DE10019466A1 - Zündungstimingsteuersystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Zündungstimingsteuersystem für eine BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Ein Zündungstimingsteuersystem für eine Direkteinspritzungsfremdzündungsbrennkraftmaschine, die mit einer Ultramagerverbrennung oder einer Vormischungsladeverbrennung betrieben wird. Bei dem System wird ein Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming bestimmt, bei dem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll. Dann wird die Differenz zwischen dem Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem Zündungstiming berechnet und es wird bestimmt, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert (Kurbelwinkelspanne) ist, und das Zündungstiming wird durch den vorbestimmten Wert korrigiert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wodurch es ermöglicht wird, das Auftreten der Überlappung des Kraftstoffeinspritzendtimings mit dem Zündungstiming zu vermeiden und das Auftreten des Problems eines Fehlzündens oder Resten unverbrannten Kraftstoffs im Zylinder zu vermeiden.
Description
Diese Erfindung betrifft ein Zündungstimingsteuersystem für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere ein Zündungstimingsteuersystem für
einen Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor, bei dem Benzinkraftstoff
direkt in die Brennkammer des Motors eingespritzt wird.
Für das Steuersystem von Brennkraftmaschinen ist es wohlbekannt, die
Kraftstoffeinspritzmenge und das Zündungstiming basierend auf der
Motordrehzahl und Motorlast zu bestimmen, zum Beispiel aus der
japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 9 (1997) - 4499. Das
System bei diesem Stand der Technik besitzt eine Doppelfunkenzündspule,
die mit zwei Zylindern verbunden ist, deren Betriebszyklen um 360°
zueinander außer Phase sind, wobei bestimmt wird, ob die elektrische
Entladeperiode nach einer Zündung und die Kraftstoffeinspritzperiode bei
dem zugeordneten Nichtverbrennungszylinder (im Auslaßhub gezündet)
einander überlappen, und falls das Ergebnis bestätigend ist, das
Kraftstoffeinspritzstarttiming verzögert wird, bis die elektrische Entladung
beendet ist.
Von dem obigen abgesehen wurde kürzlich ein Direkteinspritzungs
fremdzündungsmotor vorgeschlagen, bei dem Benzinkraftstoff direkt in die
Brennkammer eingespritzt wird, derart, daß eine Ultramagerverbrennung
oder eine Schichtverbrennung (bei einem ultramageren Luft/Kraftstoff-
Verhältnis) oder die Vormischungsladeverbrennung (bei einem
gleichmäßigen Luft/Kraftstoff-Verhältnis) in dem Motor stattfindet, wie es
zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 4 (1992) -
37264 offenbart ist.
Das Zündungstiming wird normalerweise auf eine Kurbelwinkelstellung
eingestellt, bei der der eingespritzte Kraftstoff zerstäubt (verdampft) und
entzündbar ist. Da jedoch bei dem Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor
die Kraftstoffeinspritzung im Kompressionshub durchgeführt wird, wenn der
Motor mit der Ultramagerverbrennung betrieben wird, kann es leicht sein,
daß das Kraftstoffeinspritzendtiming und das Zündungstiming einander
überlappen. Dieses Überlappen kann zu einem Fehlzünden oder Resten von
unverbranntem Kraftstoff wie HC (Kohlenwasserstoff) in dem Zylinder
führen.
Der obige Stand der Technik (erwähnt in der japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. Hei 9 (1997) - 4499) hatte zum Ziel, Probleme
einschließlich dem Motordrehmomentabfall aufgrund einer Frühzündung zu
überwinden, verursacht durch das Überlappen der elektrischen Entladungs
periode nach einer Zündung und der Kraftstoffeinspritzperiode bei dem
Nichtverbrennungszylinder. Dieser Stand der Technik löst somit nicht das
Problem einer Überlappung des Kraftstoffeinspritzendtimings und des
Zündungstimings.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Zündungstimingsteuersystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen,
insbesondere für einen Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor, welches
das Auftreten der Überlappung des Kraftstoffeinspritzendtimings und des
Zündungstimings verhindern kann, wodurch das Problem eines Auftretens
einer Fehlzündung oder von Resten unverbrannten Kraftstoffs im Zylinder
vermieden wird.
Diese Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Systems zum
Steuern eines Zündungstimings für eine Direkteinspritzungs
fremdzündungsbrennkraftmaschine, die mit einer Ultramagerverbrennung
oder einer Vormischungsladeverbrennung betrieben wird, umfassend:
Motorbetriebszustandserfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors wenigstens einschließlich einer Motordrehzahl und einer Motorlast; Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl und der Motorlast der Motorbetriebszustände;
Kraftstoffeinspritzmittel zum Einspritzen von Kraftstoff basierend auf der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder des Motors;
Zündungstiming-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Zündungstimings basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl und der Motorlast der Motorbetriebszustände; Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtimings, bei dem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß die Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming beenden;
Spannenbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter, die Spanne anzeigender Wert ist; Zündungstiming- Korrekturmittel zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist; und Zündungsmittel zum Zünden eines Luft/Kraftstoff-Gemisches, welches von dem mit Luft gemischten, eingespritzen Kraftstoff gebildet wird, basierend wenigstens auf einem von dem bestimmten Zündungstiming und dem korrigierten Zündungstiming.
Motorbetriebszustandserfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors wenigstens einschließlich einer Motordrehzahl und einer Motorlast; Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl und der Motorlast der Motorbetriebszustände;
Kraftstoffeinspritzmittel zum Einspritzen von Kraftstoff basierend auf der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder des Motors;
Zündungstiming-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Zündungstimings basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl und der Motorlast der Motorbetriebszustände; Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtimings, bei dem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß die Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming beenden;
Spannenbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter, die Spanne anzeigender Wert ist; Zündungstiming- Korrekturmittel zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist; und Zündungsmittel zum Zünden eines Luft/Kraftstoff-Gemisches, welches von dem mit Luft gemischten, eingespritzen Kraftstoff gebildet wird, basierend wenigstens auf einem von dem bestimmten Zündungstiming und dem korrigierten Zündungstiming.
Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlicher, in denen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht ist, die ein Zündungstiming
steuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm ist, das den Betrieb des in Fig. 1
dargestellten Systems darstellt;
Fig. 3 eine graphische Darstellung ist, die Charakteristiken einer
Kurbelwinkelspanne zeigt, auf die in dem Flußdiagramm von
Fig. 2 Bezug genommen wird; und
Fig. 4 ein Satz von Zeitdiagrammen ist, die den in Fig. 2
veranschaulichten Betrieb darstellen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf
die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Zündungstiming
steuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
Die Bezugszahl 10 in dieser Figur bezeichnet eine OHC-Reihen-Vier-Zylinder-
Brennkraftmaschine. Luft, die in ein Lufteinlaßrohr 12 durch einen an dessen
fernen Ende angebrachten Luftreiniger 14 gezogen wird, strömt durch einen
Ausgleichsbehälter 16 und einen Einlaßkrümmer 20, wobei deren Strömung
durch ein Drosselventil 18 eingestellt wird, zu zwei Einlaßventilen (keines
gezeigt) eines jeweiligen des ersten bis vierten Zylinders 22 (der Einfachheit
der Darstellung halber ist lediglich einer in der Figur gezeigt).
Jeder Zylinder 22 besitzt einen Kolben 24, der in dem Zylinder 22
verlagerbar ist. Die Oberseite des Kolbens 24 ist derart ausgespart, daß eine
Brennkammer 28 in einem Raum ausgebildet ist, der durch die ausgesparte
Zylinderoberseite und die Innenwand eines Zylinderkopfs (und die
Innenwand des Zylinders 22) begrenzt wird. Eine Kraftstoff
einspritzeinrichtung 30 ist in der Nähe der Mitte der Decke der
Brennkammer 28 vorgesehen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 30 ist mit
einem Kraftstoffzufuhrrohr 34 verbunden und mit unter Druck gesetztem
Kraftstoff (Benzin) von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) versorgt, der
durch eine Pumpe (nicht gezeigt) gepumpt wird, und Kraftstoff direkt in die
Brennkammer 28 einspritzt, wenn geöffnet. Der eingespritzte Kraftstoff
vermischt sich mit der Luft und bildet das Luft/Kraftstoff-Gemisch.
Eine Zündkerze 36 ist in der Nähe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 30
vorgesehen, die mit elektrischer Energie von einem Zündsystem umfassend
eine Zündspule (keines gezeigt) versorgt wird und das Luft/Kraftstoff-
Gemisch mit einem vorbestimmten Zündungstiming in der Reihenfolge des
ersten, des dritten, des vierten und des zweiten Zylinders zündet. Die
resultierende Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben
24 nach unten.
Der Motor 10 ist somit ein Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor, bei dem
der Benzinkraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 30 direkt in die
Brennkammer 28 jeweiliger Zylinder 22 eingespritzt wird.
Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird durch zwei Auslaßventile
(keines gezeigt) in einen Auslaßkrümmer 40 abgegeben, von wo es durch
ein Abgasrohr 42 zu einem Katalysator 44 (zum Entfernen von NOx im
Abgas) und zu einem zweiten Katalysator 46 (Dreiwegkatalysator zum
Entfernen von NOx, CO und HC im Abgas) strömt, um gereinigt zu werden,
und dann aus dem Motor 10 strömt.
Das Abgasrohr 42 ist an einer Stelle stromabwärts der Einmündungsstelle
des Abgaskrümmers 40 durch eine EGR-Leitung 50 mit dem Lufteinlaßrohr
12 verbunden, um das Abgas in dem EGR (Abgasrückführung)-Betrieb
teilweise zurückzuführen. Ein EGR-Steuerventil 52 ist an der EGR-Leitung 50
vorgesehen, um die EGR-Menge zu regulieren.
Das Drosselventil 18 ist nicht mechanisch mit einem Beschleunigerpedal
(nicht gezeigt) verbunden, das am Boden eines Fahrzeugfahrersitzes (nicht
gezeigt) installiert ist, sondern ist mit einem Schrittmotor 54 verbunden, um
durch den Motor angetrieben zu werden, um das Lufteinlaßrohr 12 zu
öffnen/schließen. Das Drosselventil 18 ist in einer derartigen DBW (Drive-
By-Wire)-Weise betrieben.
Der Kolben 24 ist mit einer Kurbelwelle 56 verbunden, um dieselbe zu
drehen. Ein Kurbelwinkelsensor 62 ist in der Nähe der Kurbelwelle 56
installiert, der einen an der rotierenden Kurbelwelle 56 befestigten Pulsgeber
62a sowie einen in einer gegenüberliegenden, stationären Position
befestigten, elektromagnetischen Aufnehmer 62b umfaßt. Der Kurbelwinkel
sensor 62 erzeugt ein Zylinderunterscheidungssignal (als "CYL" bezeichnet)
alle 720 Kurbelwinkelgrade, ein Signal (als "TDC" (oberer Totpunkt)
bezeichnet) an einer vorbestimmten BTDC-Kurbelwinkelstellung und ein
Einheitssignal (als "CRK" bezeichnet) bei 30 Kurbelwinkelgraden, welches
erhalten wird durch Dividieren des TDC-Signalintervalls durch sechs.
Ein Drosselstellungssensor 64 ist mit dem Schrittmotor 54 verbunden und
erzeugt ein Signal, welches den Öffnungsgrad des Drosselventils 18 anzeigt
(als "TH" bezeichnet). Ein Krümmerabsolutdruck (MAP)-Sensor 66 ist in
dem Lufteinlaßrohr 12 stromabwärts des Drosselventils 18 vorgesehen und
erzeugt ein Signal, welches die Motorlast anzeigt, genauer gesagt den
absoluten Krümmerdruck (als "PBA" bezeichnet), der dort durch die
Einlaßluftströmung durch eine Leitung (nicht gezeigt) erzeugt wird.
Ein Einlaßlufttemperatursensor 68 ist an einer Stelle stromaufwärts des
Drosselventils (nahe dem Luftreiniger 14) vorgesehen und erzeugt ein
Signal, das die Temperatur der Einlaßluft anzeigt (als "TA" bezeichnet). Und
es ist ein Kühlmitteltemperatursensor 70 in der Nähe des Zylinders 22
installiert und dieser erzeugt ein Signal, welches die Temperatur eines
Motorkühlmittels anzeigt (als "TW" bezeichnet).
Ferner ist ein universaler (oder Breitband-)Sensor (Luft-Kraftstoff-
Verhältnissensor) 72 an dem Abgasrohr 42 an einer Stelle stromaufwärts
der Katalysatoren 44, 46 installiert und dieser erzeugt ein Signal, das das
Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, welches sich linear im Verhältnis
zu der Sauerstoffkonzentration im Abgas ändert. Dieser Sensor 72 wird
nachfolgend als "LAF"-Sensor bezeichnet. Außerdem ist ein O2-Sensor
(Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor) 74 an einer Stelle stromabwärts der
Katalysatoren 44, 46 vorgesehen und dieser erzeugt ein Signal, welches
sich jedesmal ändert, wenn das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis von mager
zu fett wechselt und umgekehrt, bezogen auf ein stöchiometrisches
Luft/ Kraftstoff-Verhältnis.
Außerdem ist ein Beschleunigerstellungssensor 76 in der Nähe des
Fahrpedals vorgesehen, welcher ein Signal erzeugt, das die Stellung
(Öffnungsgrad) des Fahrpedals anzeigt (als "BAP" bezeichnet).
Die Ausgangssignale der Sensoren werden zu einer ECU (Elektronische
Steuereinheit) 80 geschickt. Die ECU 80 umfaßt einen Mikrocomputer mit
einer CPU, einem ROM, einem RAM (alle nicht gezeigt) etc. Das durch den
Kurbelwinkelsensor 62 erzeugte CRK-Signal wird durch einen Zähler (nicht
gezeigt) in der ECU 80 gezählt und die Motordrehzahl NE wird erfaßt oder
berechnet.
Der Betrieb des Zündungstimingsteuersystems für eine Brennkraftmaschine
gemäß der Ausführungsform wird erläutert.
In der ECU 80 bestimmt oder berechnet die CPU die Kraftstoff
einspritzmenge und das Zündungstiming basierend auf den erfaßten
Parametern, die durch die Sensoren erhalten werden und die erfaßte
Motordrehzahl NE einschließen, wie es unten erläutert wird.
Der Betrieb der CPU, insbesondere der Betrieb des Zündungstiming
steuersystems für eine Brennkraftmaschine gemäß der Ausführungsform
wird deshalb erläutert.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb des Systems darstellt.
Das Programm dieses Flußdiagramms wird bei einer vorbestimmten BTDC-
Kurbelwinkelstellung ausgeführt.
Das Programm beginnt mit S10, bei dem eine Ausgangskraftstoff
einspritzmenge (als "TOUT" bezeichnet) bestimmt oder berechnet wird unter
Verwendung der Motordrehzahl NE und dem Krümmerabsolutdruck PBA
(Motorlast).
Die Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge wird genauer erläutert. Die
CPU bestimmt ein Soll-Drehmoment (als "PME" bezeichnet), das durch den
Motor 10 zu erzeugen ist, basierend auf der erfaßten Motordrehzahl NE und
der erfaßten Fahrpedalstellung θAP. Die CPU bestimmt oder berechnet dann
ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD, das dem Motor 10 zuzuführen ist,
basierend auf dem bestimmten Soll-Drehmoment PME und der erfaßten
Motordrehzahl NE.
Parallel zu dem obigen bestimmt oder berechnet die CPU eine
Basiseinspritzmenge (als "TI" bezeichnet) basierend auf der erfaßten
Motordrehzahl NE und dem Krümmerabsolutdruck PBA. Basierend auf der
bestimmten Basiseinspritzmenge bestimmt sie dann die Ausgangs
einspritzmenge TOUT wie folgt. Die Mengen TI und TOUT werden
hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzeinrichtungsöffnungsperiode bestimmt.
TOUT = TI × KCMDM × KEGR × KLAF × KT + TT
In dem obigen ist KCMDM ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältniskorrektur
koeffizient und wird bestimmt durch Korrigieren des Soll-Luft/Kraftstoff-
Verhältnisses KCMD durch die Ladeeffizienz. Die Werte KCMD und KCMDM
werden tatsächlich bezüglich des Äquivalenzverhältnisses bestimmt.
In dem obigen ist KEGR ein Korrekturkoeffizient zum Korrigieren der durch
EGR verursachten Störung und wird bestimmt basierend auf dem Soll-
Drehmoment PME und der Motordrehzahl NE. KLAF ist ein Rückkopplungs
korrekturkoeffizient und wird bestimmt basierend auf der Ausgabe des LAF-
Sensors 72. KT ist das Produkt weiterer Korrekturfaktoren in multiplikativer
Form und TT ist die Summe weiterer Korrekturfaktoren in additiver Form
(und subtraktiver Form).
Was das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis KCMD anbelangt, so bestimmt die
CPU dieses derart, daß das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der
Nähe der Zündkerze 36 in einen Bereich von 12,0 : 1 bis 15,0 : 1 fällt,
ungeachtet der Motorlast, wohingegen das tatsächliche mittlere
Luft/Kraftstoff-Verhältnis (über den Zylinder 22 gemitteltes Luft/Kraftstoff-
Verhältnis) in einen Bereich von 12,0 : 1 bis 15,0 : 1 bei einer hohen
Motorlast fällt, in einen Bereich, der diesen übersteigt, jedoch bis zu 22,0 : 1
bei einer mittleren Motorlast fällt, und in einen Bereich, der diesen
übersteigt, jedoch bis zu 60,0 : 1 bei einer niedrigen Motorlast fällt. Zudem
steuert die CPU für ein Einspritzen von Kraftstoff während des Einlaßhubs
bei einer hohen oder mittleren Motorlast, wohingegen für ein Einspritzen von
Kraftstoff während des Kompressionshubs bei einer niedrigen Motorlast
gesteuert wird. Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Einlaßluft
und wird gezündet, was zu der Ultramagerverbrennung (DISC (Direkt
einspritzungsschichtladungs-)Verbrennung oder der Vormischungslade
verbrennung führt.
Das Programm schreitet dann zu S12, bei dem ein Soll-Kraftstoffeinspritz
endtiming (Stelle) IJAFi hinsichtlich des Kurbelwinkels bestimmt wird durch
Abrufen abgebildeter Daten (deren Charakteristiken nicht gezeigt sind) unter
Verwendung der erfaßten Motordrehzahl NE und der Motorlast (Krümmer
absolutdruck PBA) als Adressdaten.
Das Programm schreitet dann zu S14, bei dem ein Ausgangszündungstiming
(Stelle) θIG bestimmt oder berechnet wird. Dies erfolgt durch Abrufen eines
Basiszündungstimings (Stelle) aus den abgebildeten Daten (deren
Charakteristiken nicht gezeigt sind) in ähnlicher Weise unter Verwendung
der erfaßten Motordrehzahl NE und des Krümmerabsolutdrucks PBA
(Motorlast) als Adressdaten, und durch Korrigieren des Basis
zündungstimings durch die weiteren Parameter wie der Motorkühlmittel
temperatur TW. Es ist zu bemerken, wie oben erwähnt, daß das
Zündungstiming auf eine Kurbelwinkelstelle eingestellt wird, an der der
eingespritze Kraftstoff zerstäubt (verdampft) ist und zündbar ist.
Das Programm schreitet dann zu S16, bei dem eine Kurbelwinkelspanne (ein
vorbestimmter Wert, der die Spanne anzeigt) bestimmt oder berechnet wird
hinsichtlich des Kurbelwinkels durch Abrufen abgebildeter Daten (deren
Charakteristiken in Fig. 3 gezeigt sind) unter Verwendung der erfaßten
Motordrehzahl NE und der Motorlast (Krümmerabsolutdruck PBA) als
Adressdaten.
Das Programm schreitet dann zu S18, bei dem die Summe des Ausgangs
zündungstimings θIG und der Kurbelwinkelspanne bestimmt oder berechnet
wird, und dann wird bestimmt, ob das Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming
IJAFi kleiner als die Summe ist.
In dem Flußdiagramm ist die Vorwärtsrichtung als positiv definiert. Deshalb
wird hier, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, bestimmt, ob die Summe
kleiner als das Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi in der Vorwärts
richtung des Kurbelwinkels ist, im besonderen wird bestimmt, ob die
Differenz (zwischen dem Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi und dem
Ausgangszündungstiming θIG) kleiner als die Kurbelwinkelspanne ist, weiter
im besonderen wird bestimmt, ob die Kurbelwinkelspanne zwischen dem
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi und dem Ausgangszündungstiming
θIG existieren kann.
Dies wird erläutert; da die Kraftstoffeinspritzung im Kompressionshub in
dem Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor 10 durchgeführt wird, wenn
dieser mit der Ultramagerverbrennung betrieben wird, verschiebt sich das
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi in der Rückwärtsrichtung.
Demzufolge kann es leicht sein, daß das Kraftstoffeinspritzendtiming und
das Zündungstiming einander überlappen, wodurch eine Fehlzündung oder
Reste von unverbranntem Kraftstoff in dem Zylinder resultieren.
Im Hinblick auf obiges ist das System dazu ausgebildet, einfach das
Auftreten der Überlappung des Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi mit
dem Ausgangszündungstiming θIG zu vermeiden und das Zündungstiming
derart zu steuern, daß die Kurbelwinkelspanne dazwischen existieren kann,
so daß das vorerwähnte Problem aufgrund der Überlappung sicher
vermieden werden kann.
Wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist, wird die Kurbelwinkelspanne derart
vorbestimmt, daß sie mit steigender Motordrehzahl NE sinkt und mit
steigender Motorlast (Krümmerabsolutdruck PBA) steigt. Die
Kurbelwinkelspanne wird demnach mit Bezug auf die Basismotorbetriebs
parameter vorbestimmt. Damit kann die Kurbelwinkelspanne unter allen
Motorbetriebszuständen mit einem notwendigen und minimalen Ausmaß
vorgesehen werden, wobei das Auftreten des vorerwähnten Problems sicher
vermieden wird.
In dem in Fig. 4A veranschaulichten Fall, da die Kurbelwinkelspanne
zwischen dem Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi und dem Ausgangs
zündungstiming θIG vorliegt, ist das Ergebnis in S18 negativ und das
Programm schreitet zu S20, bei dem das Ausgangszündungstiming θIG
ausgegeben wird. Damit wird die Stromzufuhr in einer Primärzündspule
(nicht gezeigt) durch eine Zündeinrichtung (nicht gezeigt) initiiert und der
zugeführte Strom wird bei dem Ausgangszündungstiming θIG derart
ausgeschaltet, daß in der Sekundärzündspule (nicht gezeigt) eine
Hochspannung erzeugt wird, die über einen Zündverteiler (nicht gezeigt) zu
der Zündkerze 36 des betreffenden Zylinders 22 zugeführt wird.
Andererseits kann das Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi manchmal
derart in der Rückwärtsrichtung verschoben sein, daß die Kurbelwinkel
spanne dazwischen nicht existieren kann, wie es in Fig. 4B veranschaulicht
ist.
Falls dies auftritt, ist das Ergebnis in S18 bestätigend, und das Programm
schreitet zu S22, bei dem die Kurbelwinkelspanne von dem Soll-
Kraftstoffeinspritzendtiming IJAFi subtrahiert wird, um die Differenz
dazwischen zu berechnen, und das Ausgangszündungstiming θIG wird auf
die Differenz gesetzt. Insbesondere, wie es durch gestrichelte Linien in Fig.
4B dargestellt ist, wird das Ausgangszündungstiming θIG für eine
Verschiebung derselben in der Rückwärtsrichtung durch die Kurbel
winkelspanne korrigiert.
In der vorerwähnten Weise ausgebildet, kann das System gemäß der
Ausführungsform das Auftreten der Überlappung des Soll-Kraftstoff
einspritzendtimings IJAFi mit dem Ausgangszündungstiming θIG verhindern,
indem das Zündungstiming derart gesteuert wird, daß die Kurbelwinkel
spanne dazwischen existieren kann, so daß das vorerwähnte Problem
aufgrund des Überlappens sicher vermieden werden kann.
Ferner, da das System dazu ausgebildet ist, nicht das Soll-Kraftstoff
einspritzendtiming IJAFi zu korrigieren, kann die Kraftstoffeinspritzung an
der erwarteten Stelle beendet werden.
Das System ist somit ausgebildet mit einem System zum Steuern eines
Zündungstimings für eine Brennkraftmaschine (10), umfassend: Motor
betriebszustandserfassungsmittel (ECU 80, 62, 66) zum Erfassen von
Betriebszuständen des Motors wenigstens einschließlich einer Motordrehzahl
(NE) und einer Motorlast (PBA); Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungs
mittel (ECU 80, S10) zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge (TOUT)
basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der
Motorlast (PBA) der Motorbetriebszustände; Kraftstoffeinspritzmittel (ECU
80, 30) zum Einspritzen von Kraftstoff basierend auf der bestimmten
Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder (22) des Motors (10);
Zündungstiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines
Zündungstimings (θIG) basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl
(NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebszustände; und
Zündungsmittel (ECU 80, 36, S20) zum Zünden eines Luft/Kraftstoff-
Gemisches, das aus dem eingespritzten mit Luft vermischten Kraftstoff
gebildet wird. In dem System ist der Motor (10) ein Direkteinspritzungs
fremdzündungsmotor, der mit einer Ultramagerverbrennung oder einer
Vormischungsladeverbrennung betrieben wird; und das System umfaßt:
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming (IJAFi), bei welchem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß das Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming beendet; Spannen bestimmungsmittel (ECU 80, S18) zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der die Spanne anzeigt (Kurbelwinkelspanne); und Zündungstiming-Korrekturmittel (ECU 80, S22) zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming (IJAFi), bei welchem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß das Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming beendet; Spannen bestimmungsmittel (ECU 80, S18) zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der die Spanne anzeigt (Kurbelwinkelspanne); und Zündungstiming-Korrekturmittel (ECU 80, S22) zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Bei dem System basiert der vorbestimmte Wert wenigstens auf der erfaßten
Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebszustände
(ECU 80, S16), insbesondere wird der vorbestimmte Wert derart bestimmt,
daß er mit steigender Motordrehzahl (NE) verkleinert wird, insbesondere
wird der vorbestimmte Wert derart bestimmt, daß er mit steigender
Motorlast (PBA) vergrößert wird. Der vorbestimmte Wert wird dann als ein
Wert in Bezug auf Kurbelwinkel bestimmt.
Im obigen bedeutet "wenigstens", daß stattdessen (ein) anderer) Parameter
verwendet werden können (kann).
Zu dem obigen ist zu bemerken, daß, obwohl die Kurbelwinkelspanne durch
einen Abbildungsabruf bestimmt wird, es alternativ möglich ist, sie als einen
festen Wert zu bestimmen.
Zu dem obigen ist außerdem zu bemerken, daß, obwohl die Kurbelwinkel
spanne hinsichtlich des Kurbelwinkels bestimmt wird, es alternativ möglich
ist, sie hinsichtlich der Zeit zu bestimmen.
Ein Zündungstimingsteuersystem für eine Direkteinspritzungs
fremdzündungsbrennkraftmaschine, die mit einer Ultramagerverbrennung
oder einer Vormischungsladeverbrennung betrieben wird. Bei dem System
wird ein Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming bestimmt, bei dem die Einspritzung
der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll. Dann wird die Differenz
zwischen dem Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem Zündungstiming
berechnet und es wird bestimmt, ob die Differenz kleiner als ein
vorbestimmter Wert (Kurbelwinkelspanne) ist, und das Zündungstiming wird
durch den vorbestimmten Wert korrigiert, wenn bestimmt wird, daß die
Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wodurch es ermöglicht wird,
das Auftreten der Überlappung des Kraftstoffeinspritzendtimings mit dem
Zündungstiming zu vermeiden und das Auftreten des Problems eines
Fehlzündens oder Resten unverbrannten Kraftstoffs im Zylinder zu ver
meiden.
Claims (5)
1. System zum Steuern eines Zündungstimings für eine Brennkraft
maschine (10), umfassend:
Motorbetriebszustandserfassungsmittel (ECU 80, 62, 66) zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors wenigstens einschließlich einer Motordrehzahl (NE) und einer Motorlast (PBA);
Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel (ECU 80, S10) zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge (TOUT) basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebszustände;
Kraftstoffeinspritzmittel (ECU 80, 30) zum Einspritzen von Kraftstoff basierend auf der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder (22) des Motors (10);
Zündungstiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Zündungstimings (θIG) basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebs zustände; und
Zündungsmittel (ECU 80, 36, S20) zum Zünden eines Luft/Kraftstoff- Gemisches, das aus dem eingespritzten mit Luft vermischten Kraftstoff gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor (10) ein Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor ist, der mit einer Ultramagerverbrennung oder einer Vormischungsladeverbrennung betrieben wird; und
das System umfaßt:
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtimings (IJAFi), bei welchem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß das Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll- Kraftstoffeinspritzendtiming beendet;
Spannenbestimmungsmittel (ECU 80, S18) zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der die Spanne anzeigt; und
Zündungstiming-Korrekturmittel (ECU 80, S22) zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Motorbetriebszustandserfassungsmittel (ECU 80, 62, 66) zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors wenigstens einschließlich einer Motordrehzahl (NE) und einer Motorlast (PBA);
Kraftstoffeinspritzmengen-Bestimmungsmittel (ECU 80, S10) zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzmenge (TOUT) basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebszustände;
Kraftstoffeinspritzmittel (ECU 80, 30) zum Einspritzen von Kraftstoff basierend auf der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge in einen Zylinder (22) des Motors (10);
Zündungstiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Zündungstimings (θIG) basierend wenigstens auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der Motorbetriebs zustände; und
Zündungsmittel (ECU 80, 36, S20) zum Zünden eines Luft/Kraftstoff- Gemisches, das aus dem eingespritzten mit Luft vermischten Kraftstoff gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor (10) ein Direkteinspritzungsfremdzündungsmotor ist, der mit einer Ultramagerverbrennung oder einer Vormischungsladeverbrennung betrieben wird; und
das System umfaßt:
Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming-Bestimmungsmittel (ECU 80, S12) zum Bestimmen eines Soll-Kraftstoffeinspritzendtimings (IJAFi), bei welchem die Einspritzung der bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge enden soll, derart, daß das Kraftstoffeinspritzmittel die Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll- Kraftstoffeinspritzendtiming beendet;
Spannenbestimmungsmittel (ECU 80, S18) zum Bestimmen einer Differenz zwischen dem bestimmten Soll-Kraftstoffeinspritzendtiming und dem bestimmten Zündungstiming und zum Bestimmen, ob die Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der die Spanne anzeigt; und
Zündungstiming-Korrekturmittel (ECU 80, S22) zum Korrigieren des bestimmten Zündungstimings durch den vorbestimmten Wert, wenn bestimmt wird, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
2. System nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Wert wenigstens
auf der erfaßten Motordrehzahl (NE) und der Motorlast (PBA) der
Motorbetriebszustände basiert (ECU 80, S16).
3. System nach Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Wert derart
bestimmt wird, daß er mit steigender Motordrehzahl (NE) verkleinert
wird.
4. System nach Anspruch 2 oder 3, wobei der vorbestimmte Wert derart
bestimmt wird, daß er mit steigender Motordrehzahl (NE) vergrößert
wird.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der vorbestimmte
Wert als ein Wert mit Bezug auf Kurbelwinkel bestimmt wird.
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