetzt. Dies korrigiert auf geeignete Weise die sich verringernde Ladeluftmenge. Als Ergebnis dessen ist es gemäß der Steuervorrich tung des Ausführungsbeispiels möglich, die Verzögerung bei einer Verringerung der Luftmenge, die in den Motor eintritt, zu minimieren, selbst wenn eine Antwortverzöge rung beim Abfall des Ladedrucks vorliegt und wenn während der Magerverbrennungs betriebsart verzögert wird.

Mit Bezug auf Fig. 11 wird im Schritt 51 ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Soll-Überschussluft-Faktor tλ größer als "1,0" ist. Wenn die Antwort im Schritt 51 beja hend ist (JA), bestimmt im Falle von tλ < 1,0 die ECU, dass der Motor in der Mager verbrennungsbetriebsart (der homogenen Magerverbrennungsbetriebsart oder der ge schichteten Verbrennungsart) betrieben wird und führt dann Schritt 52 aus. Im Schritt 52 wird der tatsächliche Ladungsdruck rPc eingelesen, der durch den stromauf des Dros selventils 7 angeordneten Drucksensor erfasst wird. Danach wird im Schritt 53 der ge wünschte Gleichgewichts-Ladungsdruck als Grund-Ladedruck tPc bestimmt. Der Grund- Ladedruck tPc (Soll-Gleichgewichtsladungsdruck) wird aus einer Tabelle aus einem Diagramm des vorbestimmten oder vorprogrammierten Grund-Ladedruckes (tPc) aus gelesen, in dem dargestellt ist, wie der Grund-Ladedruck tPc sich relativ zu sowohl der Motordrehzahl (Ne) als auch dem Ladungsdruck ändert. Fig. 12 zeigt ein solcher vor programmiertes Charakteristikdiagramm für den Grund-Ladedruck (tPc). Die in der Fig. 12 dargestellte Charakteristik sowie Testergebnisse, die in den Fig. 9 und 10 dargestellt sind, wurden durch Experimente, die von den Erfindern der Erfindung durchgeführt wur den, erhalten.

Nach dem Schritt 53 geht die Routine weiter zum Schritt 54. Im Schritt 54 berechnet der Arithmetikabschnitt der ECU 21 arithmetisch einen Ladungsdruck-Korrekturfaktor ηp, der zur Kompensierung der Verzögerung der Luftmengenänderung benötigt wird, die aufgrund der Antwortverzögerung bei einer Änderung des tatsächlichen Ladedrucks auftritt. Wie oben mit Bezug auf die Testdaten, die in Fig. 10 dargestellt sind, erläutert wurde, neigt die Ansaugluftmenge dazu, sich proportional zu einem Ladedruck zu än dern, der im Einlasssystem stromauf des Außenventils gemessen wird. Daher wird der Ladungsdruck-Korrekturfaktor ηp als ein Verhältnis (tPc/rPc) des Grund-Ladedruckes tPc zum Ist-Ladedruck rPc, der durch den Drucksensor 26 gemessen wird, bestimmt. Der Ladungsdruck-Korrekturfaktor ηp wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt.

ηp = tPc/rPc

Danach wird im Schritt 56 die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad durch Multiplikation der Soll-Luftmenge tQa (die im Schritt 4 der Fig. 2 erhalten wurde) mit dem Ladungsdruck- Korrekturfaktor ηp (der im Schritt 54 der Fig. 11 erhalten wurde) berechnet. Somit wird die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad durch den Ausdruck tQad = tQa × ηp repräsen tiert. Eine derartige Multiplikation der Soll-Luftmenge tQa durch den Korrekturfaktor ηp (das Verhältnis tPc/rPc) des Grund-Ladedrucks tPc zum Ist-Ladedruck rPc) wird dazu verwendet, auf einfache Weise die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad arithmetisch zu be rechnen.

Wenn andererseits die Antwort im Schritt 51 negativ ist (NEIN), wenn also tλ ≦ 1,0 gilt, dann stellt die ECU 21 fest, dass der Motor in der stöchiometrischen Verbrennungsbe triebsart betrieben wird (genauer gesagt in der homogenen stöchiometrischen Verbren nungsbetriebsart). In diesem Fall springt die Routine vom Schritt 51 zum Schritt 55. Im Schritt 55 setzt die ECU automatisch den Ladedruck-Korrekturfaktor ηp auf "1". Somit erzeugt die Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels bei der stöchiometrischen Verbrennungsart die übliche Antwortcharakteristik (oder übliche Drehmomentanstiegs- /Abfallcharakteristik des Motors) der Ansaugluftmenge ohne Ladungsdruckkorrektur. Wie oben erläutert wurde, wird während der stöchiometrischen Verbrennungsbetriebsart die arithmetische Berechnung des Ladedruck-Korrekturfaktors ηp, wie in Fig. 54 darge stellt, nicht ausgeführt. Anstelle dessen wird der Korrekturfaktor ηp automatisch auf "1" gesetzt. Dies verringert die Last aufgrund arithmetischer Berechnungen des Mikrocom puters, da das Divisionsverfahren für tPc/rPc zur arithmetischen Berechnung eine relativ große Last darstellt. Nachdem die tatsächliche (oder auch virtuelle) Soll-Luftmenge tQad durch eine Reihe von Schritten der Fig. 11 berechnet wird, kehrt das Pragramm zurück zum Schritt 6 der Fig. 2 (dem Hauptprogramm) zurück. Im Schritt 6 der Fig. 2 wird eine Soll-Drosselventilöffnungsfläche (eine Soll-Drosselöffnungsfläche) Ath basierend auf der tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad arithmetisch berechnet. Bei der Steuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Soll-Drosselöffnungsfläche Ath aus einer Ta belle aus einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristikdiagramm der Fig. 4 ausgelesen, das zeigt, wie sich die Soll-Drosselöffnung Ath relativ sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad ändert. Dann wird im Schritt 7 der Fig. 2 eine Soll-Drosselöffnung θth basierend auf der Soll- Drosselöffnungsfläche Ath arithmetisch berechnet. Die Beziehung zwischen der Soll- Drosselöffnungsfläche Ath und der Soll-Drosselöffnung θth wird in Abhängigkeit von der Form und Größe des Drosselkörpers bestimmt, der die elektronisch gesteuerte Drossel ventileinheit bildet. Tatsächlich wird die Soll-Drosselöffnung θth von einer vorbestimmten oder vorprogrammierten look-up Tabelle ausgelesen, die in der Tabelle 5 dargestellt ist und die die Korrelation zwischen einer Soll-Drosselöffnungsfläche Ath und einer Soll- Drosselöffnung θth zeigt. Die Ausgangsschnittstelle der ECU 21 gibt an die Drosselöff nungsvorrichtung 8 ein Befehlssignal aus, das die Soll-Drosselöffnung θth repräsentiert, die mittels einer Reihe von Schritten in der Fig. 2 erhalten wurde. Somit gibt die Dros selsteuerungsvorrichtung 8 an die Drosselbetätigungsvorrichtung eine Steuervariable aus, die der Soll-Drosselöffnung θth entspricht, so dass die tatsächliche Drosselöffnung des Drosselventils 7 auf die Soll-Drosselöffnung θth eingestellt wird. Die Funktion der Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels (bezogen auf das Hauptprogramm der Fig. 2 und die Unterprogramme der Fig. 6, 7 und 11) wird im Folgenden mit Bezug auf die Steuerungsdiagramme beschrieben, die in Fig. 13A-13E dargestellt sind.

Wie der Fig. 13D zu entnehmen ist, tritt eine Verzögerung bei der Entwicklung des tat sächlichen Ladungsdruckes rPc bezüglich eines Grund-Ladungsdruckes tPc auf, wenn das Fahrzeug/der Motor in einer Magerverbrennungsart (in einem Betriebsbereich mit magerer A/F) mit der gleichen Beschleunigungsrat wie bei der stöchiometrischen Verbrennungsart (ein Betriebsbereich mit stöchiometrischen A/F) betrieben wird. Bislang führte bei einer Beschleunigung im Magerverbrennungsbereich die ECU eines her kömmlichen Systems eine Drosselventilsteuerung auf die gleiche Weise durch, wie bei einer Beschleunigung im stöchiometrischen Verbrennungsbereich. Somit bestand bei einem System aus dem Stand der Technik das Problem der Verzögerung beim Anstieg der Ansaugluftmenge (oder bei der Verzögerung des Anstiegs des Ansaugsammeldru ckes Pm) (vgl. die einpunktierte Line in Fig. 13D). Im Gegensatz dazu wird bei der Steu ervorrichtung des Ausführungsbeispiels der Ladedruck-Korrekturfaktor ηp (= tPc/rPc) als ein Wert bestimmt, der größer als "1,0" ist (vgl. Fig. 13C), wenn der tatsächliche La dungsdruck rPc kleiner als der Grund-Ladedruck (der Soll-Gleichgewichtsladedruck) tPc ist. Somit wird die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad als ein Wert bestimmt, der um den Ladedruck-Korrekturfaktor ηp größer ist als die Soll-Luftmenge tQa (vgl. Fig. 13B). Als Ergebnis wird die Drosselöffnung θth basierend auf der tatsächlichen Soll-Luftmenge tQad größer als die, die durch das System aus dem Stand der Technik erhalten wird (vgl. Fig. 13A). In Fig. 13A zeigt die durchgezogene Linie Änderungen der Drosselöff nung θth an, die durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung erhalten werden, wo hingegen die einpunktierte Linie Änderungen der Drosselöffnung anzeigt, die durch das System aus dem Stand der Technik erhalten werden. Wie aus dem Vergleich zwischen der durchgezogenen Linie (vorliegende Erfindung) und der einpunktierten Linie (Stand der Technik), wie sie in Fig. 13A gezeigt sind, zu erkennen ist, ermöglicht die Steuervor richtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, dass die Soll-Luftmenge tQa durch die Ver wendung der tatsächlichen (virtuellen) Soll-Luftmenge tQad in den Motor geleitet oder gesaugt werden kann, selbst wenn der Ladedruck (rPc) sich während der Beschleuni gung in der Magerverbrennungsart noch nicht entwickelt hat. Selbst wenn daher im Ma gerverbrennungsbereich (im Betriebsbereich mit magerer A/F) beschleunigt wird, kann die Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels die gleichen Anstiegscharakteristi ken des Motormoments erzeugen, wie bei einer Beschleunigung im stöchiometrischen Verbrennungsbereich (im Betriebsbereich mit stöchiometrischer A/F) (vgl. die charakte ristische Kurve, die durch die durchgezogene Linie in der Fig. 13E dargestellt ist). Somit vermeidet die Steuervorrichtung des Ausführungsbeispiels einen unerwünschten Abfall des Motormoments, der aufgrund eines Mangels an in den Motor gesaugter Luft auftritt (aufgrund der Antwortverzögerung im tatsächlichen Ladungsdruck), wenn in der Mager verbrennungsart beschleunigt wird. Zusätzlich vermeidet die Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels einen unerwünschten Anstieg des Motormoments, der aufgrund von zuviel Luft auftritt, die in den Motor gesaugt wird (aufgrund der Antwortverzögerung des Ist-Ladedrucks), wenn in der Magerverbrennungsart verzögert wird. Mit anderen Worten eliminiert die Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels den Unterschied zwischen zwei unterschiedlichen Antwortcharakteristiken des übergangsweisen (transi torischen) Motormoments (Te), wie sie abhängig davon auftreten, ob der Motor sich in der stöchiometrischen Verbrennungsart oder in der Magerverbrennungsart befindet, o der mit anderen Worten, das unangenehme Gefühl, das als "Turboloch" während eines übergangsweisen Betriebszustand wie beispielsweise einer Beschleunigung oder eine Verzögerung.

Wie oben erläutert wurde, korrigiert bei der Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbei spiels die ECU die Soll-Luftmenge tQa als Antwort auf den Unterschied zwischen dem Ist-Ladedruck rPc und dem Grund-Ladedruck tPc. Die korrigierte Soll-Luftmenge wird als virtuelle (tatsächliche Soll-Luftmenge tQad) bestimmt. Die ECU steuert die Öffnung des Drosselventils, so dass die tatsächliche Soll-Luftmenge tQad erzeugt wird. Wenn der Ist-Ladedruck rPc kleiner als der Grund-Ladedruck tPc ist, steuert die ECU die Drosselsteuerungsvorrichtung 8 so, dass das Drosselventil 7 in Ventilöffnungsrichtung betätigt wird, um die Menge der Ansaugluft zu erhöhen. Wenn sich umgekehrt der Ist- Ladedruck rPc zu einem größeren Wert hin entwickelt hat als der Grund-Ladedruck tPc, steuert die ECU die Drosselsteuerungsvorrichtung 8 so, dass das Drosselventil 7 in Ventilschließrichtung betätigt wird, um die Menge der Ansaugluft zu verringern. Auf die se Weise ist es während der Magerverbrennungsart möglich, eine Änderung (einen An stieg/einen Abfall) der Luftmenge, die während eines übergangsweisen Betriebszu stands (während einer Beschleunigung oder einer Verzögerung) in den Motor eintritt, auf die gleiche Weise wie bei einer stöchiometrischen Verbrennungsart zu verwirklichen, ohne dass die Festsetzung des Luft-Treibstoffmischungsverhältnisses (A/F) und ein vor liegender Zustand des Ladungsdrucks berücksichtigt werden muß. Folglich kann die Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels während des übergangsweisen Be triebszustands in der Magerverbrennungsart die gleichen Anstiegs- /Abfallcharakteristiken des Motormoments erzeugen, wie beim übergangsweisen Be triebszustand in der stöchiometrischen Verbrennungsart, unabhängig von der Festle gung des A/F und der Entwicklung des Ladedrucks. Dies eliminiert das unangenehme Gefühl (oder die schlechten Fahreigenschaften) während einer Beschleuni gung/Verzögerung in der Magerverbrennungsart.

Mit Bezug auf Fig. 14 ist eine abgeänderte Routine zur arithmetischen Berechnung der virtuellen Soll-Luftmenge (tQad) dargestellt, die durch den Prozessor der ECU 21 aus geführt wird, wie sie bei der Steuerungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels verwendet wird. Der abgeänderte arithmetische Prozess, der in Fig. 14 dargestellt wird, wird eben falls als zeitabhängig ausgeführte Interrupt-Routine ausgeführt, die in vorbestimmten Zeitabständen, wie beispielsweise 10 Millisekunden, ausgelöst wird. Die veränderte a rithmetische Prozedur der Fig. 14 ist ähnlich der arithmetischen Prozedur der Fig. 11, außer dass die Schritt 53 und 54, die in der in Fig. 11 gezeigten Unterroutine enthalten sind, durch die Schritte 57 und 58 ersetzt sind, die in dem in Fig. 14 gezeigten Unterpro gramm enthalten sind.

Gemäß der in Fig. 11 gezeigten Routine wird der Grund-Ladungsdruck tPc als Soll- Ladedruck oder als gewünschter Ladedruck (d. h. als der gewünschte Gleichgewichtsla dedruck) gesetzt und dann wird der Ladedruck-Korrekturfaktor ηp durch den Ausdruck ηp = tPc/rPc erhalten. Gemäß der abgeänderten Routine, die in Fig. 14 gezeigt ist, wird eine der drei Verbrennungsarten, nämlich die geschichtete Verbrennungsart, die homo gene Magerverbrennungsart und die homogene stöchiometrische Verbrennungsart, als die derzeitige Verbrennungsart bestimmt und ein gewichteter Mittelwert (Pcm1, Pcm2 o der Pcm3) des Grund-Ladedrucks entsprechend der derzeitigen Verbrennungsart als Soll-Ladedruck Pcm festgesetzt. Dann wird ein Ladedruck-Korrekturfaktor ηp durch den Ausdruck ηp = Pcm/rPc erhalten, wie später beschrieben wird. Bei der abgeänderten A rithmetikprozedur, die in Fig. 14 gezeigt ist, werden dieselben Schrittnummern zur Be zeichnung der Schritte verwendet, wie bei der Routine, die in Fig. 11 gezeigt ist, um die beiden unterschiedlichen Interruptprogramme vergleichen zu können. Im Folgenden werden die Schritte 57 und 58 mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genau be schrieben. Auf die genaue Beschreibung der Schritt 51, 52, 55 und 56 wird verzichtet, da die obige Beschreibung derselben als selbsterklärend betrachtet wird.

Im Schritt 57 der Fig. 14 wird der Soll-Ladedruck Pcm arithmetisch berechnet. Die a rithmetische Berechnung des Soll-Ladedrucks Pcm wird in Übereinstimmung mit der in Fig. 15 gezeigten Unterroutine ausgeführt. Die in der Fig. 15 dargestellte Unterroutine wird als eine zeitausgelöste Interrupt-Routine ausgeführt, die in vorbestimmten Zeitab ständen, beispielsweise alle 10 Millisekunden, ausgelöst wird. Im Schritt 58 der Fig. 14 wird der Ladedruck-Korrekturfaktor ηp als das Verhältnis (Pcm/rPc) des Soll- Ladedruckes Pcm zum tatsächlichen Ladedruck rPc berechnet.

Im Schritt 571 der Fig. 15 wird ein Grund-Ladedruck tPc1, der bei der geschichteten Verbrennungsart verwendet wird, arithmetisch berechnet oder in einem vorbestimmten oder vorprogrammierten Charakteristikdiagramm nachgeschlagen, in dem gezeigt ist, wie sich der Grund-Ladedruck tPc1 zur Verwendung bei der geschichteten Verbren nungsart relativ zu sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der Motorlast ändert. Auf die gleiche Weise wird ein Grund-Ladedruck tPc2 zur Verwendung bei der homogenen Ma gerverbrennungsart arithmetisch berechnet oder in einem vorbestimmten oder vorpro grammierten Charakteristikdiagramm nachgeschlagen, in dem dargestellt ist, wie der bei der homogenen Magerverbrennungsart verwendete Grund-Ladedruck tPc2 sich relativ zu sowohl der Motordrehzahl Ne als auch der Motorlast ändert. Zusätzlich wird ein Grund-Ladedruck tPc3, der bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart verwendet wird, arithmetisch berechnet oder anhand eines vorbestimmten oder vorpro grammierten Charakteristikdiagramms erhalten, in dem dargestellt ist, wie der Grund- Ladedruck tPc3, der bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart verwendet wird, sich relativ zu sowohl der Motordrehzahl Ne als auch zu der Motorlast ändert. Die ECU 21 verwendet das charakteristische Diagramm, wie dies in der Fig. 12 zusammen gefasst und dargestellt ist, als vorprogrammierte Charakteristikendiagramme des Grund- Ladedrucks (tPc1, tPc2, tPc3), die jeweils für die geschichtete, homogene Mager- und homogene stöchiometrische Verbrennungsarten geeignet sind. Im Schritt 572 der Fig. 15 wird ein gewichteter Mittelwert Pcm1 des Grund-Ladedrucks tPc1, der bei der ge schichteten Verbrennungsart verwendet wird, anhand des folgenden Ausdrucks arith metisch berechnet, um eine Phasenkorrektur des gewichteten Mittelwerts Pcm1 des Grund-Ladedrucks tPc1, der bei der geschichteten Verbrennungsart verwendet wird, durchzuführen.

Pcm1 = Kp1 × tPc1 + (1-Kp1) × Pcm1_-1

wobei Pcm1 einen derzeitigen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks tPc1 darstellt, der bei der geschichteten Verbrennungsart verwendet wird, Kp1 einen Koeffizienten für den gewichteten Mittelwert bezeichnet, der für die geschichtete Verbrennungsart geeignet ist, und Pcm1_-1 einen vorangegangenen Wert des gewichte ten Mittelwerts des bei der geschichteten Verbrennungsart verwendeten Grund- Ladedrucks tPc1 darstellt.

Im Schritt 573 der Fig. 15 wird ein gewichteter Mittelwert Pcm2 des Grund-Ladedrucks tPc2, der bei der homogenen Magerverbrennungsart verwendet wird, arithmetisch an hand des folgenden Ausdrucks berechnet, um eine Phasenkorrektur des gewichteten Mittelwerts Pcm2 des bei der homogenen Magerverbrennung verwendeten Grund- Ladedrucks tPc2 durchzuführen.

Pcm2 = Kp2 × tPc2 + (1-Kp2) × Pcm2_-1

wobei Pcm2 einen derzeitigen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks tPc2 bezeichnet, der für die homogene Magerverbrennungsart verwendet wird, Kp2 ei nen Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts bezeichnet, der für die homogene Mager verbrennung geeignet ist, und Pcm2_-1 einen vorherigen Wert des gewichteten Mittel werts des Grund-Ladedrucks tPc2 bezeichnet, der bei der homogenen Magerverbren nungsart verwendet wird.

Im Schritt 574 der Fig. 15 wird ein gewichteter Mittelwert Pcm3 des Grund-Ladedruckes tPc3, der bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart verwendet wird, an hand des folgenden Ausdrucks arithmetisch berechnet, um eine Phasenkorrektur des gewichteten Mittelwerts Pcm3 des Grund-Ladedruckes tPc3 für die homogene stöchio metrische Verbrennungsart durchzuführen.

Pcm3 = Kp3 × tPc3 + (1-Kp3) × Pcm3_-1

wobei Pcm3 einen derzeitigen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks tPc3 für die homogene stöchiometrische Verbrennungsart (oder einfach einer stöchio metrischen Verbrennungsart) darstellt, Kp3 einen Koeffizient des gewichteten Mittel werts da 19962 00070 552 001000280000000200012000285911985100040 0002010016858 00004 19843rstellt, der für die homogene stöchiometrische Verbrennungsart geeignet ist, und Pcm3_-1 einen vorangegangenen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund- Ladedrucks tPc3 bezeichnet, wie er bei der homogenen stöchiometrischen Verbren nungsart verwendet wird.

Die zuvor erwähnten Koeffizienten Kp1, Kp2 und Kp3 für den gewichteten Mittelwert, die jeweils für die geschichtete Verbrennungsart, die homogene Magerverbrennungsart und die homogene stöchiometrische Verbrennungsart geeignet sind, werden im Folgenden als "Koeffizient des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks bei der geschichte ten Verbrennungsart", "Koeffizient für den gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks bei der homogenen Magerverbrennung" und "Koeffizient für den gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennung" bezeich net. Jeder der Koeffizienten Kp1, Kp2 und Kp3 des gewichteten Mittelwerts entspricht dem maßgeblichen Faktor eines Grades der Vorderkante (oder dem Anstieg) des Soll- Ladedrucks tPc während der Beschleunigung (vgl. Fig. 17B). Die drei Koeffizienten Kp1, Kp2 und Kp3 für den gewichteten Mittelwert sind so gebildet, dass sie die Ungleichung Kp1 < Kp2 < Kp3 zu erfüllen. Der Koeffizient Kp1 des gewichteten Mittelwerts für den Grund-Ladedruck der geschichteten Verbrennung, der Koeffizient Kp2 des gewichteten Mittelwerts des Ladedrucks für die homogene Magerverbrennung und der Koeffizient Kp3 für den gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks bei der homogenen stöchio metrischen Verbrennungsart werden arithmetisch berechnet oder aus jeweiligen vorbe stimmten oder vorprogrammierten Charakteristikdiagrammen ausgelesen. Die ECU 21 verwendet das vorprogrammierte Charakteristikendiagramm für den Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks, wie in Fig. 16 zusammengefasst und dargestellt, als vorprogrammierte Charakteristikendiagramme des Koeffizienten des ge wichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks, die jeweils für die geschichtete, die homo gene Mager- und die homogene stöchiometrische Verbrennungsart geeignet sind. Das Charakteristikendiagramm der Fig. 16 zeigt, wie der Koeffizient des gewichteten Mittel werts des Grund-Ladedrucks (Kp1, Kp2, Kp3) sich mit der Motordrehzahl Ne und der Grund-Soll-Luftmenge tQa0 ändert.

Im Schritt 575 der Fig. 15 bestimmt die ECU 21 die derartige Betriebsart des Motors (oder den derzeitigen Betriebspunkt des Motors) basierend auf der letzten gültigen In formation über den Betriebszustand des Motors, also der Motordrehzahl Ne und der Motorlast. Wenn der Motor in der geschichteten Verbrennungsart betrieben wird, geht die Routine zum Schritt 576, wo die am kürzesten zurückliegenden Soll-Ladedruckdaten Pcm durch den gewichteten Mittelwert Pcm1 des Grund-Ladedrucks der geschichteten Verbrennungsart aktualisiert werden. Wenn der Motor in der homogenen Lagerverbren nungsart betrieben wird, geht die Routine zum Schritt 577, wo die neueren Daten über den Soll-Ladedruck Pcm durch den gewichteten Mittelwert Pcm2 des Grund-Ladedrucks bei der homogenen Magerverbrennung aktualisiert werden. Wenn der Motor in der ho mogenen stöchiometrischen Verbrennungsart betrieben wird, geht die Routine zum Schritt 578, wo die neueren Soll-Ladedruckdaten Pcm durch den gewichteten Mittelwert Pcm3 des Grund-Ladedrucks der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart aktu alisiert werden. Die Art, wie der Soll-Ladedruck Pcm bestimmt wird, hängt von den Mo toreigenschaften ab. Wie in den Steuerungsdiagrammen der Fig. 17A, 17B und 17C ge zeigt ist, steigt der Soll-Ladedruck Pcm an, wenn der Betätigungsgrad APS des Gaspe dals stark ansteigt, und hat die Form einer gekrümmten Linie (vgl. die nach oben ge krümmte Vorderkante der Charakteristikenkurve des Soll-Ladedrucks (Pcm), wie in der Fig. 17B gezeigt). Wie anhand der drei Ausdrücke bezüglich der Schritte 572, 573 und 574 erkannt wird, kann die Steuervorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels mit Be zug auf das Hauptprogramm der Fig. 2 und die Unterprogramme der Fig. 6, 7, 14 und 15 auf gewünschte Weise den Soll-Ladedruck Pcm über eine Phasenverschiebung erster Ordnung (first-order lag) errechnen.

Mit Bezug auf Fig. 18 ist ein Beispiel eines vorprogrammierten Charakteristikendi agramms des Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks darge stellt, wobei gezeigt ist, wie sich der Koeffizient (Kp1, Kp2, Kp3) des gewichteten Mittel werts des Grund-Ladedrucks relativ zu nur dem Produkt (APS × Ne) aus dem Betäti gungsgrad des Gaspedals und der Motordrehzahl Ne ändert. Anstelle des Charakteristi kendiagramms der Fig. 16 verwendet die ECU 21 die vorprogrammierte look-up Tabelle, wie sie in der Fig. 18 zusammengefasst und dargestellt ist (wobei die Beziehung zwi schen einem Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks und ei nem Produkt (APS × Ne) des Betätigungsgrades APS des Gaspedals und der Motor drehzahl Ne gezeigt ist, als vorprogrammierte Charakteristikentabellen der Koeffizienten (Kp1, Kp2, Kp3) des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks, die für die ge schichtete, homogene Mager- und homogene stöchiometrische Verbrennungsarten ge eignet sind. Die Verwendung der vorprogrammierten look-up Tabelle, wie sie in Fig. 18 dargestellt ist, ist dem vorprogrammierten Charakteristikendiagramm, wie es in Fig. 16 dargestellt ist, hinsichtlich der Datenmenge überlegen, also hinsichtlich eines verringer ten Speicherumfangs (verringerte ROM-Kapazität) und hinsichtlich einer verringerten Belastung der CPU der ECU 21 aufgrund der arithmetischen Berechnung.

Mit Bezug auf Fig. 19 ist ein weiteres Programm zur arithmetischen Berechnung des Soll-Ladedrucks (Pcm) dargestellt. Fig. 20 zeigt eine vorbestimmte oder vorprogram mierte look-up Tabelle des Koeffizienten (Kp) des gewichteten Mittelwert des Grund- Ladedrucks, wie sie in den Schritten 579-581 der Fig. 19 verwendet wird. Um einen Soll-Ladedruck Pcm zu berechnen oder zu schätzen kann die in den Fig. 15 und 16 ge zeigte Routine zur arithmetischen Berechnung des Soll-Ladedrucks durch die in den Fig. 19 und 20 dargestellte Routine ersetzt werden. Die geänderte arithmetische Prozedur der Fig. 19 ist ähnlich der arithmetischen Prozedur der Fig. 15, außer dass die Schritte 572, 573 und 574 des in Fig. 15 dargestellten Unterprogramms durch die Schritte 579, 580 und 581 des in der Fig. 19 dargestellten Unterprogramms ersetzt sind. Somit wer den bei der abgeänderten arithmetischen Prozedur der Fig. 19 die gleichen Schrittzah len verwendet, um die Schritte des Unterprogramms der Fig. 15 zu bezeichnen. Auf die se Weise können die beiden unterschiedlichen Interrupt-Programme miteinander vergli chen werden. Im Folgenden werden die Schritte 579, 580 und 581 mit Bezug auf Fig. 20 genau beschrieben, während auf eine genaue Beschreibung der Schritte 571, 575, 576, 577 und 578 verzichtet wird, da die obige Beschreibung darüber selbsterklärend scheint.

Die Schritte 579, 580 und 581 verwenden denselben Koeffizienten Kp des gewichteten Mittelswerts des Grund-Ladedrucks. Der repräsentative Koeffizient Kp des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks wird basierend auf dem Produkt (APS × Ne × tλ) dreier Daten, nämlich des Betätigungsgrades des Gaspedals APS, der Motordrehzahl Ne und eines Soll-Überschussluft-Faktors tλ, arithmetisch berechnet oder in der vorpro grammierten look-up Tabelle der Fig. 20 nachgeschlagen. In der look-up Tabelle der Charakteristiken, wie sie in Fig. 20 dargestellt ist, ändert sich der repräsentative Koeffi zient Kp des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks in Abhängigkeit vom Soll- Überschussluft-Faktor tλ unter der Annahme, dass die Motordrehzahl Ne und der Betä tigungsgrad des Gaspedals konstant sind. Der Soll-Überschussluft-Faktor tλ selbst än dert sich in Abhängigkeit davon, ob sich der Motor im geschichteten Verbrennungsbe trieb, im homogenen Magerverbrennungsbetrieb oder im homogenen stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb befindet (vgl. das Charakteristikendiagramm der Fig. 8). Somit beinhaltet die vorprogrammierte look-up Tabelle des Koeffizienten (Kp) des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks Informationen über den Verbrennungszustand (die Verbrennungsart) des Motors.

Unter der Annahme, dass die ECU 21 einen Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks anhand der vorprogrammierten look-up Tabelle, wie sie in Fig. 18 gezeigt ist, berechnet, benötigt die Steuerungsvorrichtung drei verschiedene look-up Tabellen für den Koeffizienten Kp1 des gewichteten Mittelwerts eines Grund-Ladedrucks bei der geschichteten Verbrennung, für den Koeffizienten Kp2 des gewichteten Mittel werts des Grund-Ladedrucks bei der homogenen Magerverbrennung und für den Koeffi zienten Kp3 des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks bei der homogenen, stöchiometrischen Verbrennung. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird aber an genommen, dass die ECU 21 nur eine vorprogrammierte look-up Tabelle, wie sie in Fig. 20 dargestellt ist, für die Berechnung eines Koeffizienten Kp des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks verwendet. Der durch die look-up Tabelle der Fig. 20 bestimmte Koeffizient Kp dient als ein repräsentativer Wert des Koeffizienten des gewichteten Mit telwerts des Grund-Ladedrucks, der sowohl der geschichteten, als auch der homogenen Mager-, als auch der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart gemeinsam ist. Die Verwendung nur einer look-up Tabelle ist der Verwendung von drei look-up Tabellen aus dem Gesichtspunkt einer verringerten Berechnungsbelastung bei der arithmetischen Berechnung des Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks und hinsichtlich einer verringerten ROM-Kapazität überlegen.

Mit Bezug auf Fig. 21 ist eine weitere Routine zur arithmetischen Berechnung des Soll- Ladedruck (Pcm) dargestellt. Die Steuerungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels verwendet die in der Fig. 21 dargestellte Unterroutine anstelle der in Fig. 15 dargestell ten Unterroutine. Gemäß der in Fig. 21 dargestellten Prozedur zur arithmetischen Be rechnung benötigt der Arithmetikabschnitt der ECU 21 nur ein Charakteristikendi agramm, um einen Grund-Ladedruck tPc3, der bei einer homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart (einem Soll-Überschussluft-Faktor tλ = 1,0) verwendet wird, zu finden, und ein nur Charakteristikendiagramm, das benötigt wird, um den Koeffizienten Kp3 des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks der homogenen stöchiometrischen Verbrennung zu finden, ohne dass ein Grund-Ladedruck tPc1 der geschichteten Verbrennung, ein Grund-Ladedruck tPc2 der homogenen Magerverbrennung, ein Koef fizient Kp1 des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks bei der geschichteten Verbrennung und ein Koeffizient Kp2 des gewichteten Mittelwerts des Grund- Ladedrucks bei der homogenen Magerverbrennung verwendet werden.

Im Schritt 582 der Fig. 21 wird ein Grund-Ladedruck tPc3 der homogenen stöchiometri schen Verbrennungsart arithmetisch berechnet oder aus einem vorprogrammierten Dia gramm, in dem gezeigt ist, wie der Grund-Ladedruck tPc3 der stöchiometrischen Verbrennung sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und Motorlast ändert, ausge lesen.

Im Schritt 584 der Fig. 21 wird ein gewichteter Mittelwert Pcm3 des Grund-Ladedrucks bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennung anhand des folgenden Ausdrucks arithmetisch berechnet, um eine Phasenkorrektur des gewichteten Mittelswerts Pcm3 des Grund-Ladedrucks tPc3 der homogenen stöchiometrischen Verbrennung durchzu führen.

Pcm3 = Kp3 × tPc3 + (1-Kp3) × Pcm3_-1

wobei Pcm3 einen derzeitigen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks tPc3 für die homogene stöchiometrische Verbrennung darstellt, der im derzeitigen Pro grammzyklus erhalten wurde, Kp3 einen Koeffizienten des gewichteten Mittelwerts be zeichnet, der für die homogene stöchiometrische Verbrennungsart geeignet ist, und Pcm3_-1 einen vorangegangenen Wert des gewichteten Mittelwerts des Grund- Ladedrucks tPc3 für die homogene stöchiometrische Verbrennung bezeichnet, der einen Programmzyklus zuvor erhalten wurde. Der Koeffizient Kp3 des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometrische Verbrennung wird basierend auf der Motordrehzahl Ne und der Motorlast aus einem vorprogrammierten Charakte ristikendiagramm ausgelesen.

Im Schritt 586 der Fig. 21 wird ein Soll-Ladedruck Pcm durch Multiplikation des Soll- Überschussluft-Faktors tλ mit dem derzeitigen Wert Pcm3 des gewichteten Mittelwerts des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometrische Verbrennung erhalten. Der Soll-Ladedruck Pcm wird daher wie folgt dargestellt.

Pcm = Pcm3 × tλ

wobei Pcm3 den zuletzt aktualisierten gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometrische Verbrennung bezeichnet und tλ den Soll- Überschussluft-Faktor bezeichnet. Wie oben erläutert wurde, wird der Soll- Überschussluft-Faktor tλ in Abhängigkeit von der gewählten Verbrennungsart bestimmt. Der Ausdruck (Pcm = Pcm3 × tλ), der im Schritt 586 der Fig. 21 enthalten ist, spiegelt den Verbrennungszustand (die Verbrennungsart) des Motors wieder. Wenn beispiels weise der Motor in der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart betrieben wird, wird der Soll-Überschussluft-Faktor tλ auf 1,0 gesetzt und daher ist die Beziehung Pcm = Pcm3 erfüllt. Während der homogenen Magerverbrennungsart oder während der ge schichteten Verbrennungsart (genauer gesagt während der geschichteten Mager verbrennung oder während der geschichteten Ultramagerverbrennung) wird der Soll- Überschussluft-Faktor tλ auf einen Wert größer als 1,0 gesetzt. Dann kann die Steue rungsvorrichtung (das Steuerungssystem) des Ausführungsbeispiels einen höheren Soll- Ladedruck Pcm im Vergleich zur homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart (vgl. Fig. 22) erzeugen. Zum Zwecke des Angleichs bei der homogenen Ladeverbrennungs art und der geschichteten Verbrennungsart wird des weiteren eine Ausgleichskonstante K in den zuvor erwähnten Ausdruck Pcm = Pcm3 × tλ eingeführt. In diesem Fall wird der Soll-Ladedruck Pcm wie folgt wiedergegeben.

Pcm = Pcm3 × tλ × K

Es ist vorteilhaft, das Unterprogramm der Fig. 21 anstelle des Unterprogramms der Fig. 15 aus dem Gesichtspunkt des verringerten Berechnungsaufwands bei der arithmeti schen Berechnung des Grund-Ladedrucks und des Koeffizienten des gewichteten Mit telwerts des Grund-Ladedrucks und aus dem Gesichtspunkt der verringerten ROM- Kapazität zu verwenden. Bei der in den Fig. 21 und 22 dargestellten Prozedur zur arith metischen Berechnung des Soll-Ladedrucks wird der gewichtete Mittelwert Pcm3 des Grund-Ladedrucks bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennung (bei tλ = 1,0) als Referenzwert verwendet, der zur Berechnung eines Soll-Ladedrucks (Pcm) für eine Ma gerverbrennungsart (d. h. einer homogenen Magerverbrennungsart oder einer ge schichteten Verbrennungsart) benötigt wird. Alternativ kann der gewichtete Mittelwert Pcm1 des Grund-Ladedrucks der geschichteten Verbrennung (bei tλ < 1,0) als Refe renzwert verwendet werden, der zur Berechnung eines Soll-Ladedrucks (Pcm) bei einer homogenen Magerverbrennung benötigt wird, sowie eines Soll-Ladedrucks (Pcm), der bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart verwendet wird. In diesem Fall wird der Soll-Ladedruck Pcm wie folgt dargestellt.

Pcm = Pcm1 × tλ × K1

wobei K1 eine Ausgleichskonstante zum Ausgleich der homogenen Magerverbrennung und der homogenen stöchiometrischen Verbrennung ist.

Auf ähnliche Weise kann der gewichtete Mittelwert Pcm2 des Grund-Ladedrucks bei der homogenen Magerverbrennung (bei tλ < 1,0) als Referenzwert verwendet werden, der zur Berechnung eines Soll-Ladedrucks (Pcm) für eine geschichtete Verbrennungsart und eines Soll-Ladedrucks (Pcm) für eine homogene stöchiometrische Verbrennungsart benötigt wird. In diesem Fall wird die Soll-Luftmenge Pcm wie folgt dargestellt.

Pcm = Pcm2 × tλ × K2

wobei K2 eine Ausgleichskonstante zum Ausgleich der beschichteten Verbrennungsart und der homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart ist.

Wie oben erläutert wurde, wird bei der Steuerungsvorrichtung des zweiten Ausfüh rungsbeispiels (mit Bezug auf das Hauptprogramm der Fig. 2, die Unterprogramme der Fig. 6, 7, 14 und 15 und dem Charakteristikendiagramm der Fig. 16), des dritten Ausfüh rungsbeispiels (mit Bezug auf das Hauptprogramm der Fig. 2, die Unterprogramme der Fig. 6, 7, 14 und 15 und die look-up Tabelle der Fig. 18), des vierten Ausführungsbei spiels (mit Bezug auf das Hauptprogramm der Fig. 2, die Unterprogramme der Fig. 6, 7, 14 und 19 und der look-up Tabelle der Fig. 20) und des fünften Ausführungsbeispiels (mit Bezug auf das Hauptprogramm der Fig. 2 und die Unterprogramme der Fig. 6, 7, 14 und 21) ein Wert (Pcm1, Pcm2, Pcm3), der einen Grund-Ladedruck tPc mit einer Aus gangsantwort mit einer Phasenverzögerung erster Ordnung (first-order lag) berücksich tigt, als Soll-Ladedruck Pcm arithmetisch berechnet. Anstelle dessen kann ein Wert, der einen Grund-Ladedruck tPc mit einer Sprungantwort berücksichtigt, als Soll-Ladedruck Pcm arithmetisch berechnet werden. Um den Soll-Ladedruck Pcm einfacher zu erhalten, ist es von Vorteil, anstelle der Antwort mit Phasenverzögerung erster Ordnung die Sprungantwort zu verwenden. Um geeignete Eigenschaften des Steuerungssystems bezüglich der Empfindlichkeit des Systems und der Stabilität des Systems zu erhalten und um ein Zufriedenstellen des Antwortverhalten des Systems zu erreichen, ist es wünschenswert, gezielt entweder die Antwort der Phasenverzögerung erster Ordnung oder die Sprungantwort in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Motors/Fahrzeugs auszuwählen.

Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr P11-97349 (angemeldet am 5. April 1999) wird hiermit durch in Bezugnahme aufgenommen.

Obwohl vorangehend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wur den, ist es klar, dass die Erfindung nicht auf die darin gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass verschiedene Änderun gen und Abwandlungen möglich sind, ohne dass vom Kern oder Schutzbereich der Er findung, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist, abgewichen wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungskraftmotors mit einer Vorver dichtervorrichtung, durch die ein gewünschter Ladedruck erzeugbar ist, umfas send:
eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die ein Drosselventil steuert;
einen Drucksensor, der in einer Ansaugleitung angeordnet ist, um einen Ist- Ladedruck zu erfassen;
eine Steuerungseinheit, die ausgestaltet ist, mit der Drosselsteuerungsvorrich tung zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhän gigkeit von einem Betätigungsgrad eines Gaspedals verbunden zu werden; wo bei die Steuerungseinheit umfasst:

a) einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Luftmenge berechnet, die in einem Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals,
b) einen Arithmetikabschnitt, der den gewünschten Ladedruck basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet,
c) einen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor berechnet, der im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis eine Differenz zwischen dem gewünschten Ladedruck und dem tatsächlichen Lade druck berücksichtigt, und
d) einen Arithmetikabschnitt, der die Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck-Korrekturfaktor korrigiert, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu er zeugen, und der die korrigierte Soll-Luftmenge als virtuelle Soll-Luftmenge be stimmt; und

eine Drosselbetätigungsvorrichtung, die die elektronisch gesteuerte Drossel so betätigt, dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

2. Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorver dichtungsvorrichtung, durch die ein gewünschter Ladedruck erzeugbar ist, um fassend:
eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die ein Drosselventil steuert;
einen Drucksensor, der in einem Einleitungssystem angeordnet ist, um einen tatsächlichen Ladedruck zu erfassen;
eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, mit der Drosselsteuerungsvorrichtung zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängigkeit vom Betätigungsgrad des Gaspedals elektronisch verbunden zu werden; wobei die Steuereinheit umfasst

a) einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Luftmenge basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals berechnet,
b) einen Arithmetikabschnitt, der einen gewünschten Ladedruck basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet,
c) einen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor berechnet, welcher wiederum eine Differenz zwischen dem gewünschten Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck berücksichtigt, und
d) einen Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob sich der Motor in einem Be triebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis oder in einem Betriebsbe reich mit stöchiometrischen Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und
e) einen Arithmetik-Logik-Abschnitt, der ein von dem Bestimmungsabschnitt erhaltenes Ergebnis berücksichtigt, um die Soll-Luftmenge durch den Lade druck-Korrekturfaktor zu korrigieren und eine korrigierte Soll-Luftmenge zu er zeugen und um die korrigierte Luft-Sollmenge als virtuelle Soll-Luftmenge zu bestimmen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit magerem Luft- Treibstoffverhältnis befindet, und um die Soll-Luftmenge selbst als virtuelle Soll- Luftmenge zu bestimmen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit stöchio metrischen Luft-Treibstoffverhältnis befindet; und

eine Drosselbetätigungsvorrichtung, die das Drosselventil antreibt, so dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Soll-Luftmenge (tQa) durch eine Treib stoffverbrauchsrate (ηf) korrigiert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ladedruck-Korrekturfaktor (ηp) ein Verhältnis (tPc/rPc; Pcm/rPc) des gewünschten Ladedrucks (tPc; Pcm) zu dem tatsächlichen Ladedruck (rPc) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Korrektur der Soll-Luftmenge (tQa) durch den Ladedruck-Korrekturfaktor (ηp) im Betriebsbereich mit magerem Luft- Treibstoffverhältnis innerhalb des Arithmetik-Logikabschnittes durchgeführt wird, indem die Soll-Luftmenge (tQa) durch den Ladedruck-Korrekturfaktor (ηp) multipliziert wird und der Arithmetik-Logikabschnitt den Ladedruck- Korrekturfaktor im Betriebsbereich mit stöchiometrischen Luft- Treibstoffverhältnis auf 1 setzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Arithmetikabschnitt, der die Soll- Luftmenge (tQa) zur Verwendung im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst;

1. der eine vom Fahrer angeforderte Luftmenge (Qda) basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad (APS) des Gaspedals arithmetisch berechnet;
2. der eine benötigte Leerlaufluftmenge (Qia), die zumindest auf der Motortem peratur (Tw) basiert und zur Stabilisierung des Leerlaufbetriebs des Motors be nötigt wird, arithmetisch berechnet;
3. der die vom Fahrer angeforderte Luftmenge (Qda) und die für den Leerlauf benötigte Luftmenge (Qia) aufsummiert, um eine Summe (Qda + Qia) zu erzeu gen;
4. der eine Summe (Qda + Qdi) als Grund-Soll-Luftmenge (tQa0) festsetzt;
5. der einen Soll-Überschussluft-Faktor (tλ) basierend auf den Betriebszustand des Motors arithmetisch berechnet;
6. der die Grund-Soll-Luftmenge (tQa0) um zumindest den Soll-Überschussluft- Faktor (tλ) korrigiert, um eine korrigierte Grund-Soll-Luftmenge zu erzeugen; und
7. Bestimmung der kompensierten Grund-Soll-Luftmenge als Soll-Luftmenge (tQa) im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Arithmetikabschnitt, der die Soll- Luftmenge (tQa) berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst:

1. der eine vom Fahrer angeforderte Luftmenge (Qda) basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad (APS) des Gaspedals berechnet;
2. der eine benötigte Leerlaufluftmenge (Qia), die auf zumindest einer Motor temperatur (Tw) basiert, und die benötigt wird, um den Leerlaufbetrieb des Mo tors zu stabilisieren, arithmetisch berechnet;
3. der die vom Fahrer angeorderte Luftmenge (Qda) und die für den Leerlauf benötigte Luftmenge (Qia) aufsummiert, um eine Summe (Qda + Qia) zu erzeu gen;
4. Festsetzen der Summe (Qda + Qia) als Grund-Soll-Luftmenge (tQa0);
5. der einen Soll-Überschussluft-Faktor (tλ) basierend auf dem Betriebszu stand des Motors arithmetisch berechnet;
6. der die Grund-Soll-Luftmenge (tQa0) durch zumindest den Soll- Überschussluft-Faktor (tλ) korrigiert, um eine korrigierte Grund-Soll-Luftmenge zu erzeugen; und
7. der die korrigierte Grund-Soll-Luftmenge als Soll-Luftmenge (tQa0) be stimmt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drosselsteuerungsvorrichtung umfasst:

1. einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Drosselöffnungsfläche (Ath) basie rend auf der virtuellen Soll-Luftmenge (tQad) und der Motordrehzahl (Ne) be rechnet;
2. einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Drosselöffnung (θth) basierend auf der Soll-Drosselöffnungsfläche (Ath) berechnet; und
3. Ausgabe einer Steuerungsvariable an das Drosselventil, so dass eine tat sächliche Drosselöffnung des Drosselventils in Richtung der Soll- Drosselöffnung (θth) eingestellt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Arithmetikabschnitt, der den ge wünschten Ladedruck (Pcm) berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst;

1. der einen gewünschten Gleichgewichtsladedruck basieren auf einer Motor last und einer Motordrehzahl (Ne) arithmetisch berechnet und den gewünschten Gleichgewichtsladedruck als einen Grund-Ladedruck (tPc) bestimmt; und
2. der einen gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks, der den Grund- Ladedruck (tPe) mit einer Verzögerung erster Ordnung berücksichtigt, indem ein Koeffizient (Kp) des gewichteten Mittelwerts verwendet wird, arithmetisch be rechnet und den gewichteten Mittelwert des Grund-Ladedrucks als Soll- Ladedruck (Pcm) bestimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koeffizient des gewichteten Mittelwerts (Kp) sich in Abhängigkeit von einer Information über die Verbrennungsart des Motors ändert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koeffizient (Kp) des gewichteten Mit telwerts anhand eines vorbestimmten Charakteristikendiagramms gefunden wird, in dem dargestellt ist, wie sich der Koeffizient (Kp) des gewichteten Mittel werts sich relativ zur Motorlast und Motordrehzahl (Ne) ändert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koeffizient (Kp) des gewichteten Mit telwerts in einer vorbestimmten look-up Tabelle ausgelesen wird, die ein Pro dukt (APS × Ne) des Betätigungsgrades (APS) des Gaspedals und der Motor drehzahl (Ne) als Parameter verwendet und zeigt, wie sich der Koeffizient (Kp) des gewichteten Mittelwerts relativ zum Produkt (APS × Ne) ändert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, die des weiteren einen Arithmetikabschnitt um fasst, der einen Soll-Überschussluft-Faktor (tλ) basierend auf den Betriebszu stand des Motors berechnet, wobei der Koeffizient (Kp) des gewichteten Mittel werts anhand eines vorbestimmten Diagramms verwendet wird, das ein Produkt (APS × Ne × tλ) des Betätigungsgrades (APS) des Gaspedals, der Motordreh zahl (Ne) und des Soll-Überschussluft-Faktors (tλ) als Parameter verwendet und das zeigt, wie sich der Koeffizient des gewichteten Mittelwerts (Kp) relativ zum Produkt (APS × Ne × tλ) ändert.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren einen Arithmetikabschnitt um fasst, der einen Soll-Überschussluft-Faktor (tλ) basierend auf dem Betriebszu stand des Motors berechnet, und wobei der Arithmetikabschnitt, der den ge wünschten Ladedruck (Pcm) berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst:

1. der einen gewünschten Gleichgewichtsladedruck basierend auf der Motor last und der Motordrehzahl (Ne) bei einer homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart arithmetisch berechnet und den gewünschten Gleichge wichtsladedruck als Grund-Ladedruck (tPc) festlegt;
2. der einen gewichteten Mittelwert (Pcm3) des Grund-Ladedrucks für die ho mogene stöchiometrische Verbrennung arithmetisch berechnet, der den Grund- Ladedruck (tPc) über eine Phasenverzögerung erster Ordnung unter Verwen dung eines Koeffizienten (Kp3) des gewichteten Mittelwerts für die homogene stöchiometrische Verbrennung berücksichtigt, und der den gewichteten Mittel wert (Pcm3) des Grund-Ladedrucks der homogenen stöchiometrischen Verbrennung als Soll-Ladedruck (Pcm) zur Verwendung bei der homogenen stöchiometrischen Verbrennung festlegt;
3. der ein Produkt (Pcm3 × tλ) bestimmt, das durch Multiplikation des gewich teten Mittelwerts (Pcm3) des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometri sche Verbrennung mit dem Soll-Überschussluft-Faktor (tλ), der während der geschichteten Verbrennung berechnet wurde, erhalten wird, als Soll-Ladedruck (Pcm) für die geschichtete Verbrennung festlegt; und
4. der ein Produkt (Pcm3 × tλ), das durch Multiplikation des gewichteten Mit telwerts (Pcm3) des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometrische Verbrennung mit dem Soll-Überschussluft-Faktor (tλ), der während der homo genen Magerverbrennung berechnet wurde, erhalten wird, als Soll-Ladedruck (Pcm) für die homogene Magerverbrennung bestimmt:

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Arithmetikabschnitt, der den ge wünschten Ladedruck (Pcm) berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst:

1. der einen gewünschten Gleichgewichtsladedruck basierend auf der Motor last und der Motordrehzahl (Ne) berechnet und den gewünschten Gleichge wichtsladedruck als Grund-Ladedruck (tPc) festlegt; und
2. der einen Wert, der den Grund-Ladedruck (tPc) mit einer Sprungantwort be rücksichtigt, arithmetisch berechnet und diesen Wert als Soll-Ladedruck (Pcm) festlegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren einen Arithmetikabschnitt auf weist, der einen Soll-Überschussluft-Faktor (tλ) basierend auf dem Betriebszu stand des Motors berechnet, und wobei der Arithmetikabschnitt, der den ge wünschten Ladedruck (Pcm) berechnet, einen Datenverarbeitungsabschnitt umfasst:

1. der einen gewünschten Gleichgewichtsladedruck basierend auf der Motor last und der Motordrehzahl (Ne) in einer homogenen stöchiometrischen Verbrennungsart berechnet und den gewünschten Gleichgewichtsladedruck als Grund-Ladedruck (tPc) festlegt;
2. der einen gewichteten Mittelwert (Pcm3) des Grund-Ladedrucks für die ho mogene stöchiometrische Verbrennung, der den Grund-Ladedruck (tPc) mit ei ner Phasenverzögerung erster Ordnung berücksichtigt, arithmetisch berechnet, indem ein Koeffizient (Kp3) des gewichteten Mittelwerts für die homogene stö chiometrische Verbrennung verwendet wird
3. der ein Produkt (Pcm3 × tλ × K) des gewichteten Mittelwerts (Pcm3) des Grund-Ladedrucks für die homogene stöchiometrische Verbrennung, des Soll- Überschussluft-Faktors (tλ) und einen Ausgleichskonstanten (K) arithmetisch berechnet und das Produkt (Pcm3 × tλ × K) als Soll-Ladedruck (Pcm) festlegt.

17. Elektronisches Motorsteuerungssystem für einen computergesteuerten Verbrennungskraftmotor mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, durch die ein gewünschter Ladedruck erzeugbar ist, zur Korrektur eines Antwortverhaltens bei einer Änderung des Ladedrucks, umfassend:
ein Drosselsteuerungsmittel zur Steuerung eines Drosselventils;
ein Druckerfassungsmittel, das zur Erfassung eines tatsächlichen Ladedrucks in einer Ansaugleitung angeordnet ist;
eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, mit dem Drosselsteuerungsmittel zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängig keit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbunden zu werden, wobei die Steuerungseinheit umfasst:

a) ein Arithmetikmittel zur Berechnung einer Soll-Luftmenge, die in einem Be triebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals,
b) ein Arithmetikmittel zur Berechnung eines gewünschten Ladedrucks basie rend auf der Motordrehzahl und der Motorlast,
c) ein Arithmetikmittel zur Berechnung eines Ladedruck-Korrekturfaktors, der im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis einen Un terschied zwischen dem gewünschten Ladedruck und dem tatsächlichen Lade druck berücksichtigt und
d) ein Arithmetikmittel zur Korrektur der Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck-Korrekturfaktor, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, und zur Festlegung der korrigierten Soll-Luftmenge als virtuelle Soll-Luftmenge; und

ein Drosselbetätigungsmittel zur Betätigung des Drosselventils, so dass die vir tuelle Soll-Luftmenge in dem Motor gesaugt wird.

18. Elektronisches Motorsteuerungssystem zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Ladedrucks bei einer computergesteuerten Verbren nungskraftmaschine mit einer Vorverdichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen gewünschten Ladedruck zu erzeugen, umfassend:
ein Drosselsteuerungsmittel zur Steuerung eines Drosselventils;
ein Druckerfassungsmittel, das zur Erfassung eines tatsächlichen Ladedrucks in einer Ansaugleitung angeordnet ist;
eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, mit dem Drosselsteuerungsmittel zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des Drosselventils in Abhängig keit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals verbunden zu werden; wobei die Steuerungseinheit umfasst:

a) ein Arithmetikmittel zur Berechnung einer Soll-Luftmenge basierend auf zu mindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals,
b) ein Arithmetikmittel zur Berechnung des gewünschten Ladedrucks basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast,
c) ein Arithmetikmittel zur Berechnung eines Ladedruck-Korrekturfaktors, der einen Unterschied zwischen dem gewünschten Ladedruck und dem tatsächli chen Ladedruck berücksichtigt, und
d) ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob sich der Motor in einem Be triebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis oder in einem Betriebsbe reich mit stöchiometrische Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und
e) ein Arithmetik-Logik-Mittel, das ein von dem Bestimmungsabschnitt be stimmtes Ergebnis berücksichtigt, um die Soll-Luftmenge durch den Ladedruck- Korrekturfaktor zu korrigieren und eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, und um die korrigierte Luft-Sollmenge als virtuelle Soll-Luftmenge festzulegen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und um die Soll-Luftmenge selbst als virtuelle Soll-Luftmenge festzu legen, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit stöchiometrischen Luft- Treibstoffverhältnis befindet; und

ein Drosselbetätigungsmittel, zur Betätigung des Drosselventils, so dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

19. Verfahren zur Korrektur einer Antwortverzögerung bei einer Änderung des Lade drucks in einer computergesteuerten Verbrennungskraftmaschine mit einer Vor verdichtungsvorrichtung, durch die ein gewünschter Ladedruck erzeugbar ist, und mit einem Drosselventil, das eine Drosselöffnung in Abhängigkeit von einem Be tätigungsgrad des Gaspedals gezielt steuerbar ist, wobei das Verfahren umfasst:
Erfassen eines tatsächlichen Ladedrucks;
Berechnen einer Soll-Luftmenge, die in einem Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals;
Berechnen des gewünschten Ladedrucks basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast;
Berechnen eines Ladedruck-Korrekturfaktors als ein Verhältnis des gewünschten Ladedrucks zum tatsächlichen Ladedruck im Betriebsbereich des Motors mit ma gerem Luft-Treibstoffverhältnis;
Korrektur der Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Ladedruck-Korrekturfaktor, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen;
Bestimmen der korrigierten Soll-Luftmenge als virtuelle Soll-Luftmenge; und
Betätigen des Drosselventils, so dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

20. Verfahren zur Korrektur des Antwortverhaltens bei einer Änderung des Lade drucks in einer computergesteuerten Verbrennungskraftmaschine mit einer Vor verdichtungsvorrichtung, durch die ein gewünschter Ladedruck erzeugbar ist, und mit einem Drosselventil, dessen Drosselöffnung in Abhängigkeit von einem Betä tigungsgrad des Gaspedals gezielt steuerbar ist, wobei das Verfahren umfasst:
Erfassen eines tatsächlichen Ladedrucks;
Berechnen einer Soll-Luftmenge basierend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals;
Berechnen des gewünschten Ladedrucks basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast;
Berechnen eines Ladedruck-Korrekturfaktors als ein Verhältnis des gewünschten Ladedrucks zum tatsächlichen Ladedruck;
Bestimmen, ob sich der Motor in einem Betriebsbereich mit magerem Luft- Treibstoffverhältnis oder in einem Betriebsverhältnis mit stöchiometrischem Luft- Treibstoffverhältnis befindet;
Korrigieren der Soll-Luftmenge durch den Ladedruck-Korrekturfaktor, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen;
Bestimmen der korrigierten Soll-Luftmenge als virtuelle Soll-Luftmenge, wen sich der Motor im Betriebsbereich mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis befindet, und Bestimmen der Soll-Luftmenge selbst als virtuelle Soll-Luftmenge, wenn sich der Motor im Betriebsbereich mit stöchiometrischem Luft-Treibstoffverhältnis befin det; und
Betätigen des Drosselventils, so dass die virtuelle Soll-Luftmenge in den Motor gesaugt wird.

21. Vorrichtung zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorver dichtungsvorrichtung, die in der Lage ist, einen gewünschten Ladedruck zu er zeugen, umfassend:
eine Drosselsteuerungsvorrichtung, die eine elektronisch gesteuertes Drossel ventil steuert;
einen Drucksensor, der in einem Einleitungssystem zur Erfassung eines tatsäch lichen Ladedrucks angeordnet ist;
eine Steuerungseinheit, die ausgebildet ist, mit der Drosselsteuerungsvorrichtung zur gezielten Steuerung einer Drosselöffnung des elektronisch gesteuerten Dros selventils in Abhängigkeit von einem Betätigungsgrad des Gaspedals elektro nisch verbunden zu werden; wobei die Steuerungsvorrichtung umfasst:

a) einen Arithmetikabschnitt, der eine Soll-Luftmenge, die in einem Betriebsbe reich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, basie rend auf zumindest dem Betätigungsgrad des Gaspedals berechnet;
b) einen Arithmetikabschnitt, der den gewünschten Ladedruck basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast berechnet,
c) einen Arithmetikabschnitt, der einen Ladedruck-Korrekturfaktor, der eine Diffe renz im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis zwi schen dem gewünschten Ladedruck und dem tatsächlichen Ladedruck berück sichtigt, berechnet, und
d) einen Arithmetikabschnitt, der die Soll-Luftmenge, die im Betriebsbereich des Motors mit magerem Luft-Treibstoffverhältnis verwendet wird, durch den Lade druck-Korrekturfaktor korrigiert, um eine korrigierte Soll-Luftmenge zu erzeugen, und der die korrigierte Soll-Luftmenge als virtuelle Soll-Luftmenge festlegt; und