DE10042637B4

DE10042637B4 - Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE10042637B4
Application number: DE10042637A
Authority: DE
Inventors: Ken Ogawa; Isao Komoriya; Shuji Nagatani
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP2001073830A; US6425366B1; DE10042637A1; JP3805574B2

Abstract

Steuer/Regelsystem (1) für einen Zylinderdirekteinspritz-Verbrennungsmotor (4), welches den Betrieb des Verbrennungsmotors (4) derart steuert/regelt, dass ein Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus zum Durchführen einer Schicht-Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches und einem homogenen Verbrennungsmodus zum Durchführen einer homogenen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches umschaltet, und dass das von dem Verbrennungsmotor (4) erzeugte Drehmoment auf Grundlage eines Solldrehmoments gesteuert/geregelt wird, wobei das Steuer/Regelsystem (1) umfaßt: Betriebszustand-Erfassungsmittel (2) zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors (4); Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines erforderlichen Drehmoments auf Grundlage von Ergebnissen der Erfassung durch die Betriebszustanderfassungsmittel (2); Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel (2) zum Bestimmen, welcher Verbrennungsmodus von Schicht-Verbrennungsmodus und homogenem Verbrennungsmodus als Verbrennungsmodus festzulegen ist, nach Maßgabe des erforderlichen Drehmoments; Geglättetes-Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines geglätteten erforderlichen Drehmoments durch Glätten des erforderlichen Drehmoments in Abhängigkeit von dem bestimmten Verbrennungsmodus; und Solldrehmoment-Festlegemittel zum Festlegen des Solldrehmoments auf Grundlage des berechneten geglätteten erforderlichen Drehmoments, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fachgebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor und insbesondere ein Steuer/Regelsystem für einen Zylinderdirekteinspritzungs-Verbrennungsmotor, welches den Betrieb des Motors derart steuert/regelt, dass der Verbrennungsmodus des Motors zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus zum Durchführen einer geschichteten Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches und einem homogenen Verbrennungsmodus zum Durchführen einer homogenen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches umgeschaltet wird und dass das von dem Motor erzeugte Drehmoment auf Grundlage eines Solldrehmoments gesteuert/geregelt wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Es wurde ein herkömmliches Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor der vorstehend beschriebenen Art beispielsweise in der JP 10-103118 AA vorgeschlagen. Dieser Verbrennungsmotor ist an einem Fahrzeug installiert und umfaßt zwei Arten von Kraftstoffeinspritzventilen, nämlich eine Art für die Verwendung bei einer Schicht-Verbrennung und die andere Art für die Verwendung bei einer homogenen Verbrennung. Kraftstoffeinspritzventile für eine Schicht-Verbrennung sind in einem einem der Zylinder zugeordneten Zylinderkopf derart angebracht, dass Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer des zugeordneten Zylinders eingespritzt wird. Ferner ist ein Kraftstoffeinspritzventil für eine homogene Verbrennung in einem Einlaßrohr an einer Stelle stromaufwärts eines Drosselventils derart angebracht, dass Kraftstoff in das Einlaßrohr eingespritzt wird.
Das Steuer/Regelsystem steuert/regelt den Betrieb des Verbrennungsmotors derart, dass der Verbrennungsmodus des Motors zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus, welcher dann ausgewählt wird, wenn sich der Motor in einem Niedriglast-Betriebszustand befindet, und einem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, welcher dann ausgewählt wird, wenn sich der Motor in einem Hochlast-Betriebszustand befindet, und derart, dass die dadurch gesteuerte/geregelte Kraftstoffmenge von den Kraftstoffeinspritzventilen für eine homogene Verbrennung oder für eine Schicht-Verbrennung eingespritzt wird, um das erforderliche Drehmoment zu erzeugen. Genauer gesagt bestimmt das Steuer/Regelsystem für das erforderliche Drehmoment auf Grundlage von Betriebszuständen (Motordrehzahl, Gaspedalöffnungsstellung usw.) des Motors eine Gesamt-Soll-Kraftstoffeinspritzmenge, welche von den beiden Kraftstoffeinspritzventilarten einzuspritzen ist, vergleicht die gesamte Soll-Einspritzmenge mit einem Schwellenwert und schaltet den Verbrennungsmodus zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus gemäß den Vergleichsergebnissen um.
In dem homogenen Verbrennungsmodus wird eine Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung der beiden Kraftstoffeinspritzventilarten durchgeführt und es werden eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge (nachfolgend bezeichnet als ”die homogene Soll-Einspritzmenge”), welche von dem Kraftstoffeinspritzventil für die homogene Verbrennung einzuspritzen ist, und eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge (nachfolgend bezeichnet als ”die Schicht-Soll-Einspritzmenge”), welche von einem der Einspritzventile für die Schicht-Verbrennung einzuspritzen ist, auf die folgende Weise bestimmt: Ein Korrekturkoeffizient wird auf Grundlage von Betriebszuständen des Motors bestimmt, woraufhin die Gesamt-Soll-Einspritzmenge mit dem Korrekturkoeffizient multipliziert wird und das sich ergebende Produkt der Multiplikation wird als homogene Soll-Einspritzmenge festgelegt. Auf Grundlage der bei diesem Zeitpunkt berechneten homogenen Soll-Einspritzmenge und einem vorangehend berechneten Glättungswert (Mittelwert) wird ferner ein gegenwärtiger Glättungswert berechnet und eine durch Subtrahieren des gegenwärtigen Glättungswert von der Gesamt-Einspritzmenge berechnete Differenz wird als Schicht-Soll-Einspritzmenge festgelegt. In dem homogenen Verbrennungsmodus werden die homogene Soll-Einspritzmenge und die Schicht-Soll-Einspritzmenge wie vorstehend beschrieben festgelegt.
Andererseits wird in dem Schicht-Verbrennungsmodus, die homogene Soll-Einspritzmenge auf ”0” gesetzt und die Schicht-Soll-Einspritzmenge auf eine Differenz gesetzt, welche durch Subtrahieren des gegenwärtigen Glättungswerts von der Gesamt-Soll-Einspritzmenge berechnet wurde, wodurch lediglich unter Verwendung des Kraftstoffeinspritzventils für eine Schicht-Verbrennung eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Wenn der Betriebszustand des Motors nach dem Umschalten von dem homogenen Verbrennungsmodus zu dem Schicht-Verbrennungsmodus stabil wird, wird der Glättungswert annähernd gleich ”0”, so dass die Gesamt-Soll-Einspritzmenge als Schicht-Soll-Einspritzmenge festgelegt wird, ohne eine merkbare Subtraktion.
In dem Steuer/Regelsystem gemäß vorstehendem Aufbau wird dann, wenn die Gesamt-Soll-Einspritzmenge mit einem Anwachsen des erforderlichen Drehmoments zunimmt, der Verbrennungsmodus des Motors von dem Schicht-Verbrennungsmodus zu dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet. Wie vorstehend beschrieben, ist das Kraftstoffeinspritzventil für eine homogene Verbrennung weiter entfernt von der Verbrennungskammer angeordnet als die Kraftstoffeinspritzventile für Schicht-Verbrennung, so dass dann, wenn von dem Schicht-Verbrennungsmodus zu dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil für die homogene Verbrennung den Verbrennungskammern mit einer gewissen Verzögerung zugeführt wird, d. h. später als Kraftstoff von den Kraftstoffeinspritzventilen für die Schicht-Verbrennung. Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden die homogene Soll-Einspritzmenge und die Schicht-Soll-Einspritzmenge wie vorstehend beschrieben berechnet, so dass die Schicht-Soll-Einspritzmenge um einen Kraftstoffbetrag korrespondierend zu der vorstehenden Verzögerung zunimmt. Dadurch kann verhindert werden, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines dem Motor zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches und das durch die Verbrennung des Gemisches erzeugte Ausgangsdrehmoment beim Umschalten des Verbrennungsmodus von dem Schicht-Verbrennungsmodus zu dem homogenen Verbrennungsmodus stark verändert werden. Auf ähnliche Weise wird dann, wenn in Antwort auf ein Abfallen des erforderlichen Drehmoments von dem homogenen Verbrennungsmodus zu dem Schicht-Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, Kraftstoff in der Schicht-Soll-Einspritzmenge eingespritzt, welche die durch Subtrahieren des Glättungswerts von der Gesamt-Soll-Einspritzmenge berechnete Differenz ist, wodurch eine große Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verhindert werden kann.
Bei dem herkömmlichen Steuer/Regelsystem ist es möglich, eine große Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verhindern, wenn der Verbrennungsmodus zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, wie vorstehend beschrieben. Wenn der Motor allerdings mit dem Verstreichen einer Übergangszeitperiode in einen relativ stabilen Betriebszustand eintritt, nachdem der Verbrennungsmodus beispielsweise zu dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wurde, treten keine weiteren spürbaren Änderungen in der Gesamt-Soll-Einspritzmenge oder der homogenen Soll-Einspritzmenge auf und der Glättungswert wird ebenfalls nahezu konstant, so dass die Glättung nahezu keine Auswirkung hat. Auf ähnliche Weise vollzieht die Schicht-Soll-Einspritzmenge ebenfalls keine spürbare Änderung. Aus diesem Grund wird eine aktuelle aufsummierte Gesamt-Soll-Einspritzmenge, welche die Gesamtsumme der homogenen Soll-Einspritzmenge und der Schicht-Soll-Einspritzmenge ist, welche beide abschließend bestimmt und jeweils von den beiden Kraftstoffeinspritzventilarten eingespritzt wurden, nahezu identisch zu der Gesamt-Soll-Einspritzmenge, welche auf Grundlage der Betriebszustände des Motors berechnet wurde. Als Ergebnis wird die aufsummierte Gesamt-Soll-Einspritzmenge für die gegenwärtige Einspritzung in Antwort auf eine geringfügige Änderung bei dem erforderlichen Drehmoment empfindlich verändert, beispielsweise bei einer geringen Änderung der Motordrehzahl oder der Gaspedalöffnung, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ebenfalls empfindlich verändert wird, was zu einer verschlechterten Fahrbarkeit führt. Wenn ferner eine Übergangszeitperiode abgelaufen ist, nachdem der Verbrennungsmodus zu dem Schicht-Verbrennungsmodus umgeschaltet wurde, wird der Glättungswert nahezu gleich ”0”, so dass die Gesamt-Soll-Einspritzmenge direkt als Schicht-Soll-Einspritzmenge festgelegt wird. Deshalb wird dann, wenn eine geringe Änderung des erforderlichen Drehmoments auftritt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis empfindlich in direkter Antwort auf die geringe Änderung verändert, wodurch dasselbe Problem wie bei dem homogenen Verbrennungsmodus erzeugt wird.
Die DE 198 02 843 A1 beschreibt eine Methode zur Filterung eines vom Fahrer angeforderten und durch einen Verbrennungsmotor bereitzustellenden Drehmoments. Dort hat die Glättung das Ziel Störungen im Luft-Brennstoffverhältnis zu vermeiden. Es werden auch Abhängigkeiten genannt, die die Stärke der Glättung vom Betriebszustand abhängig machen. Bei starken Änderungen im angeforderten Moment soll die Filterung verstärkt werden. Die Filterung ist vom Aufwärmzustand des Motors abhängig, wofür als Indikatoren die Kühlwasser- und Öltemeperatur sowie die Zeit nach Start benutzt werden.
Ein ganz ähnliches Verfahren ist in der DE 44 04 668 A1 dargestellt.
Ein Wechsel zwischen verschiedenen Filterkonstanten ist aus der DE 196 11 497 A1 bekannt, die bei Ausfall des Drosselklappensensors zu einer anderen Regelstrategie wechselt. Im Normalfall ist eine Lageregelung für die Drosselklappe aktiv, deren Sollwert aus dem angeforderten Moment berechnet wird; die Einspritzmenge wird anhand der abgeschätzten Luftmenge im Zylinder berechnet. Bei Ausfall des Sensors wird die Einspritzmenge aus dem angeforderten Moment berechnet, und die Regelung der Drosselklappe erfolgt anhand des im Abgas gemessenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses so, dass ein zündfähiges Gemisch entsteht. Da diese Regelung relativ träge ist, wird das angeforderte Moment so weit gefiltert, dass die Abweichungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis in erträglichen Grenzen bleiben.
ABRISS DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welches den Betrieb des Motors derart steuert/regelt, dass der Verbrennungsmodus des Motors zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus und einem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, und dass die Stabilität des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines dem Motor zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches beim Ansprechen auf geringe Änderungen des erforderlichen Drehmoments gewährleistet werden kann, wodurch die Fahrbarkeit verbessert wird.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Steuer/Regelsystem für einen Zylinderdirekteinspritzungs-Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 bereit. Das Steuer/Regelsystem umfasst:
Betriebszustand-Erfassungsmittel zum Erfassen der Betriebszustände des Motors;
Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines erforderlichen Drehmoments auf Grundlage der Erfassung durch die Betriebszustand-Erfassungsmittel;
Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, welcher Verbrennungsmodus von dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus nach Maßgabe des erforderlichen Drehmoments festgelegt werden soll;
Geglättetes-Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines geglätteten erforderlichen Drehmoments durch Glätten des berechneten erforderlichen Drehmoments in Abhängigkeit von dem bestimmten Verbrennungsmodus; und
Solldrehmoment-Festlegemittel zum Festlegen des Solldrehmoments auf Grundlage des berechneten geglätteten erforderlichen Drehmoments.
Bei diesem Steuer/Regelsystem wird ein erforderliches Drehmoment auf Grundlage von Betriebszuständen des Verbrennungsmotors berechnet und der Verbrennungsmodus des Motors wird nach Maßgabe des erforderlichen Drehmoments entweder auf den Schicht-Verbrennungsmodus oder auf dem homogenen Verbrennungsmodus festgelegt. Ferner wird ein geglättetes erforderliches Drehmoment durch Glätten des berechneten erforderlichen Drehmoments in Abhängigkeit von dem bestimmten Verbrennungsmodus berechnet und es wird ein erforderliches Drehmoment zur Nutzung beim Ausführen der Drehmomentsteuerung/Regelung auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments festgelegt. Wie vorstehend beschrieben, wird in jedem der Verbrennungsmoden Schicht-Verbrennungsmodus und homogener Verbrennungsmodus die Drehmomentsteuerung/Regelung auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments ausgeführt, welches durch Glätten des erforderlichen Drehmoments erhalten wurde, so dass anders als bei dem herkömmlichen Steuer/Regelsystem selbst dann, wenn sich eine schwache Änderung des erforderlichen Drehmoments ergibt, es möglich ist, die Stabilität des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines dem Motor zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches sicherzustellen. Dabei wird verhindert, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Änderung des erforderlichen Drehmoments nachteilhaft beeinflußt wird. Dies führt zu einer verbesserten Fahrbarkeit. Aus demselben Grund ist es ferner möglich, die Drehmomentsteuerung/Regelung durchzuführen, während verhindert wird, dass ein Rauschen in den Ausgaben der Betriebszustand-Erfassungsmittel nachteilig die Drehmomentsteuerung/Regelung beeinflusst.
Bevorzugt wird das erforderliche Drehmoment zu einem größeren Grad geglättet, wenn der Verbrennungsmodus des Motors auf den Schicht-Verbrennungsmodus festgelegt wird, als dann, wenn der Verbrennungsmodus des Motors auf den homogenen Verbrennungsmodus festgelegt ist.
Wenn sich der Motor im Schicht-Verbrennungsmodus befindet, wird im allgemeinen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches auf einen weit magereren Wert gesteuert/geregelt als dann, wenn sich der Motor in dem homogenen Verbrennungsmodus befindet. Dadurch ist es erforderlich, Lufteinlaßvorrichtungen zu betreiben, wie beispielsweise eine Drosselklappe und ein EGR(Abgasrückzirkulation)-Ventil. Ferner spricht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis empfindlicher auf schwache Veränderungen des erforderlichen Drehmoments an, wenn der Motor sich in dem Schicht-Verbrennungsmodus befindet, was eine exaktere Steuerung/Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfordert. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird in dem Schicht-Verbrennungsmodus das erforderliche Drehmoment zu einem stärkeren Grad geglättet als dies im homogenen Verbrennungsmodus der Fall ist. Deshalb ist es möglich, die Stabilität des Luft-Kraftstoffgemisches zu verbessern, während verhindert werden kann, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nachteilhaft durch eine schwache Veränderung des erforderlichen Drehmoments beeinflußt wird.
Weiter bevorzugt wird die Glättung durch Berechnung eines Durchschnittswerts aus einer vorbestimmten Anzahl von Werten des erforderlichen Drehmoments durchgeführt, welche bis zu diesem Zeitpunkt berechnet wurden. Die vorbestimmte Anzahl wird auf einen größeren Wert gesetzt, wenn der Verbrennungsmodus des Motors auf den Schicht-Verbrennungsmodus gesetzt ist als dann, wenn der Verbrennungsmodus des Motors auf den homogenen Verbrennungsmodus gesetzt ist.
Bevorzugt umfassen die Betriebszustand-Erfassungsmittel wenigstens einen Motordrehzahlsensor zur Erfassung einer Drehzahl des Motors und einen Gaspedalsensor zur Erfassung eines Grads einer Gaspedalöffnung.
Bevorzugt umfaßt der Motor eine Mehrzahl von Zylindern und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen, von welchen jedes das Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines korrespondierenden Zylinders ermöglicht, und der Verbrennungsmodus des Motors wird zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus durch Ändern der Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer umgeschaltet.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen studiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch die Anordnung eines Steuer/Regelsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Durchführen eines Solldrehmoment-Festlegungsprozesses zeigt, welcher von dem Steuer/Regelsystem durchgeführt wird; und
3 ist ein Flußdiagramm, welches eine Unterroutine zum Durchführen eines Glättungsprozesses zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Erfindung wird im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen. Betrachtet man zunächst 1, so ist dort schematisch die Anordnung eines Steuer/Regelsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, umfaßt das Steuer/Regelsystem 1 eine ECU 2 (Betriebszustanderfassungsmittel, erforderliche-Drehmoment-Berechnungsmittel, Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel, geglättetes-erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel, Solldrehmoment-Festlegemittel). Wie im Detail nachfolgend beschrieben, führt die ECU 2 die Drehmomentsteuerung/Regelung, die Zündzeitpunktsteuerung/Regelung, die Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung/Regelung usw. eines an einem Fahrzeug 3 installierten Verbrennungsmotors (nachfolgend bezeichnet als ”der Motor”) 4 durch. Das Fahrzeug 3 ist ein Fahrzeug mit manuell schaltbarem Getriebe (MT-Fahrzeug), welches ein manuell schaltbares Getriebesystem, eine Kupplung, ein Kupplungspedal, ein Gaspedal, etc. aufweist, von welchem keines gezeigt ist.
Der Motor 10 ist ein Reihen-Vierzylinder-Benzinmotor, umfassend Zylinder 4a und Kolben 4b (es ist lediglich einer der Zylinder 4a und ein korrespondierender Kolben 4b in der Figur gezeigt). Zwischen dem Kolben 4b und einem Zylinderkopf 4d ist eine Verbrennungskammer 4c ausgebildet. Ferner weist der Zylinderkopf 4d ein Kraftstoffeinspritzventil (nachfolgend einfach bezeichnet als ”die Einspritzvorrichtung”) 5 als Kraftstoffzuführvorrichtung und eine Zündkerze 6 auf, welche derart darin angebracht ist, dass diese in die Verbrennungskammer 4c eingesetzt sind. Der Motor 4 ist ein Zylinderdirekteinspritz-Verbrennungsmotor, in welchem Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 4c eingespritzt wird. Die Einspritzvorrichtung 5 ist mit der ECU 2 verbunden, so dass eine Kraftstoffeinspritz-Zeitperiode, über welche die Einspritzvorrichtung 5 Kraftstoff einspritzt, und ein Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt, zu welchem die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Kraftstoff einspritzt, in Antwort auf ein Antriebssignal gesteuert/geregelt werden, welches von der ECU 2 ausgegeben wird. Ferner ist die Zündkerze 6 auch mit der ECU 2 verbunden und es wird an die Zündkerze 6 über eine Zündspule 6a eine Hochspannung zu einem durch ein von der ECU 2 ausgegebenes Treibersignal angezeigten Zündzeitpunkt angelegt, um diese elektrisch zu entladen, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 4c verbrannt wird.
Die ECU 2 steuert/regelt den Betrieb des Motors 4 derart, dass sein Verbrennungsmodus zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus und einem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, indem die Kraftstoffeinspritz-Zeitperiode und der Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt der Einspritzvorrichtung 5 und der Zündzeitpunkt der Zündkerze 6 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Motors 4 gesteuert/geregelt wird. Genauer gesagt wird der Schicht-Verbrennungsmodus hauptsächlich während eines Niedriglastbetriebs des Motors 4, wie beispielsweise im Leerlauf, durchgeführt und in diesem Modus wird Kraftstoff in die Verbrennungskammer 4c über die Einspritzvorrichtung 5 während einer zweiten Hälfte eines Kompressionshubs eingespritzt, um zu bewirken, dass ein sehr mageres Luft-Kraftstoffgemisch ungleichmäßig in der Verbrennungskammer verteilt wird oder in der Nähe der Zündkerze 6 konzentriert wird und das Gemisch wird durch Schicht-Verbrennung verbrannt. Andererseits wird der homogene Verbrennungsmodus hauptsächlich während des Hochlastbetriebs des Motors 4 durchgeführt und in diessem Modus wird während einer ersten Hälfte eines Einlaßhubs Kraftstoff über die Einspritzvorrichtung 5 in die Verbrennungskammer 4c eingespritzt um zu bewirken, dass ein fetteres Luft-Kraftstoffgemisch homogen in der Verbrennungskammer 4c verteilt wird als in dem Schicht Verbrennungsmodus, und das Gemisch wird durch homogene Verbrennung verbrannt.
In einem Zwischenbereich eines Einlaßrohrs 7 des Motors 4 ist eine Drosselklappe 8 angeordnet, welche mit einem Schrittmotor 9 gekoppelt ist. Der Schrittmotor 9 ist elektrisch mit der ECU 2 verbunden und ändert eine Drosselklappenöffnung θTH, welche ein Öffnungsgrad der Drosselklappe 8 ist, in Antwort auf ein Antriebsimpulssignal von der ECU 2, wodurch die Menge an der Verbrennungskammer 4c durch das Einlaßrohr 7 zugeführten Einlaßluft eingestellt wird.
Der Motor 4 weist eine Kurbelwelle 4e auf, an welcher ein Magnetrotor 10a ausgebildet ist, der zusammen mit einer MRE(magnetischer Widerstandelement)-Aufnehmer 10b zusammen einen Kurbelwinkel-Positionssensor 10 bildet. Der Kurbelwinkel-Positionssensor 10 als Drehzahl-Erfassungsmittel gibt ein CRK-Signal und ein TDC-Signal aus, welche beide Impulssignale sind, und zwar nach Maßgabe der Drehung der Kurbelwelle 4e. Das CRK-Signal gibt eine erfaßte Drehwinkelposition der Kurbelwelle 4e an und jeder Impuls des CRK-Signals (CRK-Signalimpuls) wird bei jeder von vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle 4e um einen vorbestimmten Winkel (beispielsweise ein Grad) dreht. Die ECU 2 bestimmt eine Drehzahl NE des Motors 4 (nachfolgend bezeichnet als ”Motordrehzahl NE”) auf Grundlage des CRK-Signals. Andererseits zeigt jeder Impuls des TDC-Signals (TDC-SignalImpuls) an, dass sich der Kolben 4b in jedem Zylinder 4a des Motors 4 zu Beginn eines Einlaßhubs des Kolbens 4b in der Nähe eines oberen Totpunkts befindet, und jeder Impuls des TDC-Signals wird immer dann erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle 4e im Fall eines Vierzylindermotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung um 180 Grad dreht.
Ferner ist die ECU 2 mit einem Gaspedalsensor 11 (Betriebszustand-Erfassungsmittel), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 und einem Kupplungsschalter 13 verbunden. Der Gaspedalsensor 11 erfaßt einen Betätigungswert oder einen Niederdrückwert AP des Gaspedals (nachfolgend bezeichnet als ”Gaspedalöffnung AP”). Der Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 12 ist zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit VP vorgesehen, die eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 3 ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 umfaßt einen nicht gezeigten magnetischen Rotor, welcher an einer Achse des Fahrzeugs 3 angebracht ist und einen MRE-Aufnehmer, welcher ebenfalls nicht gezeigt ist. Der Kupplungsschalter 13 erfaßt einen Einrück- oder Ausrückzustand der Kupplung und ein Ausgangswert SW_CLUTCH von diesem nimmt ”0” an, wenn das Kupplungspedal um ein Maß niedergedrückt ist, welches größer oder gleich einem vorbestimmten Maß ist, um die Kupplung außer Eingriff zu bringen, wohingegen dann, wenn das Kupplungspedal nicht niedergedrückt ist, die Kupplung nicht eingerückt ist und der Ausgangswert ”1” annimmt.
Ferner umfaßt die ECU 2 einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer I/O-Schnittstelle, welche allesamt nicht gezeigt sind. Die Signale von den Sensoren 10 bis 12 und dem Schalter 13 werden jeweils an die ECU ausgegeben und nach einer A/D-Umwandlung und Wellenumformung in der I/O-Schnittstelle werden diese an die CPU abgegeben. Die CPU führt in Antwort auf diese Signale arithmetische Operationen durch Ausführen von Steuer/Regelprogrammen aus, welche aus dem ROM ausgelesen werden, und durch Verwenden von nachfolgend beschrieben Flags und Berechnungswerten, die in dem RAM gespeichert sind. Genauer gesagt führt, wie nachfolgend beschrieben, die ECU 2 einen Solldrehmoment-Festlegeprozeß aus und treibt den Schrittmotor 9 nach Maßgabe eines Wertes eines Solldrehmoments PMCMDREG, welcher durch den Solldrehmoment-Festlegeprozeß bestimmt ist, wodurch die Drosselventilöffnung θTH gesteuert/geregelt wird. Gleichzeitig bestimmt die ECU 2 auf Grundlage der Betriebszustände des Motors 4, welcher Verbrennungsmodus von dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus des Motors 4 als Verbrennungsmodus des Motors 4 festgelegt werden soll. Dann berechnet die ECU 2 die Kraftstoffeinspritz-Zeitperiode und den Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt sowie den Zündzeitpunkt und gibt die Signale in Abhängigkeit von den Ergebnissen aus den Berechnungen an die Einspritzvorrichtung 5 und die Zündkerze 6 über die Ausgangsschnittstelle aus. Somit steuert/regelt die ECU 2 die Kraftstoffeinspritz-Zeitperiode und den Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt der Einspritzvorrichtung und den Zündzeitpunkt der Zündkerze 6, wodurch der Verbrennungsmodus des Motors 4 zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird.
Im folgenden wird der von der ECU 2 zum Festlegen des Solldrehmoments PMCMDREG ausgeführte Solldrehmoment-Festlegeprozeß mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. 2 zeigt eine Hauptroutine zum Festlegen des Solldrehmoments PMCMDREG, welche von einer Unterbrechungsbetrieb-Routine (Interrupt-Routine) in vorbestimmten Zeitintervallen (beispielsweise 100 msec.) gemäß den Einstellungen eines Programmzeitglieds ausgeführt wird.
Wie in der Figur gezeigt, wird in dem Prozeß in Schritt S1 zuerst bestimmt, ob sich der Motor 4 in einem Leerlaufstartmodus befindet oder nicht, welcher das Fahrzeug 3 ausgehend von einem Leerlaufzustand lediglich durch Einrücken der Kupplung startet. Die Bestimmung in Schritt S1 wird basierend darauf durchgeführt, ob alle folgenden Bedingungen erfüllt sind oder nicht: Der Motor 4 befindet sich im Leerlauf. Die Fahrzeuggeschwindigkeit VP ist kleiner oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit X_VPIST (beispielsweise 5 km/h), der Ausgabewert SW_CLUTCH von dem Kupplungsschalter 13 ist gleich ”0”, d. h. das Kupplungspedal ist niedergedrückt, und die Maschinendrehzahl NE ist kleiner oder gleich einer vorbestimmten Drehzahl NEIDST (beispielsweise 500 upm), was kleiner als eine normale Leerlaufdrehzahl ist.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S1 bestätigend ist (Ja), d. h. wenn der Motor 4 sich in dem Leerlaufstartmodus befindet, schreitet das Programm zu einem nächsten Schritt S2 vor, wo ein Leerlaufstartmodusprozeß ausgeführt wird. Obwohl eine detaillierte Beschreibung des Leerlaufstartmodusprozesses weggelassen ist, sei angemerkt, dass in diesem Prozeß ein erforderliches Drehmoment PMECEIDL für die Leerlaufstartzeit als erforderliches Drehmoment nach Maßgabe der Maschinendrehzahl NE festgelegt wird und der Antriebsmodus des Motors 4 unter Verwendung eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf den homogenen Verbrennungsmodus festgelegt wird. Dann wird das erforderliche Drehmoment PMECEIDL für die Leerlaufstartzeit in Schritt S2 auf ein Solldrehmoment PMCMDREG in Schritt S3 festgelegt, gefolgt von einer Beendigung des Programms. Dieser Durchlauf verhindert das Auftreten eines Motorstillstands, wenn der Motor 4 im Leerlaufstartmodus gestartet wird, und stellt eine Stabilität der Luft-Kraftstoff-Verhältnissteuerung/Regelung beim Starten des Motors 4 nach Beendigung des Leerlaufstartmodus sicher.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage in Schritt S1 negativ ist (Nein), d. h. wenn der Motor 4 sich nicht in dem Leerlaufstartmodus befindet, schreitet das Programm zu einem Schritt S4 vor, in welchem ein erforderliches Drehmoment PMEMAP nach Maßgabe einer gegenwärtigen Motordrehzahl NE und einer Gaspedalöffnung AP unter Berücksichtigung einer NE-AP-PMEMAP-Karte (nicht gezeigt) berechnet wird und dann wird das somit berechnete erforderliche Drehmoment PMEMAP im RAM gespeichert.
Als nächstes schreitet das Programm zu einem Schritt S5 vor, in welchem ein Glättungsprozeß zum Glätten des erforderlichen Drehmoments erfindungsgemäß ausgeführt wird. 3 zeigt eine Unterroutine zum Ausführen des Glättungsprozesses. Wie in der Figur gezeigt, wird in dem Glättungsprozeß zuerst in Schritt S50 bestimmt, ob der gegenwärtige Verbrennungsmodus der Schicht-Verbrennungsmodus ist. Es ist festzuhalten, dass die Bestimmung des Verbrennungsmodus unter Bezugnahme auf das erforderliche Drehmoment PMEMAP ausgeführt wird, welches in Schritt S4 in 2 erhalten wurde. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S50 bestätigend ist (Ja), d. h. wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige Verbrennungsmodus der Schicht-Verbrennungsmodus ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S51 vor, in welchem eine Glättungszahl NPMCDAVED (beispielsweise ”30”) zur Verwendung in dem Schicht-Verbrennungsmodus als Glättungszahl npmcdave festgelegt wird (npmcdave = NPMCDAVED). Diese Glättungszahl npmcdave wird bei der Bestimmung eines geglätteten erforderlichen Drehmoments PMCDTMPX in Schritt S58 verwendet, worauf nachfolgend eingegangen wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage in Schritt S50 negativ ist (Nein), d. h. wenn bestimmt wird, dass der gegenwärtige Verbrennungsmodus der homogene Verbrennungsmodus ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S52 vor, wobei eine Glättungszahl NPMCDAVEP (beispielsweise ”15”) zur Verwendung in dem homogenen Verbrennungsmodus als Glättungszahl npmcdave festgelegt wird (npmcdave = NPMCDAVEP). Diese Glättungszahl NPMCDAVEP zur Verwendung in dem homogenen Verbrennungsmodus wird auf einen Wert festgelegt, der kleiner ist als die vorstehend beschriebene Glättungszahl NPMCDAVED zur Verwendung in dem Schicht-Verbrennungsmodus (NPMCDAVEP < NPMCDAVED). Dies liegt daran, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches im Schicht-Verbrennungsmodus auf einen deutlich magereren Wert gesteuert/geregelt wird als im homogenen Verbrennungsmodus und deshalb nach Maßgabe der Änderungen des erforderlichen Drehmoments PMEMAP deutlich empfindlicher verändert wird, was eine genauere Steuerung/Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfordert.
Dann schreitet das Programm zu einem Schritt S53 vor, in welchem es bestimmt, ob die Maschinendrehzahl NE kleiner oder gleich einem oberen Grenzwert NEPMCDH ist (beispielsweise 3000 upm). Wenn die Antwort auf die Frage in Schritt S53 bestätigend ist (Ja), d. h. wenn die Motordrehzahl NE gleich oder größer als der obere Grenzwert NEPMCDH ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S54 vor, wo es bestimmt, ob die Motordrehzahl NE gleich oder größer als ein unterer Grenzwert NEPMCDL (beispielweise 500 upm) ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S54 bestätigend ist (Ja), d. h. wenn die Motordrehzahl NE größer oder gleich dem unteren Grenzwert NEPMCDL und kleiner oder gleich dem oberen Grenzwert NEPMCDH ist (NEPMDCL ≤ NE ≤ NEPMCDH), schreitet das Programm zu einem Schritt S55 vor, in welchem ein Glättungsbetrieb-Zulassungsflag f_pmflok auf ”1” gesetzt wird, so dass ein Glättungsbetrieb (Mittelwertbetrieb) ausgeführt wird, der nachfolgend beschrieben wird. Es ist festzuhalten, dass der untere Grenzwert NEPMCDL und der obere Grenzwert NEPMCDH auf jeweiligen mit einer Hysterese versehene Werte gesetzt werden.
Andererseits schreitet dann, wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S53 oder S54 negativ ist (Nein), d. h. wenn NE > NEPMCDH oder NE < NEPMCDL bleibt, das Programm zu einem Schritt S56 vor, in welchem ein Glättungsbetrieb-Zulassungsflag f_pmflok auf ”0” gesetzt wird, um den Glättungsbetrieb zu verhindern. Der Grund dafür, dass der Glättungsbetrieb verhindert wird, wenn die Maschinendrehzahl NE größer als der obere Grenzwert NEPMCDH ist oder wenn dieselbe kleiner als der untere Grenzwert NEPMCDL ist, wie vorstehend beschrieben, liegt darin, dass dann, wenn die an dem Motor 4 anliegende Last ziemlich groß oder ziemlich klein ist, eine bessere Fahrbarkeit durch Verwendung des in Schritt S4 ohne Glättung erhaltenen erforderlichen Drehmoments PMEMAP bei der Berechnung des erforderlichen Drehmoments PMCMDREG gewährleistet werden kann.
Von dem vorstehenden Schritt S55 oder S56 schreitet das Programm zu einem Schritt S57 vor, in welchem bestimmt wird, ob das Glättungsbetrieb-Zulassungsflag f_pmflok ”1” angenommen hat oder nicht. Wenn das Glättungsbetrieb-Zulassungsflag f_pmflok = 1 gilt, dann wird in Schritt S58 das geglättete erforderliche Drehmoment PMCDTMPX durch Ausführen des Glättungsbetriebs berechnet. Genauer gesagt werden eine Glättungszahl npmcdave des gegenwärtigen Zeitpunkts und vorangehende Werte des erforderlichen Drehmoments PMEMAP, welche in Schritt S4 erhalten und in dem RAM gespeichert wurden, umfassend den gegenwärtigen Wert PMEMAPn, aufaddiert, um eine Gesamtsumme zu erhalten. Als nächstes wird die Gesamtsumme dieser Werte des erforderlichen Drehmoments durch die Glättungszahl npmcdave geteilt, um einen Durchschnittswert des erforderlichen Drehmoments zu erhalten und dieser Durchschnittswert wird auf das geglättete erforderliche Drehmoment PMCDTMPX gesetzt (PMCDTMPX = (PMEMAPn + PMEMAPn – 1 + ... + PMEMAPn + 1-npmcdave)/npmcdave), woraufhin die gegenwärtige Routine beendet wird. Wie vorstehend beschrieben wird in dem Schicht-Verbrennungsmodus die Glättungszahl NPMCDAVED, welche zur Verwendung in dem Schicht-Verbrennungsmodus auf die Glättungszahl npmcdave in Schritt S51 gesetzt wurde, verwendet und es wird eine Glättungszahl NPMCDAVED aus den Werten des erforderlichen Drehmoments PMEMAP durch Mittelwertbildung berechnet. Andererseits wird in dem homogenen Verbrennungsmodus die Glättungszahl NPMCDAVEDP zur Verwendung in dem homogenen Verbrennungsmodus, welche in dem Schritt S52 auf einen Wert festgelegt wurde, der kleiner als die vorstehende Glättungszahl npmcdaved ist, verwendet und es wird eine Glättungszahl NPMCDAVEP aus Werten des erforderlichen Drehmoments PMEMAP durch Durchschnittswertbildung errechnet.
Wenn andererseits in Schritt S57 das Glättungsbetrieb-Zulassungsflag f_pmflok = 0 hält, schreitet das Programm zu einem Schritt S59 vor, in welchem ohne Durchführen eines Glättungsbetriebs das in dem Schritt S4 in 2 erhaltene gegenwärtige erforderliche Drehmoment PMEMAPn dem geglätteten erforderlichen Drehmoment PMCDTMPX gleich gesetzt wird, woraufhin die gegenwärtige Unterroutine beendet wird.
Nachdem die Unterroutine gemäß 3 beendet wurde, schreitet das Programm zu einem Schritt S6 in 2 vor, in welchem ein Beschleunigungsmodusprozeß ausgeführt wird. Obwohl eine detaillierte Beschreibung des Beschleunigungsmodusprozesses weggelassen wurde, sei erwähnt, dass in diesem Prozeß unter Verwendung einer Differenz DPMSPUP zwischen dem gegenwärtigen Wert PMEMAPn des in Schritt S4 erhaltenen erforderlichen Drehmoments und dem in Schritt S5 erhaltenen geglätteten erforderlichen Drehmoments PMCDTMPX bestimmt wird, ob sich der Motor 4 in dem Beschleunigungsmodus befindet oder nicht. Wenn sich der Motor 4 in dem Beschleunigungsmodus befindet, wird ein Basiswert PMEADD eines Beschleunigungs-Unterstützungs-Betrags PMCDSPUP nach Maßgabe der Differenz DPMSPUP bestimmt. Ferner wird der Basiswert PMEADD in Abhängigkeit von einer Gangposition eines Gangschalthebels des manuell schaltbaren Getriebesystems und in Abhängigkeit von einer Zeitperiode korrigiert, welche nach Umschalten zu dem Beschleunigungsmodus abgelaufen ist, um dadurch den Beschleunigungs-Unterstützungs-Betrag PMCDSPUP zu bestimmen. Wie nachfolgend beschrieben, wird beim Festlegen des Solldrehmoments PMCMDREG der wie vorstehend beschrieben bestimmte Unterstützungsbetrag PMCDSPUP zu dem geglätteten erforderlichen Drehmoment PMCDTMPX addiert, wodurch das Ansprechen des Motors 4 während des Beschleunigens verbessert wird.
Als nächstes wird nach dem vorstehend beschriebenen Beschleunigungsmodusprozeß ein Startmodusprozeß in einem Schritt S7 durchgeführt. Obwohl eine detaillierte Beschreibung des Startmodusprozesses weggelassen wird, wird in diesem Modus dann, wenn die Kupplung eingerückt ist (SW_CLUTCH = 1) und gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit VP kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, bestimmt, dass der Motor 4 sich in dem Startmodus befindet und ferner wird ein Start-Unterstützungs-Betrag PMCMDSTRT auf Grundlage der gegenwärtigen Werte der Motordrehzahl NE und der Gaspedalöffnung AP berechnet. Beim Festlegen des Solldrehmoments PMCMDREG wird, wie nachfolgend beschrieben, der derart bestimmte Start-Unterstützungs-Betrag PMCMDSTRT zu dem geglätteten erforderlichen Drehmoment PMCDTMPX zusammen mit dem Beschleunigungs-Unterstützungs-Betrag PMCDSPUP hinzuaddiert. Dies macht es möglich, dass ein Drehmoment erzeugt wird, welches hinreichend groß ist, um die Absicht des Fahrers wiederzugeben, so dass verhindert werden kann, dass das Fahrzeug beim Start langsam ist.
Dann wird in Schritt S8 der in dem Beschleunigungsmodusprozeß in Schritt S6 erhaltene Beschleunigungs-Unterstützungs-Betrag PMCDSPUP und der in dem Startmodusprozeß in Schritt S7 erhaltene Start-Unterstützungs-Betrag PMCMDSTRT zu dem geglätteten erforderlichen Drehmoment PMCDTMPX hinzu addiert, welches in dem Glättungsprozeß in Schritt S5 erhalten wurde, wodurch das Solldrehmoment PMCMDREG berechnet wird (PMCMDREG = PMCDTMPX + PMCDSPUP + PMCMDSTRT). Daraufhin wird der Solldrehmoment-Festlegeprozeß beendet.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dem Steuer/Regelsystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung das erforderliche Drehmoment PMEMAP auf Grundlage der Motordrehzahl NE und der Gaspedalöffung AP in Schritt S4 in 2 berechnet und in Abhängigkeit des zu diesem Zeitpunkt berechneten erforderlichen Drehmoments PMEMAP wird der Verbrennungsmodus des Motors 4 entweder auf den Schicht-Verbrennungsmodus oder auf den homogenen Verbrennungsmodus gesetzt. Ferner werden nach Maßgabe des wie vorstehend beschrieben festgelegten Verbrennungsmodus Werte des erforderlichen Drehmoments PMEMAP, welche in Schritt S5 (S58) erhalten wurden, geglättet (Durchschnittswertermittlung), wodurch das geglättete erforderliche Drehmoment PMCDTMPX berechnet wird. Dann wird in Schritt S8 das Solldrehmoment PMCMDREG zur Verwendung beim Ausführen der Drehmomentsteuerung/Regelung auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments PMCDTMPX festgelegt.
Wie vorstehend beschrieben, wird in jedem Verbrennungsmodus von Schicht-Verbrennungsmodus und homogenen Verbrennungsmodus die Drehmomentsteuerung/Regelung auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments PMCDTMPX ausgeführt, welches durch Glätten oder Durchschnittswertermittlung des gegenwärtigen und vorangehender Werte des erforderlichen Drehmoments PMEMAP erhalten wurde, so dass im Gegensatz zu dem herkömmlichen Steuer/Regelsystem selbst dann, wenn schwache Änderungen in dem erforderlichen Drehmoment PMEMAP auftreten, es möglich ist, eine Stabilität des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu gewährleisten, während verhindert wird, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch Veränderungen des erforderlichen Drehmoments negativ beeinflußt wird. Insgesamt führt dies zu einer verbesserten Fahrbarkeit. Ferner ist es aus demselben Grund möglich, die Drehmomentsteuerung/Regelung auszuführen während verhindert wird, dass ein Rauschen in den Ausgaben von dem Kurbelwinkelpositionssensor 10 und dem Gaspedalsensor 11 nachteilig die Drehmoment-Steuerung/Regelung beeinflusst.
Ferner wird allgemein gesagt in dem Schicht-Verbrennungsmodus das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches auf einen deutlich magereren Wert gesteuert/geregelt als in dem homogenen Verbrennungsmodus und deshalb wird es empfindlicher nach Maßgabe von Änderungen des erforderlichen Drehmoments PMEMAP geändert, was eine exaktere Steuerung/Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erfordert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden allerdings dann, wenn das geglättete erforderliche Drehmoment PMCDTMPX in Schritt S58 berechnet wird, wenn der Motor 4 sich in dem Schicht-Verbrennungsmodus befindet, Werte des erforderlichen Drehmoments PMEMAP gemittelt, indem zu der Anzahl der bei der Mittelwertbildung verwendeten Werte die Glättungszahl NPMCDAVED angewandt wird, welche größer als die in dem homogenen Verbrennungsmodus angewandte Glättungszahl NPMCDAVEP ist. Somit ist es ferner möglich, die Stabilität des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu verbessern, während verhindert wird, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nachteilig durch schwache Änderungen in dem erforderlichen Drehmoment beeinflußt wird.
Obwohl in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das erforderliche Drehmoment PMEMAP dadurch bestimmt wird, dass die nicht gezeigte erforderliche Drehmomentkarte (NE-AP-PMEMAP-Karte) nach Maßgabe der Motordrehzahl NE und der Gaspedalöffnung AP durchsucht wird, ist dies nicht beschränkend sondern das erforderliche Drehmoment PMEMAP kann nach Maßgabe weiterer Motorbetriebsparameter bestimmt werden (beispielsweise dem Einlaßrohrabsolutdruck PBA). Obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung bei einem beispielhaft in einem Fahrzeug installierten Verbrennungsmotor Anwendung findet, ist dies nicht beschränkend sondern die Erfindung kann ferner bei irgendeinem Verbrennungsmotor Anwendung finden, solange dieser ein Zylinderdirekteinspritz-Verbrennungsmotor ist. Demzufolge kann die Erfindung auch bei einem an einem Kraftrad installierten Verbrennungsmotor dieser Art Anwendung finden.
Es ist weiter selbstverständlich, dass das vorstehend beschriebene für den Fachmann ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
Es ist ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, welcher den Betrieb des Motors derart steuert/regelt, dass der Verbrennungsmodus des Motors zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus und einem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, und dass die Stabilität eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines dem Motor zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches in Antwort auf schwache Änderungen des erforderlichen Drehmoments gewährleistet werden kann, wodurch die Fahrbarkeit verbessert wird. Das Steuer/Regelsystem 1 steuert/regelt den Betrieb des Verbrennungsmotors 4 derart, dass der Verbrennungsmotor 4 zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus umgeschaltet wird, und das durch den Motor erzeugte Drehmoment wird auf Grundlage eines Solldrehmoments PMCMDRG gesteuert/geregelt. Das Steuer/Regelsystem 1 weist eine ECU auf, welche ein erforderliches Drehmoment PMEMAP auf Grundlage von Ergebnissen der Erfassung durch einen Kurbelwinkelpositionssensor 10 und einen Gaspedalsensor 11 (Schritt S4) ein erforderliches Drehmoment PMEMAP berechnet und einen Verbrennungsmodus nach Maßgabe des erforderlichen Drehmoments PMEMAP bestimmt. Ferner glättet die ECU das erforderliche Drehmoment PMEMAP in Abhängigkeit von dem Verbrennungsmodus, um dadurch ein geglättetes erforderliches Drehmoment PMCDTMPX zu berechnen (Schritte S5, S58). Dann setzt die ECU das Solldrehmoment (PMCMDREG) auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments PMCDTMPX fest (Schritt S8).

Claims

Steuer/Regelsystem (1) für einen Zylinderdirekteinspritz-Verbrennungsmotor (4), welches den Betrieb des Verbrennungsmotors (4) derart steuert/regelt, dass ein Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) zwischen einem Schicht-Verbrennungsmodus zum Durchführen einer Schicht-Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches und einem homogenen Verbrennungsmodus zum Durchführen einer homogenen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches umschaltet, und dass das von dem Verbrennungsmotor (4) erzeugte Drehmoment auf Grundlage eines Solldrehmoments gesteuert/geregelt wird, wobei das Steuer/Regelsystem (1) umfaßt: Betriebszustand-Erfassungsmittel (2) zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors (4); Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines erforderlichen Drehmoments auf Grundlage von Ergebnissen der Erfassung durch die Betriebszustanderfassungsmittel (2); Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel (2) zum Bestimmen, welcher Verbrennungsmodus von Schicht-Verbrennungsmodus und homogenem Verbrennungsmodus als Verbrennungsmodus festzulegen ist, nach Maßgabe des erforderlichen Drehmoments; Geglättetes-Erforderliches-Drehmoment-Berechnungsmittel zum Berechnen eines geglätteten erforderlichen Drehmoments durch Glätten des erforderlichen Drehmoments in Abhängigkeit von dem bestimmten Verbrennungsmodus; und Solldrehmoment-Festlegemittel zum Festlegen des Solldrehmoments auf Grundlage des berechneten geglätteten erforderlichen Drehmoments, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (4) außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, die Erforderliches-Drehmoment-Festlegemittel das Solldrehmoment auf Grundlage des erforderlichen Drehmoments anstatt auf Grundlage des geglätteten erforderlichen Drehmoments festlegen.
Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Drehmoment zu einem stärkeren Grad geglättet wird, wenn der Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) auf den Schicht-Verbrennungsmodus festgelegt ist als dann, wenn der Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) auf den homogenen Verbrennungsmodus festgelegt ist.
Steuer/Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättung durch Berechnen eines Durchschnittswerts einer vorbestimmten Anzahl von bis zu diesem Zeitpunkt berechneten Werten des erforderlichen Drehmoments ausgeführt wird, wobei die vorbestimmte Anzahl auf einen größeren Wert gesetzt ist, wenn der Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) auf den Schicht-Verbrennungsmodus gesetzt ist, als dann, wenn der Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) auf den homogenen Verbrennungsmodus festgesetzt ist.
Steuer/Regelsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustand-Erfassungsmittel wenigstens einen Motordrehzahlsensor (10) zum Erfassen einer Motordrehzahl und einen Gaspedalsensor (9) zum Erfassen einer Gaspedalöffnung umfassen.
Steuer/Regelsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (4) eine Mehrzahl von Zylindern (4a) und eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (5) umfaßt, welche jeweils eine Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer (4c) eines korrespondierenden Zylinders ermöglicht, und dass der Verbrennungsmodus des Verbrennungsmotors (4) zwischen dem Schicht-Verbrennungsmodus und dem homogenen Verbrennungsmodus durch Verändern der Zeitsteuerung der Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer (4c) umgeschaltet wird.