DE10106000A1 - Regelgerät für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart zum Unterdrücken von unerwünschten Drehmomentstössen - Google Patents

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, eine Drehmomentschwankung zu unterdrücken, die durch die Änderung von Regelparametern (z. B. eines Drosselöffnungsgrads, einer EGR-Menge usw.) zur Einstellung verursacht wird, um die stabilen Verbrennungsbedingungen vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten. Letztendlich wird bei einer homogenen Verbrennungsbetriebsart die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage eines Drehmomentwirkungsgrads (sowohl des Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrads als auch des Zündzeitabstimmungswirkungsgrads), wodurch eine Zielluftmenge gemäß der korrigierten angezeigten Drehmomentanforderung korrigiert wird. Des weiteren wird bei der geschichteten Verbrennungsbetriebsart die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage eines Drehmomentwirkungsgrads (nur der Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad) korrigiert, wodurch die Zielkraftstoffmenge gemäß der korrigierten angezeigten Drehmomentanforderung korrigiert wird. Des Weiteren ist es bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart möglich, die Drehmomentschwankung durch Durchführen der Zündzeitabstimmungskorrektur zusätzlich zu der Zielluftmengenkorrektur zu unterdrücken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelgerät für einen Verbrennungsmotor, das eine von dem Fahrer nicht beabsichtigte unerwünschte Drehmomentschwankung unterdrücken kann.

Des weiteren betrifft diese Erfindung einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart, der wahlweise die Verbrennungsbetriebsart gemäß Motorbetriebsbedingungen zwischen einer geschichteten Verbrennungsbetriebsart bzw. einer Schichtladebetriebsart (insbesondere einer Betriebsart mit Kraftstoffeinspritzung bei einem Verdichtungstakt) und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart (insbesondere einer Betriebsart mit Kraftstoffeinspritzung bei einem Ansaugtakt) ändert.

Darüber hinaus betrifft diese Erfindung ein Regelgerät für einen Verbrennungsmotor, das den Motor auf der Grundlage einer beabsichtigten Drehmomentanforderung regelt.

Der Trend in Richtung niedrigen Kraftstoffverbrauchs, geringer Abgasemission und einer hohen Abgabeleistung erhöht die Notwendigkeit des Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart (insbesondere des Direkteinspritzmotors). Die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift 10-47111 offenbart einen Zylindereinspritzmotor. Wenn der Motor bei niedriger Last betrieben wird, wird eine geringe Kraftstoffmenge direkt in einen Zylinder bei einem Verdichtungstakt eingespritzt, um ein geschichtetes Gemisch in den Zylinder zum Realisieren der geschichteten Verbrennung zu bilden, was hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverbesserung vorteilhaft ist. Andererseits wird eine relativ große Kraftstoffmenge bei hoher Last direkt in einen Zylinder bei einem Ansaugtakt eingespritzt, um ein einheitliches oder homogenes Gemisch in dem Zylinder zum Realisieren der einheitlichen oder homogenen Verbrennung zu bilden, was hinsichtlich einer hohen Abgabeleistungserzeugung vorteilhaft ist.

Gemäß dem Zylindereinspritzmotor ist es notwendig, eine stabile Verbrennungsbedingung vor und nach dem Wechseln der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten. Daher wird im allgemeinen eine Einstellung eines Drosselöffnungsgrades und/oder eine Einstellung einer Abgasrückführmenge (d. h. einer BGR-Menge, wobei BGR hier Abgasrückführung bedeutet) durchgeführt. Jedoch induziert das Ändern des Drosselöffnungsgrades und/oder des EGR- Ventilöffnungsgrades eine Änderung des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses (hier auch als A/F bezeichnet) in dem Zylinder ebenso wie eine Änderung des Pumpverlusts. Diese Möglichkeit verursacht eine unerwünschte Schwankung oder Abweichung eines Achsendrehmoments des Motors, wobei ein merklicher Drehmomentstoß verursacht wird.

Die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift 11-22517 führt ein Regelsystem ein, das das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Ansprechen auf das Schalten von der geschichteten Verbrennungsbetriebsart bzw. der Schichtverbrennungsbetriebsart (insbesondere der Verbrennungsbetriebsart mit Kraftstoffeinspritzung bei dem Verdichtungstakt) zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart (insbesondere der Verbrennungsbetriebsart mit Kraftstoffeinspritzung bei dem Ansaugtakt) oder umgekehrt korrigiert.

Jedoch verursacht das Einstellen des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses im Ansprechen auf das Schalten der Verbrennungsbetriebsart eine unerwünschte Verschiebung des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses, was möglicherweise die Verbrennung des Motors in einen unstabilen Zustand bringt.

Unter Berücksichtigung der unerwünschten Drehmomentschwankung oder des unerwünschten Drehmomentstoßes, was durch das Schalten der Verbrennungsbetriebsart verursacht wird, treten ähnliche Probleme bei Magergemischmotoren (Lean Burn Engines) auf, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen einem Magerbetrieb und einem stoichiometrischen/fetten (bzw. reichen) Betrieb ändern.

Des weiteren ist gemäß neuerer elektronisch geregelter Motoren die Realisierung guter Fahreigenschaften im Ansprechen auf den Beschleunigerbetrieb des Fahrers sehr wichtig. Zum Beispiel kann eine Beschleunigungskraft (ein Drehmoment), das von dem Fahrer angefordert wird, auf der Grundlage eines Drosselöffnungsgrades, einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Zündungszeitabstimmung usw. Geschätzt werden. Dabei wird im allgemeinen auf eine Drehmoment-Bedarfs-Regelung (d. h. Regelung des Drehmoments nach Bedarf) Bezug genommen (siehe die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift 11-50889).

Wenn jedoch die beabsichtigte Drehmomentanforderung (bzw. der Drehmomentbedarf) auf der Grundlage von lediglich einem statischen Drehmomentverlust berechnet wird (wie zum Beispiel einem mechanischen Reibungsverlust und einem Pumpdrehmomentverlust), dann erfüllt das Ansprechverhalten des Fahrzeugs nicht die Anforderungen des Fahrers bei einer Beschleunigungsbedingung, bei der die Verbrennungsmotordrehzahl sich in einem weiten Bereich rasch ändert.

Im Hinblick auf die Probleme der herkömmlichen Motorregelungstechniken hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Regelgerät für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, das eine unerwünschte Drehmomentschwankung unterdrücken kann, während die stabile Verbrennung sogar in einer Situation erhalten wird, bei der Regelparameter, die eine merkliche Drehmomentschwankung induzieren, eingestellt werden.

Um diese und andere Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein erstes Regelgerät für einen Verbrennungsmotor mit einer Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen eines durch einen Fahrer geforderten Drehmomentbetrags und eine Regeleinrichtung zum Regeln von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage eines angeforderten Drehmomentbetrags. Des weiteren hat das erste Regelgerät eine Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung, die auf eine Einstellung eines subjektiven Regelparameters unter Verursachen einer merklichen Drehmomentschwankung bzw. -abweichung gemäß den Motorbetriebsbedingungen anspricht, um einen Drehmomentschwankungsbetrag, der durch die Einstellung des subjektiven Regelparameters verursacht wird, in einen äguivalenten Einstellbetrag eines Zusatzregelparameters umwandelt, der für die Einstellung des subjektiven Regelparameters nicht relevant ist, und zum Ändern des Zusatzregelparameters durch den äquivalenten Einstellbetrag, um den Drehmomentschwankungsbetrag der verursacht wird, zu unterdrücken.

Wenn zum Beispiel ein Drosselöffnungsgrad und ein Abgasrückführbetrag (EGR) geändert werden, um eine stabile Verbrennungsbedingung zu erhalten, wird die Drehmomentschwankung, die durch diese Regelparameter verursacht wird, in einen äquivalenten Einstellbetrag eines anderen Regelparameters umgewandelt, wie zum Beispiel einer Kraftstoffmenge, einer Zündzeitabstimmung, usw., die nicht für die Einstellung relevant sind, die durch die oben erwähnten Regelparameter durchgeführt wurde. Dann werden die nicht relevanten Regelparameter geändert, um die Drehmomentschwankung, die durch die Einstellung verursacht wird, die durch die oben erwähnten Regelparameter durchgeführt wurde, zu löschen bzw. zu beheben. Folglich wird es möglich, eine unerwünschte Drehmomentschwankung zu unterdrücken, während die Verbrennungsstabilität erhalten bleibt. Dadurch wird eine verbesserte Fahrbarkeit des Fahrzeugs erhalten.

Das erste Regelgerät kann auf entweder einen Magergemischmotor, einen Ansauganschlusseinspritzmotor oder einen Zylindereinspritzmotor angewendet werden.

Wenn das erste Regelgerät bei dem Zylindereinspritzmotor eingesetzt wird, ist es vorzuziehen, dass das erste Regelgerät weiterhin eine Verbrennungsbetriebsartschalteinrichtung zum Auswählen von entweder einer geschichteten Verbrennungsbetriebsart oder einer homogenen Verbrennungsbetriebsart gemäß den Motorbetriebsbedingungen aufweist, so dass der Kraftstoff direkt in einen Zylinder bei einem Ansaugtakt eingespritzt wird, um eine geschichtete Verbrennung zu bewirken, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und bei einem Ansaugtakt, um die homogene Verbrennung zu verursachen, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist. Für diesen Fall unterdrückt die Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung die Drehmomentschwankung im Ansprechen auf eine Änderung eines Regelparameters, der eingestellt wird, um eine stabile Verbrennungsbedingung vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart durch Korrigieren einer Kraftstoffmenge, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und durch Korrigieren einer Luftmenge und/oder einer Zündzeitabstimmung, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, zu erhalten.

Es ist des weiteren vorzuziehen, dass die Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung des ersten Regelgeräts den angeforderten Drehmomentbetrag korrigiert, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag in die Kraftstoffmenge bei der geschichteten Verbrennungsbetriebsart umgewandelt ist, und den angeforderten Drehmomentbetrag korrigiert, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag in die Luftmenge bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart umgewandelt ist.

Des weiteren schafft die vorliegende Erfindung ein zweites Regelgerät für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart mit einer Verbrennungsbetriebsartschalteinrichtung zum Auswählen von entweder einer geschichteten Betriebsart oder einer homogenen Betriebsart gemäß Motorbetriebsbedingungen, so dass Kraftstoff direkt in einen Zylinder bei einem Ansaugtakt eingespritzt wird, um eine geschichtete Verbrennung zu verursachen, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und bei einem Ansaugtakt, um die homogene Verbrennung zu bewirken, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist. Das zweite Regelgerät weist eine Regeleinrichtung der geschichteten Verbrennungsbetriebsart zum Erhalten einer Zielkraftstoffmenge auf der Grundlage einer angezeigten Anforderung des Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor während der geschichteten Verbrennungsbetriebsart erzeugt werden soll, ebenso wie auf der Grundlage einer Motordrehzahl, und zum Erhalten anderer Regelparameter durch Verwenden der Zielkraftstoffmenge auf. Das zweite Regelgerät weist des weiteren eine Regeleinrichtung der homogenen Verbrennungsbetriebsart zum Erhalten einer Zielluftmenge auf der Grundlage einer angezeigten Drehmomentanforderung, das von dem Verbrennungsmotor während der homogenen Verbrennungsbetriebsart erzeugt werden soll, ebenso wie auf der Grundlage einer Motordrehzahl, und zum Erhalten anderer Regelparameter unter Verwendung der Zielluftmenge auf.

Gemäß dem zweiten Regelgerät ist es vorzuziehen, dass die Berechnungseinrichtung der angezeigten Drehmomentanforderung zum Berechnen der angezeigten Drehmomentanforderung vorgesehen ist und die Regeleinrichtung der geschichteten Verbrennungsbetriebsart und die Regeleinrichtung der homogenen Verbrennungsbetriebsart die angezeigte Drehmomentanforderung verwendet, die durch die Berechnungseinrichtung der angezeigten Drehmomentanforderung erhalten wird.

Des weiteren ist es gemäß dem zweiten Regelgerät vorzuziehen, dass eine Festsetzeinrichtung des Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zum Festsetzen eines Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses auf der Grundlage einer angezeigten Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl vorgesehen ist. Die Regeleinrichtung der geschichteten Verbrennungsbetriebsart berechnet eine Zielluftmenge und einen Zieldrosselöffnungsgrad auf der Grundlage eines Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das durch die Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Festsetzeinrichtung ermittelt wird, ebenso wie auf der Grundlage der Zielkraftstoffmenge. Die Regeleinrichtung der homogenen Verbrennungsbetriebsart berechnet eine Zielkraftstoffmenge auf der Grundlage des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das durch die Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Festsetzeinrichtung ermittelt wird, ebenso wie auf der Grundlage eines Erfassungswerts oder eines geschätzten Werts einer tatsächlichen Luftmenge.

Darüber hinaus hat die Erfindung im Hinblick auf die Probleme der herkömmlichen Motorregeltechniken die Aufgabe, ein Regelgerät für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, das eine hervorragende Drehmoment-Bedarfs-Regelung ausführen kann, wobei ein gutes Motoransprechen beim Fahrzeugbeschleunigungszustand sichergestellt wird.

Um die oben genannte und andere Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein drittes Regelgerät für einen Verbrennungsmotor mit einer Berechnungseinrichtung einer angezeigten Drehmomentanforderung zum Berechnen eines angezeigten angeforderten Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor erzeugt werden soll, zum Regeln des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung. Die Berechnungseinrichtung der angezeigten Drehmomentanforderung berechnet die angezeigte Drehmomentanforderung unter Berücksichtigung eines dynamischen Drehmomentverlustes, der durch eine Trägheitskraft (Massenträgheit) im Ansprechen auf eine Änderung der Motordrehzahl verursacht wird, zusätzlich zu einem statischen Drehmomentverlust des Verbrennungsmotors.

Gemäß dem dritten Regelgerät ist es vorzuziehen, dass die Berechnungseinrichtung der angezeigten Drehmomentanforderung den dynamischen Drehmomentverlust durch Multiplizieren eines Trägheitsmoments eines Drehelements berechnet, das sich synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einer Rotationswinkelbeschleunigung dreht.

Des weiteren ist es gemäß dem dritten Regelgerät vorzuziehen, dass die Berechnungseinrichtung der angezeigten Drehmomentanforderung die angezeigte Drehmomentanforderung durch Addieren eines angeforderten Achsendrehmoments, des dynamischen Drehmomentverlusts, des statischen Drehmomentverlusts und des externen Lastdrehmoments eines Zubehörteils oder dergleichen erhält, das an dem Verbrennungsmotor installiert ist.

Die Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erkennbar.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Gesamtanordnung eines Regelsystems für einen Zylindereinspritzmotor gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Drehmoment-Bedarfs- Regelung für den Zylindereinspritzmotor gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das Details einer Berechnung des dynamischen Drehmomentverlusts und einer Berechnung des internen Drehmomentverlusts gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das Details einer Berechnung des externen Lastdrehmoments gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5A ist ein Blockdiagramm, das Funktionen einer Regelung der homogenen Verbrennungsbetriebsart zeigt, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 5B ist ein Blockdiagramm, das Funktionen einer Regelung der geschichteten Verbrennungsbetriebsart zeigt, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 6 ist ein Graph, das ein Beispiel einer Darstellung zeigt, die zum Ermitteln eines Zündzeitabstimmungswirkungsgrads in Relation zu einem Parameter eines Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist eine Graphik, die ein Beispiel einer Abbildung zeigt, die zum Ermitteln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Wirkungsgrads in Relation zu einem Parameter eines Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnisses gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist ein Flussdiagramm (Teil I), das schematisch die Drehmoment-Bedarfs-Regelung für den Zylindereinspritzmotor gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt; und

Fig. 9 ist ein Flussdiagramm (Teil II), das die Drehmoment- Bedarfs-Regelung für den Zylindereinspritzmotor gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch erklärt.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Anwendung auf einen Zylindereinspritzmotor (oder Direkteinspritzmotor) unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt. Fig. 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Gesamtanordnung eines Motorregelsystems zeigt. Ein Motor 11 ist ein Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart. Ein (nicht gezeigter) Luftfilter bzw. Luftreiniger ist an einem stromaufwärtigen Ende eines Ansaugrohrs 12 dieses Motors 11 vorgesehen. Ein Luftdurchflussmessgerät 13 ist an einer stromabwärtigen Seite des Luftfilters vorgesehen. Ein Drosselventil 15 ist an einer stromabwärtigen Seite des Luftdurchflussmessgeräts 13 vorgesehen. Ein Motor 14, wie zum Beispiel ein Gleichstrommotor (DC-Motor), ist mit dem Drosselventil 15 verbunden, um einen Öffnungsgrad des Drosselventils 15 einzustellen. Ein elektronischer Motorregelschaltkreis (im folgenden als ECU bezeichnet) 16 führt dem Motor 14 ein Regelsignal zu. Der Motor 14 dreht das Drosselventil 15 gemäß dem gegebenen Regelsignal, um den Öffnungsgrad des Drosselventils 15 (insbesondere den Drosselöffnungsgrad) auf einen beabsichtigten Wert einzustellen. Folglich ist eine jedem Zylinder zugeführte Ansaugluftmenge (insbesondere die In-Zylinder-Luftmenge) gemäß dem Drosselöffnungsgrad einstellbar.

Ein Druckausgleichsbehälter 17 ist an einer stromabwärtigen Seite des Drosselventils 15 vorgesehen. Ein Ansaugdrucksensor 18, der einen Ansaugdruck Pm erfasst, ist an dem Ausgleichsbehälter 17 angebracht. Ein Ansaugkrümmer 19, der mit dem Ausgleichsbehälter 17 verbunden ist, führt Luft in jeden Zylinder des Motors 11 ein. Ein Wirbelregelventil 20, das in diesem Ansaugkrümmer 19 vorgesehen ist, regelt eine Wirbelströmung, die in dem Zylinder des Motors 11 ausgebildet wird.

Ein Kraftstoffeinspritzventil 21, das an einem oberen Abschnitt jedes Zylinders des Motors 11 installiert ist, spritzt Kraftstoff direkt in den Zylinder. Ein Kraftstoffbehälter 22 speichert Kraftstoff. Eine Kraftstoffpumpe 23 beaufschlagt den aus dem Kraftstoffbehälter 22 zugeführten Kraftstoff mit Druck und fördert den druckbeaufschlagten Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 21 jedes Zylinders. Ein Kraftstoffdrucksensor 24 erfasst den Druck des druckbeaufschlagten Kraftstoffs (insbesondere den Kraftstoffdruck). Für jeden Zylinder ist eine Zündkerze 25 an einem Zylinderkopf des Motors 11 installiert. Die Zündkerze 25 verursacht eine Funkenentladung, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder zu entzünden.

Der Motor 11 hat Ansaugventile (Einlassventile) 21 und Auslassventile 27, die durch Nockenwellen 28 bzw. 29 angetrieben werden. Die ansaugseitige Nockenwelle 28 ist im Eingriff mit einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus 30 der hydraulischen Bauart. Der variable Ventilzeitabstimmungsmechanismus 30 ändert die Öffnungs- und/oder Schließzeitabstimmung des Ansaugventils 26 gemäß den Betriebsbedingungen des Motors 11. Ein Öldruckregelventil 31 regelt den Öldruck zum Betätigen des variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus 30. Eine Kurbelwelle 33 dreht sich im Ansprechen auf eine hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens 32, der in jedem Zylinder des Motors 11 untergebracht ist. Ein Rotationsdrehmoment der Kurbelwelle 33 wird verwendet, um eine externe Last 34 anzutreiben, wie zum Beispiel einen Klimaanlagenverdichter, eine Lichtmaschine, eine Servolenkungspumpe oder ähnliches, und um ebenso ein Fahrzeugantriebssystem anzutreiben. Ein Wassertemperatursensor 35, der die Temperatur von Kühlwasser erfasst, ist an einen Zylinderblock des Motors 11 angebracht.

Ein Katalysator 37, wie zum Beispiel ein ternärer Katalysator, ist an einem geeigneten Abschnitt eines Abgasrohrs 36 zum Peinigen des Abgases vorgesehen. Ein Luft-Kraftstoff- Verhältnissensor 38, der an einer stromaufwärtigen Seite dieses Katalysators 37 vorgesehen ist, erfasst ein Luft-Kraftstoff- Verhältnis des Abgases. Ein EGR-Rohr 39, das eine stromaufwärtige Seite vom Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 38 mit dem Ausgleichsbehälter 17 verbindet, führt einen Teil des Abgases von dem Abgasrohr 36 zu der Ansaugseite zurück oder zirkuliert ihn. Ein FOR-Ventil 40, das an einem Zwischenabschnitt dieses EGR-Rohrs 39 vorgesehen ist, regelt eine Abgasrückführmenge (insbesondere eine EGR-Menge).

Eine ECU 16, die Motorbetriebsbedingungen regelt, besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, in den ein ROM (Aufzeichnungsmedium) eingebaut ist, das ein Drehmoment-Bedarfs- Regelprogramm speichert. Fig. 2 zeigt funktionelle Merkmale der ECU 16, die durch Ausführen des Drehmoment-Bedarfs- Regelprogramms ausgeführt werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die ECU 16 einen Berechnungsabschnitt 51 der angezeigten Drehmomentanforderung, einen Verbrennungsbetriebsartschaltabschnitt 52, einen Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart, einen Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart und eine Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnisfestsetzabschnitt 55 auf. Im folgenden werden die Funktionen der jeweiligen Abschnitte 51 bis 55 genauer beschrieben.

Der Berechnungsabschnitt 51 der angezeigten Drehmomentanforderung berechnet eine angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Beschleunigersensors 41 (siehe Fig. 1) der einen Herabdrückwinkel eines Gaspedals (insbesondere einen Beschleunigerwinkel) erfasst. Die angezeigte Drehmomentanforderung ist ein Anforderungswert (insbesondere ein Zielwert) des angezeigten Drehmoments. Das angezeigte Drehmoment ist ein Drehmoment, das durch die Verbrennung des Verbrennungsmotors 11 erzeugt werden soll, insbesondere ein Drehmoment einschließlich des dynamischen Drehmomentverlusts, des internen Drehmomentverlusts und des externen Lastdrehmoments (wie zum Beispiel eine Zubehörvorrichtungslast oder ähnliches). Dem gemäß ist ein Achsendrehmoment (insbesondere ein Nenndrehmoment), das von der Kurbelwelle 33 entnommen wird, eine Differenz, die durch Subtrahieren des dynamischen Drehmomentverlusts, des internen Drehmomentverlust (insbesondere des statischen Drehmomentverlusts) und des externen Lastdrehmoments von dem angezeigten Drehmoment erhalten wird. Das Achsendrehmoment ist für das Fahrzeugantriebssystem verfügbar. Genauer gesagt, weist der Berechnungsabschnitt 51 der angezeigten Drehmomentanforderung einen Berechnungsabschnitt 511 des angeforderten Achsendrehmoments, einen Berechnungsabschnitt 512 des dynamischen Drehmomentverlusts, einen Berechnungsabschnitt 513 des internen Drehmomentverlusts, einen Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments und einen ISC-Drehmomentkorrekturberechnungsabschnitt 515 auf.

Der Berechnungsabschnitt 511 des angeforderten Achsendrehmoments berechnet ein angefordertes Achsendrehmoment auf der Grundlage eines Ausgabesignals (insbesondere eines Beschleunigerwinkels) des Beschleunigersensors 41, der Motordrehzahl Ne, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen, unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung. Es ist jedoch möglich, das angeforderte Achsendrehmoment auf der Grundlage des Beschleunigeröffnungsgrads und der Motordrehzahl Ne zu berechnen. Das angeforderte Achsendrehmoment wird zu den später beschriebenen verschiedenartigen Drehmomentverlusten addiert und wird dann unter Berücksichtigung einer Drehmomentschwankung (insbesondere einem Drehmomentanstiegs/-abfallbetrag) berechnet, der durch eine Leerlaufdrehzahlregelung (insbesondere eine ISC) verursacht wird, wodurch die angezeigte Drehmomentanforderung erhalten wird.

Genauer gesagt berechnet der Berechnungsabschnitt 512 des dynamischen Drehmomentverlusts einen dynamischen Drehmomentverlust, der durch eine Trägheitskraft im Ansprechen auf die Änderung der Motordrehzahl oder dergleichen verursacht wird. Im folgenden wird ein Verfahren zum Berechnen des dynamischen Drehmomentverlusts unter Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt. Zuerst wird die Motordrehzahl Ne (rpm) mit 2π/60 multipliziert, um die Rotationswinkelgeschwindigkeit ωe (insbesondere ωe = Nex2π/60). Dann erhält der Berechnungsabschnitt 512 des dynamischen Drehmomentverlusts eine Drehwinkelbeschleunigung dωe/dt durch Anwenden des Zeitdifferentialvorgangs auf die Rotationswinkelgeschwindigkeit ωe. Die Rotationswinkelbeschleunigung dωe/dt wird dann mit einem Trägheitsmoment Ie eines Rotationsträgheitssystems multipliziert, um einen dynamischen Drehmomentverlust Ie.dωe/dt zu erhalten.

Das Trägheitsmoment Ie wird im allgemeinen durch die Trägheit von Drehelementen verursacht, wie zum Beispiel einem Schwungrad des Motors 11, das sich synchron mit den Kolben 32, den Kurbelmechanismus und der Kurbelwelle 33 für den Fall eines Handschaltgetriebefahrzeugs dreht, oder einem Flügelrad (Impeller) eines Drehmomentwandlers, der mit der Motorabgabewelle für den Fall eines Automatikgetriebefahrzeugs verbunden ist. Das Trägheitsmoment Ie ist ein konstanter Wert, der nicht durch die Drehzahländerung beeinflusst wird. Daher ist es wünschenswert, das Drehmoment Ie auf der Grundlage von praktischen Gestalts-/Dichtedaten (spezifische Masse) der Drehträgheitselemente zu berechnen und den berechneten Wert in dem ROM der ECU 16 vorweg zu speichern.

Es ist ebenso vorzuziehen, eine Abbildung bzw. Darstellung eines dynamischen Drehmomentsverlust mit einem Parameter der Rotationswinkelbeschleunigung dωe/dt vorzubereiten und diese Darstellung in dem ROM der ECU 16 vorweg zu speichern. Der dynamische Drehmomentverlust Ie.dωe/dt, der einem willkürlichen bzw. frei wählbaren Wert einer Drehwinkelbeschleunigung dωe/dt entspricht, kann unter Bezugnahme auf diese Abbildung erhalten werden.

Der interne Drehmomentverlust, der zu dem angeforderten Achsendrehmoment addiert werden soll, schließt einen mechanischen Reibungsverlust Tlm und einen Pumpverlust Tlp ein, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der mechanische Reibungsverlust des Motors 11 hängt von der Viskosität des Schmieröls ab, die gemäß der Temperaturänderung schwankt, und hängt ebenso von der Motordrehzahl ab. Um den mechanischen Reibungsverlust Tlm zu berechnen, berechnet der Berechnungsabschnitt 513 des internen Drehmomentverlusts den mechanischen Reibungsverlust Tlm entsprechend den vorliegenden Daten der Motordrehzahl Ne und der Kühlwassertemperatur THW unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, die die Charakteristik des mechanischen Reibungsverlusts darstellt. Für diesen Fall ist es möglich, anstelle der Verwendung der Kühlwassertemperatur THW eine Öltemperatur zu verwenden, um die Viskosität des Schmieröls zu ermitteln.

Der Pumpverlust hängt von dem Ansaugdruck Pm und der Motordrehzahl Ne ab. Um den Pumpverlust Tlp zu berechnen, berechnet der Berechnungsabschnitt 513 des internen Drehmomentverlusts den Pumpverlust Tlp entsprechend vorliegender Daten der Motordrehzahl Ne und des Ansaugdrucks Pm unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, die die Charakteristik des Pumpverlusts darstellt.

Des weiteren besteht das externe Lastdrehmoment, das zu dem angeforderten Achsendrehmoment addiert werden soll, aus Lastdrehmomenten von Zubehörteilen (insbesondere von einem Klimaanlagenverdichter, einer Lichtmaschine, einer Servolenkungspumpe oder ähnlichem), die von der Leistung des Motors 11 angetrieben werden.

Im folgenden wird der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastendrehmoments unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments berechnet ein Lastdrehmoment einer externen Last (gleich Zubehörteile) 34, wie zum Beispiel eines Klimaanlagenverdichters (insbesondere eines A/C-Verdichters), einer Lichtmaschine, einer Servolenkungspumpe oder ähnlichem.

Genauer gesagt liest der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments zur Berechnung eines A/C- Verdichterlastdrehmoments Tlac ein Ein-Aus-Signal (A/CSW) eines Klimaanlagenschalters ein. Wenn der A/C-Schalter aus ist, ist das Verdichterlastdrehmoment Tlac zu Null gesetzt. Wenn der A/C- Schalter eingeschaltet ist, dann wird die Motordrehzahl Ne mit einem Riemenscheibenverhältnis multipliziert, um eine Verdichterdrehzahl Nc zu berechnen. Dann berechnet der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments ein A/C- Verdichterlastdrehmoment Tlac entsprechend der Verdichterdrehzahl Nc unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, welche die Charakteristik der A/C-Verdichterlast darstellt.

Um ein Lichtmaschinenlastdrehmoment Tlalt zu berechnen, liest der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments eine Batteriespannung VB und einen Feldstrom I der Lichtmaschine ein. Dann berechnet der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments das Lichtmaschinenlastdrehmoment Tlalt entsprechend der Batteriespannung VB und dem Feldstrom I unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, die die Charakteristik der Lichtmaschinenlast darstellt.

Um ein Drehmomentwandlerlastdrehmoment Tltor zu berechnen, liest der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments eine Turbinendrehzahl Nt des Drehmomentwandlers ein (insbesondere die T/C) und ein Schaltsignal des Getriebes. Wenn die Schaltposition in dem N-Bereich vorliegt (insbesondere in der neutralen Position), dann ist das Drehmomentwandlerlastdrehmoment Tltor auf einen neutralen Lastwiderstand (= ein fester Wert) gesetzt. Wenn die Schaltposition in dem D-Bereich vorliegt (insbesondere in der Fahrposition), dann wird die Turbinendrehzahl Nt durch die Motordrehzahl Ne geteilt, um eine Schlupfrate "e" zu erhalten. Dann berechnet der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments eine Drehmomentkapazität "C" entsprechend einer Schlupfrate "e" unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, wie die Charakteristik einer T/C- Drehmomentkapazität darstellt. Nachfolgend wird die Drehmomentkapazität "C" mit Ne² multipliziert, um einen D- Bereichslastwiderstand zu erhalten, welcher als das Drehmomentwandlerlastdrehmoment Tltor abgegeben wird.

Um ein P/S-Pumplastdrehmoment Tlpow der Servolenkungsvorrichtung (P/S) zu berechnen, ist der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments einen Lenkungswinkelbetrag (insbesondere eine Lenkungswinkelgeschwindigkeit θs) ein und berechnet ein entsprechendes P/S-Pumplastdrehmoment Tlpow unter Bezugnahme auf eine zweidimensionale Abbildung, die die Charakteristik der P/S- Pumpenlast darstellt.

Der Berechnungsabschnitt 514 des externen Lastdrehmoments addiert die A/C-Verdichterlastdrehmoment Tlac, das Lichtmaschinenlastdrehmoment Tlalt, das Drehmomentwandlerlastdrehmoment Tltor und das P/S- Pumplastdrehmoment Tlpow, um dadurch schließlich das externe Lastdrehmoment auszugeben. Bei der oben beschriebenen Berechnung jedes Lastdrehmoments ist es möglich, eine Formel anstelle einer Abbildung zu verwenden.

Der ISC-Korrekturdrehmomentberechnungsabschnitt 515 berechnet eine Drehmomentschwankung, die durch die Leerlaufdrehzahlregelung (insbesondere die ISC) als ein ISC- Korrekturdrehmoment verursacht wird. Die Leerlaufdrehzahlregelung ist eine PID-Regelung oder eine vergleichbare Rückführregelung zum Angleichen der Motordrehzahl Ne an die Zielleerlaufdrehzahl Netarget auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Zielleerlaufdrehzahl Netarget und der Motordrehzahl Ne.

Nach dem Addieren des dynamischen Drehmomentverlusts ( Ie.dωe/dt), des statischen Drehmomentverlusts (= Tlm + Tlp) und des externen Lastdrehmoments zu dem angeforderten Achsendrehmoment, korrigiert schließlich der Berechnungsabschnitt 51 der angezeigten Drehmomentanforderung das angeforderte Achsendrehmoment unter Berücksichtigung der Drehmomentschwankung (insbesondere des Drehmomentanstiegs- /Abfallbetrags), die durch die Leerlaufdrehzahlregelung (insbesondere die ISC) verursacht wird, wodurch die angezeigte Drehmomentanforderung erhalten wird.

Der Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisfestsetzabschnitt 55 setzt ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fest (insbesondere ein Ziel- A/F) auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung, die durch den Berechnungsabschnitt 51 der angezeigten Drehmomentanforderung berechnet wird, und ebenso auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder gemäß einer vorbestimmten Formel. Das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein gemeinsamer Wert, der sowohl bei dem Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart als auch bei dem Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart verwendet wird.

Um die Verbrennungsbetriebsart zu schalten, wählt der Verbrennungsbetriebsartschaltabschnitt 52 entweder den Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart oder den Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der angezeigten Drehmomentanforderung unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen aus. Zum Beispiel wählt der Verbrennungsbetriebsartschaltabschnitt 52 den Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart bei geringer Geschwindigkeit und/oder Motorbetriebsbedingungen mit niedrigem Drehmoment, so dass der Motor 11 gemäß der geschichteten Verbrennungsbetriebsart betrieben werden kann. Wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart ausgewählt ist, dann wird eine relativ kleine Kraftstoffmenge direkt in den Zylinder während eines Verdichtungstakts des Motors 11 eingespritzt, um ein geschichtetes Gemisch in dem Zylinder für die geschichtete Verbrennung auszubilden. Die geschichtete Verbrennungsbetriebsart kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern. Andererseits wählt der Verbrennungsbetriebsartschaltabschnitt 52 den Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart bei mittlerer bis hoher Geschwindigkeit und/oder Motorbetriebsbedingungen mit mittlerem bis hohem Drehmoment aus, so dass der Motor 11 gemäß der homogenen Verbrennungsbetriebsart betrieben werden kann. Wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, dann wird eine erhöhte Kraftstoffmenge direkt in den Zylinder während eines Ansaugtakts des Motors 11 eingespritzt, um ein einheitliches oder homogenes Gemisch in dem Zylinder zum Realisieren der einheitlichen oder homogenen Verbrennung auszubilden. Die homogene Verbrennungsbetriebsart kann die Motorabgabeleistung ebenso wie das Achsendrehmoment des Motors erhöhen.

Als nächstes werden genaue Funktionsweisen des Regelabschnitts 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart unter Bezugnahme auf Fig. 5A erklärt. Der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart weist einen Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 56 (entsprechend einer Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung) auf, der eine Drehmomentschwankung im Ansprechen auf das Schalten der Verbrennungsbetriebsart unterdrückt. Die angezeigte Drehmomentanforderung, die von dem Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 65 erzeugt wird, wird in eine Zielluftmenge umgewandelt. Der Drosselöffnungsgrad wird gemäß der Zielluftmenge eingestellt. Hierbei wird auf eine Drehmoment-Bedarfs-Regelung der Luftprioritätsbauart Bezug genommen. Der Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 56 korrigiert die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage eines Zündungszeitabstimmungswirkungsgrads (insbesondere eines SA-Wirkungsgrads) und eine Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrads (A/F-Wirkungsgrads) mit Bezug auf die folgende Formel, unter Berücksichtigung einer Drehmomentschwankung im Ansprechen auf Regelparameter (z. B. die Zündungszeitabstimmung, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder usw.), die eingestellt werden sollen, um die stabilen Verbrennungsbedingungen vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten.

Angezeigte Drehmomentanforderung (nach der Korrektur) = Angezeigte Drehmomentanforderung/(Zündzeitabstimmungswirkungsgrad × Luft- Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad)

Der Zündzeitabstimmungswirkungsgrad ist ein dimensionsloser Parameter, der den Einfluss des Zündverzögerungsbetrags auf das angezeigte Drehmoment evaluiert. Fig. 6 zeigt eine Einstellung des Zündzeitabstimmungswirkungsgrads in Relation mit dem Zündverzögerungsbetrag. Das angezeigte Drehmoment wird maximiert, wenn der Zündverzögerungsbetrag 0 ist. Unter Betrachtung dieser Tatsache ist der Zündzeitabstimmungswirkungsgrad auf 1 gesetzt, wenn der Zündverzögerungsbetrag 0 ist. Mit anderen Worten ist der Zündzeitabstimmungswirkungsgrad das angezeigte Drehmoment ausgedrückt durch "1" bei dem Zündverzögerungsbetrag von 0. Der Zündzeitabstimmungswirkungsgrad entsprechend dem anderen Zündverzögerungsbetrag ist das angezeigte Drehmoment ausgedrückt durch einen relativen Wert im Hinblick auf den Bezugswert "1".

Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Wirkungsgrad ist ein dimensionsloser Parameter, der den Einfluss des Luft-Kraftstoff- Verhältnisses in dem Zylinder auf das angezeigte Drehmoment evaluiert. Fig. 7 zeigt eine Einstellung des Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrads in Relation mit dem Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnis. Mit anderen Worten ist der Luft- Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad das angezeigte Drehmoment durch "1" bei dem Standartluft-Kraftstoff-Verhältnis ausgedrückt. Der Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad entsprechend zu dem anderen Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist das angezeigte Drehmoment ausgedrückt durch einen relativen Wert im Hinblick auf den Bezugswert "1". Die Daten von den Fig. 6 und 7 zum Festsetzen des Zündzeitabstimmungswirkungsgrads und des Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrads werden vorweg durch Experimente und Simulationen erhalten und als Abbildungen in dem ROM der ECU 16 gespeichert.

Der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart berechnet die Zielluftmenge auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung, das von dem Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 56 und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen erzeugt wird. Dann berechnet der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart einen Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad durch Verwendung eines inversen Luft-Modells auf der Grundlage der Zielluftmenge, der Motordrehzahl Ne, der Ziel-EGR-Menge und der internen EGR- Menge (insbesondere der Vorlaufwinkel des variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus 30). Das inverse Luftmodell wird durch inverses Lösen der Angabe/Ausgabebeziehung eines Luftmodells erhalten, das den Luftstrom in dem Einlassdurchgang simuliert, der sich von dem Drosselventil 15 zu dem Ansauganschluss erstreckt. Der Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad, der durch das inverse Luftmodell berechnet ist, wird in ein entsprechendes Regelsignal umgewandelt, das den Motor 14 des elektronischen Drosselsystems zugeführt wird. Der Motor 14 regelt den Öffnungsgrad des Drosselventils 15 gemäß dem Regelsignal.

Des weiteren berechnet der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart eine Zielkraftstoffmenge, die durch Teilen einer geschätzten In-Zylinderluftmenge (oder eine tatsächliche Luftmenge) durch das Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnis erhalten wird. Die Zielkraftstoffmenge wird mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten multipliziert (zum Beispiel dem Wassertemperaturkorrekturkoeffizient, dem Rückführkorrekturkoeffizient, dem Lernkorrekturkoeffizient, usw.), um schließlich die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhalten. Die erhaltene Kraftstoffeinspritzmenge legt die Pulsbreite eines Einspritzimpulses fest, der dem Kraftstoffeinspritzventil 21 jedes Zylinders zugeführt wird, um die vorgesehene Kraftstoffmenge in dem Zylinder bei dem Ansaugtakt einzuspritzen. Wenn der Motor 11 sich in der homogenen Verbrennungsbetriebsart befindet, wird auf diese Weise Kraftstoff direkt in die Zylinder bei dem Ansaugtakt eingespritzt, um ein einheitliches oder homogenes Gemisch in dem Zylinder auszubilden, wodurch die einheitliche oder homogene Verbrennung realisiert wird.

Des weiteren berechnet der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart die Ziel-EGR-Menge auf der Grundlage der Motorantriebsbedingungen unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen, und regelt dann das EGR-Ventil 40, um eine tatsächliche EGR-Menge auf die Ziel-EGR-Menge einzustellen. Es ist jedoch möglich, die Ziel-EGR-Menge an einem anderen Abschnitt als dem Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart festzusetzen, so dass die Ziel-EGR-Menge gemeinsam durch den Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart und dem Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart verwendet werden kann.

Des weiteren berechnet der Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart eine Zündzeitabstimmung jedes Zylinders auf der Grundlage von Motorantriebsbedingungen unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen, und bringt dann eine Hochspannung auf die Zündkerze 25 mit einer berechneten Zündzeitabstimmung auf, um eine Funkenentladung zu bewirken. Ein Verzögerungsbetrag dieser Zündzeitabstimmung kann verwendet werden, um den oben beschriebenen Zündzeitabstimmungswirkungsgrad unter Bezugnahme auf die Abbildung von Fig. 6 zu berechnen.

Nachfolgend werden genaue Funktionen des Regelabschnitts 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart unter Bezugnahme auf Fig. 5A beschrieben. Der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart weist einen Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 57 (entsprechend der Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung) auf, der die Drehmomentschwankung im Ansprechen auf das Schalten der Verbrennungsbetriebsart unterdrückt. Die angezeigte Drehmomentanforderung, die aus dem Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 57 erzeugt wird, wird in eine Zielkraftstoffmenge umgewandelt. Die Zielkraftstoffmenge wird mit dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis multipliziert, um eine Zielluftmenge zu erhalten. Der Drosselöffnungsgrad wird gemäß der Zielluftmenge eingestellt. Hierbei wird auf eine Drehmoment-Bedarfs-Regelung der Kraftstoffvorzugsbauart Bezug genommen. Der Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 57 korrigiert die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage des Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrads unter Bezugnahme auf die folgende Formel unter Berücksichtigung einer Drehmomentschwankung im Ansprechen auf Regelparameter (zum Beispiel das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder, usw.), die eingestellt werden sollen, um die stabilen Verbrennungsbedingungen vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten.

Angezeigte Drehmomentanforderungen (nach der Korrektur) = Angezeigte Drehmomentanforderung/Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrad

Das Berechnungsverfahren für den Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrad ist identisch mit demjenigen, das für den Regelabschnitt 53 der homogenen Verbrennungsbetriebsart beschrieben ist. Der Luft-Kraftstoffwirkungsgrad ist nämlich von dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abhängig und wird unter Bezugnahme die in Fig. 7 gezeigte Abbildung berechnet. Nebenbei bemerkt kann gemäß der geschichteten Verbrennungsbetriebsart nur ein sehr enger Bereich der Zündzeitabstimmung eine stabile Verbrennung sicherstellen. Dem gemäß ist die Durchführung der Verzögerungskorrektur der Zündzeitabstimmung nicht wünschenswert, da sie eine Drehmomentschwankung induzieren kann. Das ist der Grund, warum der Zündzeitabstimmungswirkungsgrad im Gegensatz zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart für die geschichtete Verbrennungsbetriebsart nicht in Betracht gezogen wird.

Der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart berechnet eine Zielkraftstoffmenge auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung, die von dem Drehmomentwirkungsgradkorrekturabschnitt 57 und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen erzeugt wird. Die Zielkraftstoffmenge wird mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten (z. B. dem Wassertemperaturkorrekturkoeffizient, dem Rückkoppelungskorrekturkoeffizient, dem Lernkorrekturkoeffizient usw.) multipliziert, um schließlich eine Kraftstoffeinspritzmenge zu erhalten. Die erhaltene Kraftstoffeinspritzmenge legt eine Pulsbreite eines Einspritzimpulses fest, der dem Kraftstoffeinspritzventil 21 des Zylinders zugeführt wird, um die vorgesehene Kraftstoffmenge in den Zylinder bei dem Verdichtungstakt einzuspritzen. Auf diese Weise wird Kraftstoff direkt in den Zylinder bei dem Verdichtungstakt eingespritzt, wenn der Motor 11 sich in der geschichteten Verbrennungsbetriebsart befindet, um ein geschichtetes Gemisch in dem Zylinder auszubilden, wodurch die geschichtete Verbrennung realisiert wird.

Des weiteren berechnet der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart eine Zündzeitabstimmung jedes Zylinders auf der Grundlage einer Zielkraftstoffmenge und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen und bringt eine Hochspannung auf die Zündkerze 25 bei der berechneten Zündzeitabstimmung auf, um eine Funkenentladung zu bewirken.

Des weiteren multipliziert der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart die Zielkraftstoffmenge mit dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um die Zielluftmenge zu erhalten. Dann berechnet der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart einen Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad durch Verwendung eines inversen Luftmodells auf der Grundlage einer Zielluftmenge, der Motordrehzahl Ne, der Ziel-EGR-Menge und der internen EGR-Menge (insbesondere dem Vorstellwinkel des variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus 30). Der Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad wird dann in ein entsprechendes Regelsignal umgewandelt, das dem Motor 14 des elektronischen Drosselsystems zugeführt wird. Der Motor 14 regelt den Öffnungsgrad des Drosselventils 15 gemäß dem Regelsignal. Des weiteren betätigt der Regelabschnitt 54 der geschichteten Verbrennungsbetriebsart das EGR-Ventil 40, um eine tatsächliche EGR-Menge zu einer gegebenen Ziel-EGR-Menge einzustellen.

Die Fig. 8 und 9 sind Flussdiagramme, die den Regelvorgang der ECU 16 zeigen, die die oben beschriebene Drehmoment-Bedarfs- Regelung für den Zylindereinspritzmotor 11 durchführt. Zunächst berechnet die ECU 16 im Schritt 101 das angeforderte Achsendrehmoment auf der Grundlage des Ausgangssignals (insbesondere des Beschleunigerwinkels) des Beschleunigersensors 41, der Motordrehzahl Ne, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen. In dem nächsten Schritt 102 addiert die CPU 16 das berechnete angeforderte Achsendrehmoment zu dem internen Drehmomentverlust (z. B. dem mechanischen Reibungsverlust und dem Pumpverlust) und dem externen Lastdrehmoment. Dann korrigiert die CPU 16 den aufsummierten Wert um einen Drehmomentwert, der durch die ISC-Regelung verbraucht wird, wodurch die angezeigte Drehmomentanforderung erhalten wird. Nachfolgend schreitet die CPU 16 zu Schritt 103 vor, um entweder die homogene Verbrennungsbetriebsart oder die geschichtete Verbrennungsbetriebsart auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen auszuwählen.

Wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart ausgewählt ist, schreitet die CPU 16 zum Schritt 105 über Schritt 104 fort. In Schritt 105 ermittelt die CPU 16 das Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnis auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung, die im Schritt 102 erhalten wird, und der Motordrehzahl unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen. Des weiteren ermittelt die CPU 16 die Ziel- EGR-Menge gemäß den Motorbetriebsbedingungen. Dann schreitet die CPU 16 zum Schritt 106 fort, um die angezeigte Drehmomentanforderung, die in Schritt 102 erhalten wurde, auf der Grundlage von sowohl des Zündzeitabstimmungswirkungsgrads und des Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrads gemäß der folgenden Formel zu korrigieren.

Angezeigte Drehmomentanforderung (nach der Korrektur) = Angezeigte Drehmomentanforderung/­ (Zündzeitabstimmungswirkungsgrad × Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrad)

Nachfolgend schreitet die CPU 16 zum Schritt 107 fort, um die Zielluftmenge auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung (nach der Korrektur) und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen zu berechnen. Dann berechnet die CPU 16 im Schritt 108 den Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad unter Verwendung des inversen Luftmodells auf der Grundlage der Zielluftmenge, der Motordrehzahl Ne, der EGR-Rate usw. Des weiteren führt im Schritt 109 die CPU 16 das Regelsignal, das den berechneten Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad darstellt, den Motor 14 des elektronischen Drosselsystems zu. Der Motor 14 regelt den Öffnungsgrad des Drosselventils 15 gemäß dem Regelsignal.

Des weiteren führt die CPU 16 die Zündzeitabstimmungsregelung für den Motor 11 durch, der sich in der homogenen Verbrennungsbetriebsart befindet. Schließlich berechnet in Schritt 110 die CPU 16 die Zündzeitabstimmung gemäß den Motorbetriebsbedingungen unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen. Dann betätigt im Schritt 111 die CPU 16 einen (nicht gezeigten) Zünder bzw. eine Zündvorrichtung synchron mit der berechneten Zündzeitabstimmung, um das einheitliche oder homogene Gemisch in dem Motorzylinder zu zünden. Des weiteren berechnet die CPU 16 im Schritt 112 einen Zielöffnungsgrad des EGR-Ventils 40 gemäß der Ziel-EGR-Menge. Dann schätzt im Schritt 113 die CPU 16 eine EGR-Rate. Die geschätzte EGR-Rate wird bei der Berechnung des Drosselöffnungsgrads verwendet, die im Schritt 108 durchgeführt wird. Als nächstes betätigt die CPU 16 im Schritt 114 das EGR- Ventil 40, um den Zielöffnungsgrad zu erreichen, wodurch eine tatsächliche EGR-Menge der Ziel-EGR-Menge angeglichen wird.

Während der homogenen Verbrennungsbetriebsart liest bei den Schritten 115 und 116 die CPU 16 eine Ausgabe des Luftdurchflussmessgeräts 13 (insbesondere des Luftdurchflussbetrags, der durch die Drossel läuft) und eine Ausgabe des Ansaugdrucksensors 18 (insbesondere einen Ansaugdruck Pm) ein, um sowohl den Luftdurchflussbetrag, der durch die Drossel 15 läuft, als auch den Ansaugdruck Pm zu erfassen. Der erfasste Ansaugdruck Pm wird verwendet, um den Pumpverlust zu berechnen, der im Schritt 102 erforderlich ist, um die angezeigte Drehmomentanforderung zu erhalten. Der Pumpverlust kann auf der Grundlage des Ansaugdrucks Pm und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder gemäß einer vorbestimmten Form berechnet werden.

Nach dem Erfassen der Luftdurchflussmenge, die durch die Drossel 15 läuft, und des Ansaugdrucks Pm, schreitet die CPU 16 zum Schritt 117 fort, um eine geschätzte Zylinderluftmenge unter Verwendung eines Zylinderluftmengenschätzmodells auf der Grundlage der Luftdurchflussmenge, die durch die Drossel 15 läuft, eines Ansaugdrucks Pm und der Motordrehzahl Ne zu berechnen. Bei dem nächsten Schritt 118 berechnet die CPU 16 die Zielkraftstoffmenge durch Teilen der geschätzten In- Zylinderluftmenge (Luftmenge in dem Zylinder) durch das Ziel- Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Dann berechnet beim Schritt 119 die CPU die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge durch Multiplizieren der Zielkraftstoffmenge mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten (z. B. dem Wassertemperaturkorrekturkoeffizient, dem Rückführkorrekturkoeffizient, dem Lernkorrekturkoeffizient usw.). Darauf führt die CPU 16 im Schritt 120 dem Kraftstoffeinspritzventil 21 den Einspritzimpuls mit einer Pulsbreite entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge jedes Zylinders zu, um die vorgesehene Kraftstoffmenge in den Zylinder bei dem Ansaugtakt einzuspritzen. Durch den oben beschriebenen Regelvorgang betreibt die CPU 16 den Motor 11 gemäß der homogenen Verbrennungsbetriebsart, bei der Kraftstoff direkt in den Zylinder bei dem Ansaugtakt eingespritzt wird, um ein einheitliches oder homogenes Gemisch in dem Zylinder auszubilden, um die einheitliche oder homogene Verbrennung zu realisieren.

Wenn andererseits die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, schreitet die CPU 16 vom Schritt 104 zu Schritt 121, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Im Schritt 121 ermittelt die CPU 16 ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung, die in Schritt 102 erhalten wird, und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen. Des weiteren ermittelt die CPU 16 die Ziel-EGR-Menge gemäß den Motorbetriebsbedingungen. Dann schreitet die CPU 16 zum Schritt 122 fort, um die angezeigte Drehmomentanforderung, die im Schritt 102 erhalten wird, auf der Grundlage des Luftkraftstoffverhältniswirkungsgrads gemäß der folgenden Formel zu korrigieren.

Angezeigte Drehmomentforderung (nach Korrektur) = Angezeigte Drehmomentanforderung/Luft-Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad)

Nachfolgend schreitet die CPU 16 zu Schritt 123 fort, um die Zielluftmenge auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung (nach der Korrektur) und der Motordrehzahl Ne unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen zu berechnen. Dann berechnet im Schritt 124 die CPU die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge durch Multiplizieren der Zielkraftstoffmenge mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten (z. B. dem Wassertemperaturkorrekturkoeffizient, dem Rückkoppelungskorrekturkoeffizient, dem Lernkorrekturkoeffizient usw.). Darauf führt in Schritt 125 die CPU 16 dem Kraftstoffeinspritzventil 21 jedes Zylinders den Einspritzimpuls mit einer Pulsbreite entsprechend der endgültigen Kraftstoffeinspritzmenge zu, um die vorgesehene Kraftstoffmenge in den Zylinder bei dem Verdichtungstakt einzuspritzen. Über den oben beschriebenen Regelvorgang betreibt die CPU 16 den Motor 11 gemäß der geschichteten Verbrennungsbetriebsart, bei der der Kraftstoff direkt in die Zylinder bei dem Verdichtungstakt eingespritzt wird, um ein geschichtetes Gemisch in dem Zylinder zu bilden, um die geschichtete Verbrennung zu realisieren.

Des weiteren erhält gemäß der geschichteten Verbrennungsbetriebsart die CPU 16 die Zielluftmenge durch Multiplizieren des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Zielkraftstoffmenge (Schritt 126) und berechnet den Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad unter Verwendung des inversen Luftmodells auf der Grundlage der Zielluftmenge, der Motordrehzahl Ne usw. (Schritt 127). Des weiteren führt die CPU 16 das Regelsignal, das den berechneten Anweisungswert für den Drosselöffnungsgrad darstellt, dem Motor 14 des elektronischen Drosselsystems zu. Der Motor 14 regelt den Öffnungsgrad des Drosselventils 15 gemäß dem Regelsignal (Schritt 128). Darüber hinaus berechnet die CPU 16 in Schritt 129 einen Zielöffnungsgrad des EGR-Ventils 40 gemäß der Ziel-EGR-Menge. Dann schätzt die CPU 16 in Schritt 130 eine EGR-Rate. Die geschätzte EGR-Rate wird bei der Berechnung des Drosselöffnungsgrads verwendet, die in Schritt 127 durchgeführt wird. Als nächstes betätigt die CPU 16 in Schritt 131 das EGR- Ventil 40, um den Zielöffnungsgrad zu erreichen, wodurch eine tatsächliche EGR-Menge an die Ziel-EGR-Menge angeglichen wird. Des weiteren berechnet die CPU 16 in Schritt 132 die Zündzeitabstimmung gemäß den Motorbetriebsbedingungen unter Bezugnahme auf eine vorbereitete Abbildung oder dergleichen. Dann betätigt die CPU 16 in Schritt 133 den (nicht gezeigten) Zünder bzw. die Zündvorrichtung synchron mit der berechneten Zündzeitabstimmung, um das geschichtete Gemisch in dem Motorzylinder zu zünden.

Wie oben beschrieben ist, zieht das Regelsystem für den Zylindereinspritzmotor 11 dieses Ausführungsbeispiels die Drehmomentschwankung im Ansprechen auf Regelparameter (zum Beispiel zumindest des Drosselöffnungsgrads und der EGR-Menge) zum Einstellen in Betracht, um stabile Verbrennungsbedingungen vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten. Schließlich wird bei der geschichteten Verbrennungsbetriebsart die Zielkraftstoffmenge korrigiert, um die Drehmomentschwankung zu unterdrücken (Schritte 122 und 123). Bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart wird die Zielluftmenge korrigiert, um die Drehmomentschwankung zu unterdrücken (Schritte 106 und 107). Folglich wird es möglich, die Drehmomentschwankung zu unterdrücken, während die Verbrennungsstabilität erhalten wird, und ebenso wird es möglich, die Fahrbarkeit bzw. die Fahreigenschaften zu verbessern.

Allgemein stellt die homogene Verbrennungsbetriebsart eine stabile Verbrennung in einem relativ breiten Bereich der Zündzeitabstimmung sicher. Folglich kann die Korrektur der Zündzeitabstimmung verwendet werden, um die Drehmomentschwankung zu unterdrücken. Die Zündzeitabstimmungskorrektur ist hervorragend hinsichtlich der Ansprechgeschwindigkeit im Vergleich mit der Luftmengenkorrektur. Dem entsprechend ist die Ermittlung der Zündzeitabstimmungskorrektur wirksam, um die Drehmomentschwankung bei einer Situation geeignet zu unterdrücken, bei der die Luftmengenkorrektur nicht schnell ansprechen kann.

Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel wird die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage des Drehmomentwirkungsgrads (insbesondere des Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrads, des Zündzeitpunktswirkungsgrads) korrigiert, um im wesentlichen die Zielluftmenge und die Zielkraftstoffmenge zu korrigieren. Jedoch ist es anstelle des Korrigierens der angezeigten Drehmomentanforderung auf der Grundlage des Drehmomentwirkungsgrads möglich, die Zielluftmenge und die Zielkraftstoffmenge gemäß dem Drehmomentwirkungsgrad direkt zu korrigieren, nachdem die Zielluftmenge und die Zielkraftstoffmenge berechnet sind.

Des weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Einspritzmotor beschränkt und kann daher auf den Magergemischmotor oder auf den Ansauganschlusseinspritzmotor angewendet werden. Wenn zum Beispiel die vorliegende Erfindung auf den Magergemischmotor angewendet wird, wird es möglich, die Drehmomentschwankung zu unterdrücken, die bei dem Schalten zwischen dem Magerbetrieb und dem stoichiometrischen/reichen (fetten) Betrieb auftritt. Wenn des weiteren die vorliegende Erfindung auf den Ansauganschlusseinspritzmotor angewendet wird, wird es möglich, die Drehmomentschwankung zu unterdrücken, die bei dem Schalten zwischen einer spezifischen Zündzeitabstimmungsregelung zum Zweck des Katalysatoraufheizens oder aus anderen Gründen und der gewöhnlichen Zündzeitabstimmungsregelung auftritt. Kurz gesagt kann die vorliegende Erfindung mit jeder Bauart von Motoren ausgeführt werden. Wenn ein subjektiver Regelparameter, der eine merkliche Drehmomentschwankung verursacht, gemäß den Motorbetriebsbedingungen geändert wird, dann wird der Drehmomentschwankungsbetrag, der durch die Einstellung dieses Regelparameters verursacht werden soll, in einen Änderungsbetrag eines Zusatzregelungsparameters umgewandelt, der für den subjektiven Regelparameter nicht relevant ist. Der Zusatzregelparameter wird geregelt, um die Drehmomentschwankung zu löschen bzw. zu beheben, die durch die Änderung des subjektiven Regelparameters verursacht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es beim Berechnen der angezeigten Drehmomentanforderung möglich, weitere Verluste oder Lasten außer dem dynamischen Verlust, dem internen Verlust und der externen Last zu addieren, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dagegen ist es für den Zweck der Vereinfachung der Berechnung möglich, einen Teil des dynamischen Verlusts, des internen Verlusts und der externen Last zu löschen, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beabsichtigen gemäß der Beschreibung nur darstellend und nicht beschränkend zu sein, da der Anwendungsbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche eher definiert ist, als durch die Beschreibung. Alle Änderungen, die innerhalb der Grenzen der Ansprüche liegen oder äquivalente solcher Grenzen sollen daher durch die Ansprüche umfasst werden.

Somit ist mit der vorliegenden Erfindung, die Drehmomentschwankung zu unterdrücken, die durch die Änderung von Regelparametern (z. B. eines Drosselöffnungsgrads, einer EGR- Menge usw.) zur Einstellung verursacht wird, um die stabilen Verbrennungsbedingungen vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart zu erhalten. Letztendlich wird bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage des Drehmomentwirkungsgrads (sowohl des Luft-Kraftstoff- Verhältniswirkungsgrads als auch des Zündzeitabstimmungswirkungsgrads), wodurch die Zielluftmenge gemäß der korrigierten angezeigten Drehmomentanforderung korrigiert wird. Des weiteren wird bei der geschichteten Verbrennungsbetriebsart die angezeigte Drehmomentanforderung auf der Grundlage des Drehmomentwirkungsgrads (nur der Luft- Kraftstoff-Verhältniswirkungsgrad) korrigiert, wodurch die Zielkraftstoffmenge gemäß der korrigierten angezeigten Drehmomentanforderung korrigiert wird. Des weiteren ist es bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart möglich, die Drehmomentschwankung durch Durchführen der Zündzeitabstimmungskorrektur zusätzlich zu der Zielluftmengenkorrektur zu unterdrücken.

Claims (9)

1. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor mit:
einer Beurteilungseinrichtung (51) zum Beurteilen eines von einem Fahrer angeforderten Drehmomentbetrags; und
einer Regeleinrichtung (52 bis 55) zum Regeln von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage des angeforderten Drehmomentbetrags;
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung (55-­ 57) vorgesehen ist, die auf eine Einstellung eines subjektiven Regelparameters anspricht, der eine merkliche Drehmomentschwankung gemäß den Motorbetriebsbedingungen verursacht, um einen Drehmomentschwankungsbetrag, der durch die Einstellung des subjektiven Regelparameters verursacht wird, in einen äquivalenten Einstellungsbetrag eines Zusatzregelparameters umzuwandeln, der für die Einstellung des subjektiven Regelparameters nicht relevant ist, und um den Zusatzregelparameter durch den äquivalenten Einstellungsbetrag zu ändern, um den verursachten Drehmomentschwankungsbetrag zu unterdrücken.

2. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Verbrennungsbetriebsartschalteinrichtung (52) zum Auswählen von entweder einer geschichteten Verbrennungsbetriebsart oder einer homogenen Verbrennungsbetriebsart gemäß den Motorbetriebsbedingungen, so dass Kraftstoff direkt in einen Zylinder bei einem Verdichtungstakt eingespritzt wird, um eine geschichtete Verbrennung zu verursachen, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und bei einem Ansaugtakt, um eine homogene Verbrennung zu verursachen, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist,
wobei die Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung (56, 57) die Drehmomentschwankung im Ansprechen auf eine Änderung eines Regelparameters unterdrückt, der eingestellt wird, um eine stabile Verbrennungsbedingung vor und nach dem Schalten der Verbrennungsbetriebsart durch Korrigieren einer Kraftstoffmenge zu erhalten, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und durch Korrigieren einer Luftmenge und/oder einer Zündzeitabstimmung zu erhalten, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist.

3. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentschwankungsunterdrückungseinrichtung (56, 57) den angeforderten Drehmomentbetrag korrigiert, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag in die Kraftstoffmenge bei der geschichteten Verbrennungsbetriebsart umgewandelt wird, und den angeforderten Drehmomentbetrag korrigiert, wenn der angeforderte Drehmomentbetrag in die Luftmenge bei der homogenen Verbrennungsbetriebsart umgewandelt wird.

4. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart mit:
einer Verbrennungsbetriebsartschalteinrichtung (52) zum Wählen von entweder einer geschichteten Verbrennungsbetriebsart oder einer homogenen Verbrennungsbetriebsart gemäß Motorbetriebsbedingungen, so dass Kraftstoff direkt in einen Zylinder bei einem Verdichtungstakt eingespritzt wird, um die geschichtete Verbrennung zu verursachen, wenn die geschichtete Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, und bei einem Ansaugtakt, um die homogene Verbrennung zu verursachen, wenn die homogene Verbrennungsbetriebsart gewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Regeleinrichtung (54) der geschichteten Verbrennungsbetriebsart zum Erhalten einer Zielkraftstoffmenge auf der Grundlage eines angezeigten angeforderten Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor während der geschichteten Verbrennungsbetriebsart erzeugt werden soll, ebenso wie auf der Grundlage einer Motordrehzahl, und zum Erhalten anderer Regelparameter durch Verwenden der Zielkraftstoffmenge vorgesehen ist; und
eine Regeleinrichtung (53) der homogenen Verbrennungsbetriebsart zum Erhalten einer Zielluftmenge auf der Grundlage eines angezeigten angeforderten Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor während der homogenen Verbrennungsbetriebsart erzeugt werden soll, ebenso wie auf der Grundlage einer Motordrehzahl und zum Erhalten anderer Regelparameter durch Verwenden der Zielluftmenge vorgesehen ist.

5. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung zum Berechnen des angezeigten angeforderten Drehmoments vorgesehen ist, und
jede der Regeleinrichtung (54) der geschichteten Verbrennungsbetriebsart und der Regeleinrichtung (53) der homogenen Verbrennungsbetriebsart die von der Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung erhaltene angezeigte Drehmomentanforderung verwendet.

6. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnissetzeinrichtung (55) zum Setzen eines Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl vorgesehen ist,
die Regeleinrichtung (54) der geschichteten Verbrennungsbetriebsart eine Zielluftmenge und einen Zieldrosselöffnungsgrad auf der Grundlage des Ziel-Luft- Kraftstoff-Verhältnisses, das von der Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnissetzeinrichtung (55) ermittelt wird, ebenso wie auf der Grundlage der Zielkraftstoffmenge berechnet, und
die Regeleinrichtung (53) der homogenen Verbrennungsbetriebsart eine Zielkraftstoffmenge auf der Grundlage des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das von der Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnissetzeinrichtung (55) ermittelt wird, ebenso wie auf der Grundlage eines Erfassungswerts oder eines geschätzten Werts einer tatsächlichen Luftmenge berechnet.

7. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor mit:
einer Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung zum Berechnen eines angezeigten angeforderten Drehmoments, das von dem Verbrennungsmotor erzeugt werden soll, zum Regeln des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der angezeigten Drehmomentanforderung;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung die angezeigte Drehmomentanforderung unter Berücksichtigung eines dynamischen Drehmomentverlusts (= Ie.dωe/dt), der durch eine Trägheitskraft im Ansprechen auf eine Änderung einer Motordrehzahl verursacht wird, zusätzlich zu einem statischen Drehmomentverlust (= Tlm + Tlp) des Verbrennungsmotors berechnet.

8. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung den dynamischen Drehmomentverlust (= Ie.dωe/dt) durch Multiplizieren eines Trägheitsmoments eines Drehelements berechnet, das sich synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einer Drehwinkelbeschleunigung dreht.

9. Regelgerät für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (51) der angezeigten Drehmomentanforderung die angezeigte Drehmomentanforderung durch Addieren eines angeforderten Achsendrehmoments, des dynamischen Drehmomentverlusts, des statischen Drehmomentverlusts und eines externen Lastmoments eines an dem Verbrennungsmotor installiertem Zubehörteils oder dergleichen erhält.