DE102004024161B4

DE102004024161B4 - Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102004024161B4
Application number: DE102004024161A
Authority: DE
Inventors: Katsutoshi Toyota Tanei; Masanao Toyota Idogawa; Rihito Toyota Kaneko; Kenji Toyota Kasashima; Noboru Toyota Takagi; Isao Toyota Takagi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-05-15
Also published as: US20050005908A1; CN100587244C; JP2005147112A; JP4357284B2; DE102004024161A1; CN1550652A; US6910461B2

Abstract

Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der Leistung durch Verbrennen einer Mischung von Luft und Kraftstoff erzeugt, wobei das Verfahren die Schritte
– Ausführen einer Klopfsteuerung zum Einstellen eines Zündzeitpunkts, an dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird, gemäß dem Auftreten eines Klopfens in dem Motor, und
– Ausführen einer Steuerung einer variablen Ventilbetätigung zum Einstellen der Ventilbetätigung, welches eine Betätigung eines Ventils des Motors gemäß dem Auftreten eines Klopfens des Motors ist, umfasst,
– wobei aus den Ergebnissen der Klopfsteuerung ein Grad einer Veränderung des Zündzeitpunkts aufgrund des Anhaftens von Abscheidungen in dem Motor ermittelt wird, um ein vorgegebenes Niveau des Klopfens nicht zu überschreiten, und wobei, basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts, ein gesetzter Wert der Ventilbetätigung bei der Steuerung der variablen Ventilbetätigung verändert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere, eine Steuerungsvorrichtung, die geeigneterweise auf einen Verbrennungsmotor anwendbar ist, welcher beides durchführt, eine Klopfsteuerung zum Einstellen eines Zündzeitpunkts und eine Steuerung einer variablen Ventilbetätigung für ein Motorventil gemäß dem Auftreten des Klopfens.
In einem Verbrennungsmotor werden, abhängig von dessen Verwendung, von unverbranntem Kraftstoff, von am Kolben vorbei strömendem Verbrennungsgas, von einem Schmiermittel oder dergleichen Abscheidungen allmählich auf einem Einlaßkanal, einem Einlaßventil, einem Kolben oder dergleichen abgeschieden werden. Es ist bekannt, daß solch eine Erhöhung in der Menge von Abscheidungen zum Beispiel zu einer Abnahme in dem wesentlichen Volumen einer Verbrennungskammer führt und einer damit in Verbindung stehenden Erhöhung eines Innenzylinderkompressionsdrucks während der Verbrennung, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Klopfens erhöht wird.
Im Allgemeinen wird für den Verbrennungsmotor eine Klopfsteuerung durchgeführt, um das Auftreten eines Klopfens unter Verwendung eines Klopfsensors zu ermitteln und den Zündzeitpunkt auf den Resultaten der Ermittlung basierend einzustellen. Die Klopfsteuerung unterdrückt das Auftreten eines Klopfens durch Verzögern des Zündzeitpunkts, wenn das Auftreten eines Klopfens hoch ist, während der Zündzeitpunkt vorgezogen wird, wenn das Auftreten gering ist.
Andererseits wurden in den vergangenen Jahren Verbrennungsmotoren mit einem Mechanismus einer variablen Ventilbetätigung, die die Ventilbetätigung von Motorventilen variieren kann, d. h. Einlaß- oder Auslaßventilen, der praktischen Verwendung zu geführt wurden, zum Beispiel ein Mechanismus der variablen Ventilsteuerung, die eine Ventilsteuerung für die Motorventile variieren kann, und einen Mechanismus für einen variablen Ventilhub, der die Größe des Ventilanhubs der Motorventile variieren kann. Solch ein Verbrennungsmotor mit einem Mechanismus zur variablen Ventilbetätigung kann das tatsächliche Kompressionsverhältnis des Motors durch Einstellen der Ventilbetätigung der Motorventile herabsetzen. Somit kann der Verbrennungsmotor mit dem Mechanismus der variablen Ventilsteuerung auch das Auftreten von Klopfen dadurch unterdrücken, daß dem Mechanismus zur variablen Ventilbetätigung erlaubt wird, das tatsächliche Kompressionsverhältnis zu reduzieren, um eine durch Abscheidung hervorgerufene Erhöhung des Innenzylinderkompressionsdrucks zu vermeiden.
Somit ist im Stand der Technik eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen worden, die eine Klopfsteuerung für den Zündzeitpunkt basierend auf den Resultaten der Bestimmung durch den Klopfsensor durchführt und die auch dem Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung erlaubt die variable Steuerung der Ventilbetätigung auf der Basis der Resultate der Bestimmung durch den Klopfsensor durchzuführen, wie in der japanischen Patentoffenlegung JP 8-338272 A dargelegt.
Mit der in der japanischen Patentoffenlegung JP 8-338272 A beschriebenen Steuervorrichtung wird der Zündzeitpunkt auf der Basis der Bestimmung des Auftretens des Klopfens durch den Klopfsensor verzögert. Andererseits wird die Größe der Verzögerung der Ventilsteuerung des Einlaßventils, die durch den Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung durchgeführt wird, gemäß der Intensität des durch den Klopfsensor ermittelten Klopfens festgelegt. Eine solche Steuervorrichtung kann das Auftreten des Klopfens wirksam auf der Basis des Multiplikatoreffekts der Verzögerung des Zündzeitpunkts und der Ventilsteuerung verhindern.
Ist der Zündzeitpunkt einmal durch die Klopfsteuerung verändert, werden die dazugehörigen Werte der Ventilbetätigung der Motorventile ebenfalls verändert. Somit können, wenn der Zündzeitpunkt und die Ventilbetätigung einmal individuell verändert worden sind, wie in dem Fall der obigen, herkömmlichen Steuervorrichtung, die festgelegten Werte der Ventilbetätigung von den angemessenen Werten bei denn gegenwärti gen Motorbetriebszustand abweichen. Als ein Ergebnis kann die ansonsten erfolgreich bereitgestellte Leistung des Motors nicht adäquat bis an dessen Grenzen genossen werden. Obwohl die herkömmliche Steuervorrichtung wirksam bei der Verhinderung des Auftretens eines Klopfens ist, ist die Ventilbetätigung somit nicht ausreichend optimiert, um so mit Veränderungen im Motorbetriebszustand zu bewältigen, welche Veränderungen im Zündzeitpunkt begleiten. Aus diesem Grund läßt die herkömmliche Steuervorrichtung immer noch Raum für Verbesserungen hinsichtlich Fahrleistung oder dergleichen.
DE 101 06 169 A1 offenbart eine Steueranordnung sowie ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder mit einem Einlass- und einem Auslassventil mit voll-variablem Ventiltrieb. In der Steueranordnung ermittelt eine Motorsteuereinrichtung Sollwerte, betreffend eine Frischgasfüllung, eine interne Restgasfüllung, eine Momentenreduktion, eine AGR-Steuerstrategie und eine Füllungsstrategie. Ferner ist eine Übertragungseinrichtung vorgesehen, die die mittels der Motorsteuereinrichtung ermittelten Sollwerte kurbelwinkelsynchron zu einer Ventilsteuereinrichtung überträgt. Die Ventilsteuereinrichtung steuert den voll-variablen Ventiltrieb des Einlass- und Auslassventils des Zylinders der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der von der Motorsteuereinrichtung ermittelten Sollwerte.
JP 2002-257020 A offenbart eine Zündzeitpunkt-Steuerungsvorrichtung die einen MBT-Grundwert und einen Klopf-Grundwert basierend auf der Motorgeschwindigkeit und der Last des Verbrennungsmotors berechnet. Die Kontrollstelle des VVT-Mechanismus und Korrekturpunkte, wie die Einlasstemperatur, die Kühlwassertemperatur und die korrigierte und in Übereinstimmung mit dem Fahrzeuglaufzustand zu erhöhende Kraftstoffmenge, werden basierend auf einer Veränderung in jedem Motorparameter getrennt nach Korrekturpunkten (VVTm, tham, thwm), bezogen auf den MBT-Grundwert und Korrekturpunkten (VVTk, thak, thwk, Qk), bezogen auf den Klopf-Grundwert, berechnet. Durch getrenntes Korrigieren des MBT-Grundwerts und des Klopf-Grundwerts gemäß eines jeden Korrekturpunkts, werden ein MBT-Zündzeitpunkt und ein Klopfzündzeitpunkt berechnet. Außerhalb des MBT-Zündzeitpunkts und des Klopfzündzeitpunkts wird der Zeitpunkt auf der stärker verzögerten Seite als Steuerungs-Grundwert festgelegt.
JP 11-036906 A offenbart einen für ein Einlassventil verwendeten, derartigen veränderbaren Ventil-Antriebsmechanismus, dass der Arbeitswinkel verändert wird, bei dem entsprechend der Schließzeitpunkt erheblich verändert werden kann, während der Öffnungszeitpunkt im Wesentlichen gleich gehalten wird. Während hoher Temperatur und hoher Belastung des Motors wird eine durch einen Klopfsensor erfasste Klopffrequenz erhöht und der Zündzeitpunkt verzögert und gleichzeitig wird ein Aktuator betrieben, so dass der Arbeitswinkel vergrößert wird. Wenn der Öffnungszeitpunkt des Einlassventils verzögert wird, wird die derzeitige Verdichtungsrate zum Verhindern des Klopfens verringert. Wenn der Arbeitswinkel auf einen gewünschten Wert verändert wird, wird der Zündzeitpunkt auf seinen ursprünglichen Wert angehoben, wodurch es möglich wird, einen Anstieg der Abgastemperatur zu verhindern.
EP 1 223 319 A1 offenbart ein Verbrennungssteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit Zündkerzenzündung, die eine veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung, die ein Verdichtungsverhältnis des Motors verändert einschließt, und einen Sensor, der die Motordrehzahl und die Motorbelastung erfasst, zumindest eine von einer veränderbaren Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung, die gleichzeitig stufenlos einen Ventilhub des Einlassventils des Motors und einen Arbeitswinkel des Einlassventils verändert, und einer veränderbaren Phasen-Steuerungsvorrichtung, die eine Winkelphase an einem Zentralwinkel entsprechend eines maximalen Ventilhubpunktes des Einlassventils verändert. Ebenso wird eine Steuerungseinheit bereitgestellt, die wahlweise die veränderbare Kolben-Hubcharakteristik-Vorrichtung oder zumindest eine, die veränderbare Hub- und Arbeitswinkel-Steuervorrichtung oder die veränder-bare Phasen-Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorbelastung steuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die mit Abscheidungen verbundene Probleme wirksamer löst.
Zum Erreichen der vorstehenden und anderer Aufgaben und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Der Motor erzeugt Energie (Leistung) durch Verbrennung einer Mischung von Luft und Kraftstoff. Die Vorrichtung führt eine Klopfsteuerung zum Einstellen eines Zündzeitpunkts durch, an dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird, und eine Steuerung der variablen Ventilbetätigung zum Einstellen einer Ventilbetätigung, welches eine Betätigung eines Ventils des Motors ist, wobei dies gemäß dem Auftreten eines Klopfens im Motor erfolgt. Die Vorrichtung bestimmt die Größenordnung (den Grad) einer Veränderung des Zündzeitpunkts aufgrund des Anhaftens von Abscheidungen in dem Motor basierend auf den Ergebnissen der Klopfsteuerung. Basierend auf der Größenordnung der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert die Vorrichtung einen gesetzten Wert der Ventilbetätigung in der Steuerung der variablen Ventilbetätigung.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors bereit. Der Motor erzeugt Leistung durch Verbrennen einer Mischung von Luft und Kraftstoff. Das Verfahren schließt folgende Verfahrensschritte ein: Durchführung einer Klopfsteuerung zum Einstellen eines Zündzeitpunkts, an dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird, gemäß dem Auftreten eines Klopfens in dem Motor; Durchführen einer Steuerung der variablen Ventilbetätigung zum Einstellen einer Ventilbetätigung, welches eine Betätigung eines Ventils des Motors gemäß dem Auftreten eines Klopfens in dem Motor ist; Bestimmen der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts aufgrund des Anhaftens von Abscheidungen in dem Motor basierend auf den Ergebnissen der Klopfsteuerung; und Verändern eines gesetzten Werts der Ventilbetätigung in der Steuerung der variablen Ventilbetätigung basierend auf der Größenordnung der Veränderung des Zündzeitpunkts.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, zusammen genommen mit den beigefügten Figuren, welche in den folgenden Beispielen die Prinzipien der Erfindung erläutert.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen derselben, kann am besten mittels Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Figuren verstanden werden worin:
1 eine schematische Ansicht ist, die die Konfigurationen eines Verbrennungsmotors und dessen Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Perspektivansicht eines in dem Verbrennungsmotor in 1 angeordneten Mechanismus der variablen Ventilsteuerung ist;
3 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen einem MBT-Punkt und einem Klopf-Grenzpunkt und den am stärksten verzögerten Zündzeitpunkt mit Bezug auf eine Motorgeschwindigkeit zeigt;
4 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel einer Klopfsteuerung zeigt;
5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Steuerung der Ventilverstellung zeigt;
6 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Berechnungstabelle für eine obere Begrenzung der Größe des Vorverlegens der VVT (variablen Ventilsteuerung) zeigt;
7 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Berechnungstabelle für eine Basis eines zweiten Klopf-Grenzpunkts zeigt;
8 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen einem Korrekturfaktor des Vorverlegensder VVT und einer tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT zeigt;
9 ein Diagramm ist, das das Verhältnis zwischen Parametern zeigt, die sich auf die Steuerung des Zündzeitpunkts und die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT beziehen;
10(a) bis 10(e) Diagramme sind, die die Wirkungen von Variationen in der Ventilsteuerung für ein Einlaßventil am Klopf-Grenzpunkt erläutern;
11 ein Diagramm ist, das die Variationen im Klopf-Grenzpunkt mit Bezug auf die Ventilsteuerung für das Einlaßventil erläutern;
12 ist ein Diagramm, das Variationen im MBT-Grenzpunkt mit Bezug auf die Ventilsteuerung für das Einlaßventil erläutert;
13 ein Diagramm ist, das Variationen im Klopf-Grenzpunkt und MBT Punkt mit Bezug auf die Ventilsteuerung für ein Abgasventil erläutern;
14 ein Diagramm ist, das eine Berechnung einer Größe der Veränderung eines MPT Punkt gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
15(a) ein Diagramm ist, das eine Berechnung der Größe der Variation eines Klopf-Grenzpunkts in einem niedrigen bis mittleren Lastbereich erläutert;
15(b) ein Diagramm ist, das eine Berechnung der Größe der Variation des Klopf-Grenzpunkts in einem Hochlastbereich erläutert.
16 ein Schaubild ist, das auf konzeptionelle Weise die Art der Verteilung der Größe eines Auffrischens eines Lernwerts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ein Diagramm ist, das das Festlegen eines verbotenen Bereichs des Ratenlernens erläutern;
18 ein Flußdiagramm eines Prozesses des Auffrischens eines Lernwerts ist; und
19 ein Diagramm, das das Festlegen eines verbotenen Bereichs eines Ratenlernens gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutern.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum Durchführen eines Verfahrens zur Steuerung eines Verbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Wie in 1 dargestellt umfaßt ein Verbrennungsmotor 10, auf den die vorliegende Ausführungsform angewendet wird, einen Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung 11, der eine Ventilsteuerung für ein Einlaßventil 12 als einstellbaren Mechanismus variieren kann, der eine Ventilbetätigung (dynamisches Verhalten) von Motorventilen variieren kann. Eine Verbrennungskammer 13 des Verbrennungsmotors 10 ist mit einer Zündkerze 14 versehen, die eine Mischung von Luft und Kraftstoff zündet und verbrennt, welche in die Verbrennungskammer 13 angesaugt worden ist, und mit einem Klopfsensor 15, der das Auftreten eines der Verbrennung der Mischung begleitenden Klopfens ermittelt.
Eine elektronische Steuereinheit 16 führt verschiedene Arten von Steuerung durch, die sich auf den Betrieb des Verbrennungsmotors 10 beziehen. Die elektronische Steuereinheit 16 ist ein Computer, der eine CPU umfaßt, die die verschiedenen Arten der Steuerung durchführt, einen Speicher, der für die Steuerung erforderliche Information speichert, einen Ausgangsport, durch den ein Instruktionssignal an externe Einrichtungen ausgegeben werden, und andere Komponenten.
Verschiedene Sensoren sind mit dem Eingangsport der elektronischen Steuereinheit 16 verbunden, um einen Motorbetriebszustand zu ermitteln. Die Sensoren schließen zum Beispiel den Klopfsensor 15 ein, einen Kurbelwellensensor 17, der einen Kurbelwellenwinkel ermittelt, d. h. die Rotationsphase einer Kurbelwelle, einen Nockenwellensensor 18, der den Winkel einer Nockenwelle ermittelt, d. h. den Rotationswinkel einer Einlaßnockenwelle, und einen Drosselklappensensor 19, der den Grad einer Drosselventilöffnung ta ermittelt. Bestimmungssignale von diesen Sensoren werden der elektronischen Steuereinheit durch den Einlaßport eingegeben. Eine Motorgeschwindigkeit ne wird aus einem Bestimmungssignal des Kurbelwellensensors 17 bestimmt.
Andererseits verbindet der Auslaßport der elektronischen Steuereinheit 16 mit einem Antriebskreis für Betätigungselemente, die zur Steuerung des Motors erforderlich sind, wie den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 und einer Zündvorrichtung 14a, die eine Hochspannung erzeugt, die benötigt wird, damit die Zündkerze 14 eine Mischung zündet. Die elektronische Steuereinheit 16 steuert den Motor durch Steuerung der Betätigungselemente auf der Basis der Detektionssignale von den Sensoren.
Nun wird der Mechanismus der variablen Steuerung 11 mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Sektionsstruktur des Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 zeigt.
Wie in der Figur dargestellt, ist der Mechanismus der variablen Ventilsteuerung an einem Ende der Einlaßnockenwelle 30 angeordnet, auf der Nocken angeordnet sind, die ein Einlaßventil 12 öffnen und schließen. Der Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 ist grob aus einem Flügelrotor 31 und einem Gehäuse 32 zusammengesetzt.
Ein Nockenzahnrand 33 ist an dem Ende der Einlaßnockenwelle 30 angeordnet, an dem der Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 angeordnet ist, so daß das Nockenzahnrad 33 relativ zu der Einlaßnockenwelle 30 drehbar ist. Das Nockenzahnrad 33 ist über einen Zahnriemen 33a mit der Kurbelwelle verbunden. Das Gehäuse 32 ist fest eingebaut drehbar an dem Nockenzahnrad 33 befestigt.
Der Flügelrotor 31 ist im Inneren des Gehäuses 32 angeordnet, um so relativ zu dem Gehäuse 32 drehbar zu sein. Der Flügelrotor 31 ist drehbar an der Einlaßnockenwelle 30 befestigt. Eine Mehrzahl von Flügelblättern 34 sind auf dem äußeren Umfang des Flügelrotors 31 ausgebildet. Die Flügelblätter 34 sind in jeweiligen konkaven Abschnitten 35 angeordnet, die um den inneren Umfang des Gehäuses 32 ausgebildet sind, um so in Umfangsrichtung bewegbar zu sein. Druckkammern 36 und 37 sind an den jeweiligen Seiten eines jeden Flügelblatts 34 ausgebildet und durch die äußere Umfangsfläche des Flügelrotors 31 unterteilt, der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 32 und anderen.
Öl wird in jede der Druckkammer 36 und 37 geführt, so daß dessen Druck auf die Umfangsseiten des korrespondierenden Flügelblatts 34 wirkt. Abhängig von einem Unterschied im Öldruck zwischen den Druckkammern 36 und 37 wird Energie erzeugt, um den Flügelrotor 31 relativ zu dem Gehäuse 32 zu drehen.
Die Rotation des Flügelrotors 31 relativ zu dem Gehäuse 32 verändert die relative Rotationsphase der Einlaßnockenwelle 30 mit Bezug auf das Nockenzahnrad 33. Dies wiederum verändert die Rotationsphase der Nocken 30a, die das Einlaßventil 12 öffnen und schließen, relativ zu der Kurbelwelle. Somit wird auf der Basis der Steuerung des Öldrucks in den Druckkammern 36 und 37 die Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12 verändert.
<1> Zusammenfassung der Klopfsteuerung
In dem wie oben beschrieben konfigurierten Verbrennungsmotor 10 führt die elektronische Steuereinheit 16 eine Klopfsteuerung durch, die einen Zündzeitpunkt gemäß dem Auftreten eines Klopfens einstellt, das durch den Klopfsensor 15 ermittelt wurde. Nun wird eine kurze Beschreibung der Klopfsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Die Klopfsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Festlegen eines erforderlichen Zündzeitpunkts afin durchgeführt, d. h. eines Steuerungsinstruktionswerts für den Zündzeitpunkt, wie unten beschrieben. Hier wird der Zündzeitpunkt als Größe des Vorrückens [°CA] des Kurbelwellenwinkels mit Bezug auf den oberen Totpunkt eines Zylinders ausgedrückt, welches ein Zündziel ist.
(Berechnung einer Größe der maximalen Verzögerung akmax)
Zum Festlegen des erforderlichen Zündzeitpunkts afin, wenn zunächst ein maximal vorverlegter Zündzeitpunkt absef und ein maximal verzögerter Zündzeitpunkt almf berechnet; der maximal vorverlegte Zündzeitpunkt ist ein Grenzwert auf der Vorrückseite des Setzbereichs des erforderlichen Zündzeitpunkts afin für die Klopfsteuerung, wobei der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf ein Grenzwert auf der Verzögerungsseite ist. Dann wird auf der Basis dieser Werte die Größe der maximalen Verzögerung akmax für den erforderlichen Zündzeitpunkt afin mit Bezug auf den maximal vorgerückten Zündzeitpunkt absef während der Klopfsteuerung berechnet.
Der maximal vorverlegte Zündzeitpunkt absef wird auf der Basis eines MBT-Punkts ambt und eines ersten Klopf-Grenzpunkts aknok1 berechnet. Insbesondere wird, wie in der nachfolgenden Gleichung (1) dargestellt, einer von dem MBT-Punkt ambt und dem ersten Klopf-Grenzpunkt aknok1, der näher an dem Punkt der signifikantesten Verzögerung ist, als der maximal vorverlegte zum Zeitpunkt absef gesetzt. absef = min(ambt, aknok1) (1)
Der MBT-Punkt zeigt den Zündzeitpunkt an (Zündzeitpunkt des maximalen Drehmoments), der unter den gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen das maximale Drehmoment liefert. Der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 gibt den Wert der Grenze des Vorverlegens (Klopf-Grenzwert-Zündzeitpunkt) des Zündzeitpunkts an, an dem ein Klopfen unter den angenommen besten Bedingungen auf ein erlaubtes Level oder darunter verringert werden kann, wenn ein hochoktaner Kraftstoff mit einem großen Klopf-Grenzwert verwendet wird. Der MBT-Punkt ambt und der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 werden unter Berücksichtigung der gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit ne gesetzt, einer Motorlast, dem Setzen der Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12, das durch den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 ausgeführt wird, und dergleichen. Spezifische Weisen der Berechnung dieser Werte werden später beschrieben.
Andererseits wird der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf als der Indexwert des Zündzeitpunkts festgelegt, mit dem ein Klopfen sogar unter den angenommenen schlechtesten Bedingungen adäquat auf ein erlaubtes Level oder niedriger reduziert werden kann. Insbesondere wie in der nachfolgenden Gleichung (2) dargestellt, wird der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf als ein Wert gesetzt, der durch Verzögern eines zweiten Klopf-Grenzpunkts aknok2 für den Zündzeitpunkt um eine Größe gleich der Summe eines Terms depvt und einer gegenwärtigen Konstante RTD erhalten wurde. akmf = aknok2 – adepvt – RTD (2)
Der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 gibt die Grenze des Vorrückens (Klopf-Grenzpunkt-Zündzeitpunkt) des Zündzeitpunkts an, an dem ein Klopfen unter den angenommen besten Bedingungen auf ein erlaubtes Level oder niedriger verringert werden kann, wenn ein hochoktaner Kraftstoff mit einem niedrigen Klopf-Grenzwert verwendet wird. Der Wert des zweiten Klopf-Grenzwerts aknok2 wird unter Berücksichtigung der gegenwärtigen Motorgeschwindigkeit ne, der Motorlast, des Setzens der Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12, das durch den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 ausgeführt wird, und dergleichen gesetzt. Spezifische Weisen der Berechnung dieser Werte werden später beschrieben.
Die Abscheidungskorrekturgröße adepvt ist ein Indexwert, der auf die Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts basierend auf den gegenwärtigen Level von Abscheidungen in dem vorliegenden Verbrennungsmotor 10 hinweist. Eine spezifische Weise der Berechnung des Abscheidungskorrekturterms adepvt wird ebenfalls später beschrieben.
Die Größe der maximalen Verzögerung akmax wird aus dem maximal vorverlegten Zündzeitpunkt absef und dem maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf wie oben beschrieben, auf der Basis der nachfolgenden Gleichung (3) berechnet. akmax = absef – akmf (3)
3 zeigt die Beziehung zwischen der Motorgeschwindigkeit ne und jedem von dem maximal vorverlegten Zündzeitpunkt absef, dem maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf, der Größe der maximalen Verzögerung akmax und anderen, wobei oben beschriebene Abscheidungen nicht auftreten. Wie in dieser Figur dargestellt, variieren diese Werte mit der Motorgeschwindigkeit in einem Klopfbereich, in dem ein Klopfen das erlaubte Level überschreiten. In der vorliegenden Ausführungsform, wenn Abscheidungen beginnen abgeschieden zu werden, wird das Setzen das Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12, das über den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 erfolgt, entsprechend verändert. Dies verändert die oben gesetzten Werte entsprechend.
(Berechnung der erforderlichen Zündperiode afin)
Der erforderliche Zündzeitpunkt afin wird durch Bestimmen der Größe einer Verzögerung des Zündzeitpunkts aknk, d. h. der Größe der Verzögerung des erforderlichen Zündzeitpunkts afin, mit Bezug auf den maximal vorverlegten Zündzeitpunkt absef berechnet. Der Wert der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aknk wird auf der Basis der Größe der maximalen Verzögerung akmax, einem KCS Lernwert agknk und einem KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs wie in Gleichung (4) dargestellt, gesetzt. aknk = akmax – agknk + akcs (4)
Dann wird wie in der nachfolgenden Gleichung (5) dargestellt, der erforderliche Zündzeitpunkt afin durch Subtrahieren der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aknk von dem maximal vorverlegten Zündzeitpunkt absef gesetzt. D. h. der erforderliche Zündzeitpunkt afin wird durch Vorverlegen des maximal verzögerten Zündzeitpunkts akmf durch den KCS Lernwert agknk und dessen Verzögerung um den KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs wie in der nachfolgenden Gleichung (6) dargestellt, erhalten. Ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert werden für den erforderlichen Zündzeitpunkt afin gesetzt, so daß dieser sich über den maximal vorverlegten Zündzeitpunkt absef erhöht oder unter den maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf abnimmt. afin = absef – aknk (5) afin = akmf + agknk – akcs (6)
Der KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs wird gemäß dem Auftreten eines durch den Klopfsensor 15 ermittelten Klopfens gesetzt. Insbesondere wenn bestimmt wird, daß die ermittelte Größenordnung des Klopfens größer als ein festgelegter Bestimmungswert ist und somit gleich oder niedriger als das erlaubte Level, wird der KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs allmählich herabgesetzt.
Andererseits, wenn der absolute KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs für eine festgelegte Zeit oder länger größer als ein festgelegter Wert (|akcs| > A) verbleibt, wird der KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs aufgefrischt, so daß dessen Absolutwert allmählich abnimmt. Insbesondere wenn der KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs größer als ein bestimmter positiver Wert (akcs > A) bleibt, wird ein festgelegter Wert B von dem KCS Lernwert agknk subtrahiert. Weiterhin wird der festgelegte Wert B auch von dem KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs subtrahiert. Andererseits wird, wenn der KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs kleiner als ein bestimmter negativer Wert (akcs < –A) bleibt, der festgelegte Wert B zu jedem von dem KCS Lernwert agknk und dem KCS Rückkopplungskorrekturwert akcs addiert. Der auf diese Weise aufgefrischte KCS Lernwert agknk wird in einem Sicherungsspeicher der elektronischen Steuereinheit 16 gespeichert. Dieser Wert wird sogar während der Motor angehalten ist gespeichert.
Während der Klopfsteuerung wird ein Ratenlernwert rgknk gemäß dem Auftreten eines Klopfens aufgefrischt. Der Ratenlernwert rgknk wird als ein Indexwert gesetzt, der auf den oben beschriebenen Grad von Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor 10 hinweist. In diesem Fall wird in dem Zustand, in dem sich keine Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor ansammeln, mit dieser auf einen Wert 0 gesetzt. Der Zustand, in dem die Menge an Abscheidungen einen angenommenen Maximalwert erreicht, wird auf einen Wert 1 gesetzt. Somit wird der Grad an Abscheidungen durch den Ratenlernwert rgknk ausgedrückt.
Der Ratenlernwert rgknk wird als Anfangswert vor dem Transport auf 0 gesetzt, d. h., wenn keine Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor angesammelt sind. Nachfolgend nimmt der Ratenlernwert rgknk langsam gemäß dem Auftreten eines Klopfens innerhalb des Bereichs von 0 bis 1 einschließlich zu oder ab. Insbesondere wird der Ratenlernwert rgknk allmählich beständig mit dem Auftreten eines Klopfens erhöht. Der Ratenlernwert rgknk wird allmählich beständig mit dem Auftreten eines Klopfens reduziert. Wie der KCS Lernwert agknk wird der Ratenlernwert rgknk in dem Sicherungsspeicher der elektronischen Steuereinheit 16 gespeichert. Dieser Wert wird sogar während der Motor angehalten ist, gespeichert.
4 zeigt ein Beispiel der Weise einer solchen Klopfsteuerung. In dem dargestellten Beispiel wird das Einstellen des Zündzeitpunkts zu der Zeit t0 gemäß dem Auftreten eines Klopfens auf der Basis der Klopfsteuerung begonnen. Wenn die Klopfsteuerung gestartet wird, ist der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs auf 0 gesetzt worden, welches dessen Anfangswert ist. Der erforderliche Zündzeitpunkt afin ist auf einen Wert gesetzt worden, der durch Vorrücken des maximal verzögerten Zündzeitpunkts akmf um den KCS-Lernwert agknk erhalten wurde.
In dem dargestellten Beispiel wird, während der Periode zwischen der Zeit t0, zu der die Klopfsteuerung gestartet wird, und einer Zeit t1, das Auftreten eines Klopfens auf einem Level gleich oder größer als der Bestimmungswert nicht ermittelt. Somit wird der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs allmählich von dem Anfangswert 0 herabgesetzt, der beim Start der Klopfsteuerung gesetzt worden war. Dem entsprechend wird nach der Zeit t0 der erforderliche Zündzeitpunkt afin allmählich vorverlegt.
Nachfolgend, nach der Zeit t1, jedes Mal, wenn das Auftreten eines Klopfens auf einem Level gleich oder höher als der Bestimmungswert ermittelt wird, wird der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs in Inkrementen um einen festgelegten Wert erhöht. Während des Auftretens eines solchen Klopfens kontinuierlich ermittelt wird, wird somit der erforderliche Zündzeitpunkt afin in Schritten einer festgelegten Zeit vorverlegt.
Nachfolgend, nach einer Zeit t2, wenn das Ermitteln des Auftretens eines Klopfens einmal gestoppt ist, wird der KCS-Rückkopplungskorrekturwert allmählich verringert. Der erforderliche Zündzeitpunkt afin wird somit allmählich vorverlegt.
Die obige Klopfsteuerung verlegt den erforderlichen Zündzeitpunkt afin vor, um so ein größeres Drehmoment in dem Ausmaß zu erhalten, in dem ein das erlaubte Level überschreitendes Klopfen nicht auftritt.
<2> Setzen der Größe des Vorverlegens der VVT
Andererseits bestimmt die elektronische Steuereinheit 16 in der vorliegenden Ausführungsform die Größenordnung einer Veränderung in dem erforderlichen Zündzeitpunkt afin zur Bewältigung von Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor 10 auf der Basis der Resultate der Klopfsteuerung. Dann verändert die elektronische Steuereinheit 16 auf der Basis der Größenordnung der Variationen die Einstellungen der Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12, die durch den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung 11 erfolgen.
Insbesondere beschränkt die elektronische Steuereinheit 16 in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Menge der angesammelten Abscheidungen die Größe des Vorverlegens der Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12, das durch den Mechanismus der variablen Ventilsteuerung erfolgt, d. h. behält die Ventilsteuerung auf einem Verzögerungswert. Dies dient der Reduktion des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses, um eine Zunahme von durch Innenzylinderkompressionsdruck hervorgerufenen Abscheidungen zu unterdrücken. Als ein Ergebnis wird ein günstiger Brennzustand beibehalten.
Mit Bezugnahme auf die 5 und 6 wird eine ausführliche Beschreibung der Steuerung der Ventilverstellung gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
5 zeigt ein Beispiel der durch den Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung 11 ausgeführten Weise, um die Ventilverstellung variabel festzulegen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12, die durch den Mechanismus zur variablen Ventilsteuerung variiert werden kann, als fortschreitende Größe [°CA] mit Bezug auf die Verzögerungsgrenze (0) des variablen Setzbereichs der Ventilsteuerung für das Einlaßventil 12 ausgedrückt, dargestellt durch die Linie in der Figur, in der ein langer und zwei kurze Striche alternieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Größe des Vorverlegens der Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 ein Parameter, der einem „gesetzten Wert der Ventilbetätigung des Motorventils in der Steuerung der variablen Ventilbetätigung” entspricht.
(Berechnung der durch Abscheidungen erforderlichen Zündperiode akgrg)
In der Steuerung der Ventilverstellung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der durch Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt zunächst auf der Basis des KCS-Lernwerts agknk und einem Ratenlernwert rgknk berechnet, der für die obige Klopfsteuerung gesetzt ist. Der Wert des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg ist der Indexwert des vorliegend erforderlichen Zündzeitpunkts afin, der zur Bewältigung von Abscheidungen verzögert ist (genauer gesagt, die Größe des Vorziehens des vorliegend erforderlichen Zündzeitpunkts mit Bezug auf den maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf).
Zur Berechnung des wegen Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg wird die Größe der Verzögerung des Abscheidungszündzeitpunkts adep als erstes durch Multiplizieren des Ratenlernwerts rgknk mit der Größe der maximalen Zündzeitpunktverzögerung DLAKNOK wie in der nachfolgenden Gleichung (7) dargestellt, bestimmt. Die Größe der maximalen Verzögerung des Zündzeitpunkts DLANKNOK ist eine Konstante für die Größe der Verzögerung für den erforderlichen Zündzeitpunkt, der zur Bewältigung der angenommenen Maximalmenge von Abscheidungen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen erforderlich ist, unter denen die Wirkung der Abscheidungen am stärksten ist. Dieser Wert wird durch Experimente oder dergleichen festgelegt. Der Level der Wirkung der Abscheidungen auf den erforderlichen Zündzeitpunkt afin, d. h. die Größe der Verzögerung für den erforderlichen Zündzeitpunkt afin, der zur Bewältigung der Abscheidungen erforderlich ist, variiert in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit ne. adep = DLAKNOK × rgknk (7)
Wie in der nachfolgenden Gleichung (8) dargestellt, wird der durch Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg durch Subtrahieren der Größe der Verzögerung des Abschaltungszündzeitpunkts adep von dem KCS-Lernwert agknk berechnet. akgrg = agknk – adep (8)
Während sich die Menge an Abscheidungen für eine Zunahme der Größe der Verzögerung des erforderlichen Zündzeitpunkts afin vergrößert, der zur Bewältigung der Abscheidungen ausgeführt wird, wird der so berechnete, aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg weiter verzögert, d. h. er besitzt einen kleineren Wert. Somit kann der Wert des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg als Indexwert für die Menge an Abscheidungen verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Größe der Verzögerung des zur Bewältigung der Abscheidungen ausgeführten erforderlichen Zündzeitpunkts afin unter Verwendung der Abscheidungskorrekturgröße adepvt in der Größe der maximalen Verzögerung akmax reflektiert. Somit ist in der vorliegenden Ausführungsform der KCS-Lernwert der Indexwert der Größenordnung einer Veränderung des erforderlichen Zündzeitpunkts afin, die zur Bewältigung mit einem anderen Faktor als den Abscheidungen durchgeführt wurde.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in der obigen Gleichung (8) dargestellt, der aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg durch Subtrahieren der Größe der Abscheidungszündzeitpunktverzögerung adep von dem KCS-Lernwert agknk erhalten und ist der Indexwert des vorliegend erforderlichen Zündzeitpunkts afin, der zur Bewältigung der Abscheidungen verzögert ist. D. h. der Wert des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg ermöglicht die Bestimmung der Größenordnung einer Veränderung im Zündzeitpunkt, die zur Bewältigung der Abscheidungen in dem vorliegenden Verbrennungsmotor 10 durchgeführt wurde.
(Berechnung der Größe des Vorverlegens der VVT vt)
Nachfolgend wird eine Zielgröße des Vorverlegens der VVT, vtt, welches ein Steuerzielwert für die Ventilverstellung des Einlaßventils 12 ist, berechnet auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg, bestimmt wie oben beschrieben.
Als erstes wird wie in der nachfolgenden Gleichung (9) dargestellt, eine Obergrenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg und dem Grad einer Drosselventilöffnung ta, welches der Indexwert einer Motorlast ist, bestimmt. Die obere Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt wird als der Seitengrenzwert des Vorverlegens des Setzbereichs der Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt gesetzt. vtlmt = f1(akgrg, ta) (9)
In diesem Fall wird der Wert der oberen Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT wie nachfolgend beschrieben festgelegt.
Während die Menge an Abscheidungen zunimmt, nimmt das wesentliche Volumen der Verbrennungskammer 13 zur Erhöhung des Innenzylinderkompressionsdrucks während der Verbrennung ab. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Klopfens. Andererseits wird die normale Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 für die Periode gesetzt, in dem eine Einlaßeffizienz am höchsten ist.
Vor dem Reduzieren des derzeit erlaubten Festlegungsbereichs der Zielgröße des Vorverlegens der VVT, vtt, zur Verzögerung der Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 im Vergleich zu der inherent gesetzten Periode ist es möglich, die Einlaßeffizienz herabzusetzen und somit das tatsächliche Kompressionsverhältnis. Folglich kann der Innenzylinderkompressionsdruck während der Verbrennung herabgesetzt werden. Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der aufgrund von Ablagerungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg zur Anzeige, daß die Menge an Abscheidungen zugenommen hat, abgenommen hat, der Wert der oberen Grenze des Vorverlegens der VVT, vtlm, reduziert, um den erlaubten Festlegungsbereich der Zielgröße des Vorverlegens der VVT, vtt, zu verengen.
Wenn jedoch dem Motor eine schwere Last aufgebürdet wird und eine große Menge Luft angesaugt wird, ist der Innenzylinderkompressionsdruck während der Verbrennung hoch. Dem entsprechend ist der Effekt der Abscheidungen relativ unbedeutend. Wenn die Motorlast groß ist, wird somit die Größenordnung einer Reduktion der oberen Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT, vtlmt, welche zur Bewältigung des reduzierten Werts des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg ist, im Vergleich mit dem Fall reduziert, in dem die Motorlast gering ist.
6 zeigt ein Beispiel einer Berechnungstabelle, die zur Berechnung der oberen Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt wie oben beschrieben verwendet wird. Wie in dieser Figur dargestellt wird, wenn der aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrgr einen großen Wert besitzt um anzudeuten, daß fast keine Abscheidungen vorliegen, der Wert der oberen Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt auf eine maximale Größe des Vorverlegens vtmax gesetzt, welches die Seitengrenze des Vorverlegens des variablen Festlegungsbereichs der Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 ist, die durch den Mechanismus der variablen Ventilverstellung 11 erfolgt. Im Gegensatz wird, wenn der aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrgr einen kleinen Wert besitzt, um anzuzeigen, daß die Menge an Abscheidungen zugenommen hat, der Wert der oberen Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt auf einen so kleinen Wert gesetzt, wie der, der gesetzt wird, wenn die Motorlast gering ist.
Darüber hinaus werden, wenn die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt berechnet wird, nicht nur die obere Grenze der Größe des Vorverlegens der VVT vtlmt, sondern auch eine Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbase berechnet. Der Wert der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbase wird als ein Steuerzielwert für die optimale Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 gesetzt, der verwendet wird, wenn sich keine Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor ansammeln. In diesem Fall wird die Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbase auf der Basis der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast (in diesem Fall wird der Grad der Öffnung des Drosselventils ta als Indexwert für die Motorlast verwendet), wie in der nachfolgenden Gleichung (10) berechnet. vtbse = f2(ne, ta) (10)
Dann wird, wie in der nachfolgenden Gleichung (11) dargestellt, eine der berechneten oberen Grenze des Vorverlegens der VVT vtlm und der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbase, welche dem Punkt der bedeutendsten Verzögerung am nächsten ist, als Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt gesetzt. vtt = min(vtlmt, vtbse) (11)
Die elektronische Steuereinheit 16 steuert den Mechanismus der variablen Ventilverstellung 11 unter Verwendung der so berechneten Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt als einen Steuerzielwert für die Ventilverstellung des Einlaßventils 12. Insbesondere wird der Mechanismus der variablen Ventilverstellung 11 so gesteuert, daß er die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt der berechneten Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt angleicht, wobei die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt der gemessene Wert der Größe des Vorverlegens für die Ventilverstellung des Einlaßventils 12 ist, der aus den Resultaten der Bestimmungen durch den Kurbelwellensensor 17 und den Nockenwellensensor 18 bestimmt wurde. Somit wird die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 gesteuert, um den Effekt der Abscheidungen herabzusetzen und einen günstigen Verbrennungszustand aufrecht zu erhalten.
<3> Einzelheiten der Festlegungssteuerung des Zündzeitpunkts in Übereinstimmung mit der Festlegung der Ventilverstellung>
Ist die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 einmal so verändert, wird der optimale Zündzeitpunkt entsprechend verändert. Zum Beispiel, wenn die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 verzögert wird, nimmt die Ventilüberdeckung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil zur Reduktion der Menge des in den Zylinder während der Verbrennung vorliegenden, inneren EGR (Abgasanteil) ab. Demgemäß erhöht sich die Verbrennungsgeschwindigkeit in dem Zylinder, wenn die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 verzögert wird, um den optimalen Zündzeitpunkt zu verzögern.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der erforderliche Zündzeitpunkt afin und andere wie nachfolgend beschrieben festgelegt, um den optimalen Zündzeitpunkt unabhängig von Veränderungen in der Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 zu erhalten. Mit Bezugnahme auf die 7 bis 9 wird eine ausführliche Beschreibung der Festsetzungssteuerung des Zündzeitpunkts gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.
(Berechnung eines MBT-Basispunkts und eines Basis-Klopf-Grenzpunkts)
In der vorliegenden Ausführungsform wird für die Festsetzungssteuerung des Zündzeitpunkts ein MBT-Basispunkt ambtvof, ein erster Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokvof und ein zweiter Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokbse berechnet.
Der MBT-Basispunkt ambtvof zeigt einen Zündzeitpunkt, mit dem das maximale Drehmoment bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast erhalten wird, wenn die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 auf die Position der signifikantesten Verzögerung in dem erlaubten Festlegungsbereich gesetzt wird. Der erste Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokvof zeigt den Grenzwert des Vorverlegens des Zündzeitpunkts an, der ermöglicht, daß ein Klopfen auf ein erlaubtes Level oder niedriger reduziert wird, wobei das Klopfen üblicherweise bei den derzeitigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast auftritt, wenn die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 auf die Position der signifikantesten Verzögerung in dem erlaubten Festlegungsbereich gesetzt wird. Der zweite Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokbse zeigt den Grenzwert des Vorverlegens des Zündzeitpunkts, der ermöglicht ein Klopfen auf ein erlaubtes Level oder niedriger zu reduzieren, wobei das Klopfen möglicherweise bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast auftritt, wenn der obige Kraftstoff mit niederer Oktanzahl verwendet wird und wenn die Ventilverstellung für das Einlaßventil gleich der Position der signifikantesten Verzögerung in dem erlaubten Festlegungsbereich gesetzt wird. Diese berechneten Werte werden als Basiswerte zur Berechnung des MBT Punkts ambt, des ersten Klopf-Grenzpunkts aknok1 und des zweiten Klopf-Grenzpunkts aknok2 verwendet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der MBT Basispunkt ambtvof der erste Klopf-Grenzpunkt aknokvof und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknokbse als Funktionen der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast wie in den nachfolgenden Gleichungen (11) bis (13) gezeigt berechnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Grad der Drosselventilöffnung ta als Indexwert für die vorliegende Motorlast verwendet. ambtvof = f3(ne, ta) (12) aknokvof = f4(ne, ta) (13) aknokbse = f5(ne, ta) (14)
7 zeigt ein Beispiel einer Berechnungstabelle, die zur Berechnung des zweiten Basis-Klopf-Grenzwerts aknokbse verwendet wird. Wie in dieser Figur dargestellt, wird der zweite Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokbse auf einen kleineren Wert gesetzt, während die Motorgeschwindigkeit ne und die Motorlast zunehmen. Eine ähnliche Berechnungstabelle wird zum Setzen des MBT-Basispunkts ambtvof und des ersten Basis-Klopf-Grenzwerts aknokvof verwendet. Trotz der unterschiedlichen gesetzten Werte zeigen diese Kalkulationstabellen ähnliche Tendenzen bezüglich der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast. Der zweite Basis-Klopf-Grenzwert aknokbse kann auf einen kleineren Wert gesetzt werden, wenn die Motorgeschwindigkeit ne abnimmt.
(Berechnung des Korrekturkoeffizienten für das Vorverlegen der VVT kavvt)
Nachfolgend wird ein Korrekturkoeffizient des Vorverlegens der VVT kavvt auf der Basis der gegenwärtigen Ventilverstellung berechnet (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt). Der Korrekturkoeffizient des Vorverlegens der VVT kavvt zeigt das Verhältnis eines Werts X zu einem Wert Y (X/Y).

• Wert X: Unterschied der inneren Menge des Abgasanteils des Verbrennungsmotors 10 zwischen dem Fall, in dem die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 auf den gegenwärtigen Wert gesetzt ist (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt), und dem Fall, in dem sie sich an der Position der signifikantesten Verzögerung befindet.
• Wert Y: Unterschied der Menge des inneren Abgasanteils des Verbrennungsmotors 10 zwischen dem Fall, in dem die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12 gleich der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse gesetzt ist, und den Fall, in dem sie sich auf der Position der signifikantesten Verzögerung befindet.

Andererseits ist bestätigt worden, daß die in den Zylinder während der Verbrennung vorliegende Menge eines inneren Abgasanteils, wenn die Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast bestimmte Werte aufweisen, fast proportional zu dem Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil ist. Andererseits wird mit dem Mechanismus der variablen Ventilverstellung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der variable Bereich des Einlaßventils 12 so eingestellt, daß die Größe der Ventilüberdeckung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil 0 ist, wenn die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt 0 ist, wie in 5 dargestellt. Somit ist in den Verbrennungsmotor 10 mit der spezifischen Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast die Größe des inneren Abgasanteils proportional zu dem Quadrat der Größe des Vorverlegens für die Ventilverstellung für das Einlaßventil 12. Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform der Korrekturkoeffizient für das Vorverlegen der VVT kavvt auf der Basis der nachfolgenden Gleichung (15) bestimmt.
8 zeigt das Verhältnis zwischen der Größe des tatsächlichen Vorverlegens der VVT vt und dem Korrekturfaktor des Vorverlegens der VVT kavvt. Wie in dieser Figur dargestellt, ist der Korrekturkoeffizient des Vorverlegens der VVT kavvt proportional dem Quadrat des Werts der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt. Ferner besitzt der Korrekturkoeffizient für das Vorverlegen der VVT kavvt einen Wert von 1, wenn die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt gleich zu der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse ist. Wie in 8 dargestellt ist, wenn die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt einen festgelegten Wert v1 aufweist, der Wert des Korrekturkoeffizienten für das Vorverlegen der VVT kavvt das Quadrat des Verhältnisses (v1/vtbse) des festgelegten Werts v1 zur Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Korrekturkoeffizient des Vorverlegens der VVT kavvt ein Parameter, der den Quadrat des Verhältnisses des gesetzten Werts der Ventilverstellung nach einer auf der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts basierenden Veränderung, die zur Bewältigung von Abscheidungen an dem gesetzten Wert vor der Veränderung durchgeführt wurden. Die Ventilverstellung vor der Veränderung entspricht der Ventilverstellung in einem Zustand in dem keine Abscheidungen vorliegen. D. h. der Korrekturkoeffizient für das Vorverlegen der VVT kavvt ist proportional zu dem Quadrat des Verhältnisses des gesetzten Wertes der Ventilverstellung, der basierend auf der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist, zu dem gesetzten Wert der Ventilverstellung in einem Zustand, in dem keine Abscheidungen vorliegen.
(Berechnung eines MBT-Punkts und eines Klopf-Grenzpunkts)
Andererseits wird in der vorliegenden Ausführungsform nicht nur der Korrekturkoeffizient für das Vorverlegen der VVT kavvt berechnet, es werden aber auch eine MBT-Basispunktdifferenz kambt und eine Basis-Klopf-Grenzpunktdifferenz kaknk bestimmt. Die MBT-Basispunktdifferenz kambt und die Basis-Klopf-Grenzpunktdifferenz kaknk weisen auf jeweils eine Differenz im MBT-Punkt und eine Differenz im Klopf-Grenzpunkt zwischen den Fall, in dem bei den derzeitigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast die Ventilverstellung des Einlaßventils 12 gleich der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse gesetzt ist, und dem Fall, in dem die gegenwärtigen Werte der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast der Ventilverstellung des Einlaßventils 12 auf die Position der signifikantesten Verzögerung gesetzt ist.
Die Werte der MBT-Basisdifferenz kambt und der Basis-Klopf-Grenzpunkt-Differenz kaknk bei jeder Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast können durch Experimente oder dergleichen festgelegt werden. Dem entsprechend werden, wie in den nachfolgenden Gleichungen (16) und (17) dargestellt, die MBT-Basisdifferenz kambt und die Basis-Klopfgrenzpunktdifferenz kaknk als Funktionen der Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast bestimmt (in diesem Fall wird der Grad der Drosselventilöffnung ta als ein Indexwert verwendet). kambt = f6(ne, ta) (16) kaknk = f7(ne, ta) (17)
Wie oben mit dem Mechanismus der variablen Ventilverstellung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, wenn die Größe des Vorverlegens 0 ist, die Größe der Ventilüberdeckung zwischen dem Einlaßventil und dem Auslaßventil 0, mit der Menge des integralen Abgasanteils von fast 0. Dem entsprechend sind die MBT-Basisdifferenz kambt und Basis-Klopf-Grenzpunktdifferenz kaknk, die hierin berechnet werden, Korrekturgrößen des Vorverlegens am MBT-Punkt und am Klopf-Grenzpunkt, entsprechend der Menge des inneren Abgasanteils, die beobachtet wird, wenn die Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbase auch die gegenwärtigen Werte der Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast gesetzt wird.
Andererseits können die Korrekturgrößen des Vorverlegens am MBT-Punkt und am Klopf-Grenzpunkt als proportional zur Menge des inneren Abgasanteils angesehen werden. Folglich können die Korrekturgröße des Vorverlegens kvtmbt am MBT-Punkt und die Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk am Klopf-Grenzpunkt, die beide der gegenwärtigen Ventilverstellung entsprechen (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt) für das Einlaßventil 12, durch die nachfolgenden Gleichungen (18) und (19) ausgedrückt werden. kvtmbt = kambt × kavvt (18) kvtknk = kaknk × kavvt (19)
Daher können der MBT-Punkt ambt, der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2, die der gegenwärtigen Ventilverstellung entsprechen (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt) für das Einlaßventil 12 unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen (20) bis (22) bestimmt werden. ambt = ambtvof + kvtmbt (20) aknok1 = aknokvof + kvtknk (21) aknok2 = aknokbse + kvtknk (22)
(Berechnung des maximal verzögerten Zündzeitpunkts akmf)
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, nach dem MBT-Punkt ambt, dem ersten Klopf-Grenzpunkt aknok1 und dem zweiten Klopf-Grenzpunkt aknok2 berechnet worden sind, der am stärksten verzögerte Zündzeitpunkt auf der Basis der oben dargestellten Gleichung (2) berechnet.
Wie oben beschrieben ist die Größe des Vorverlegens des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen, die unter der oben dargestellten Gleichung (7) bestimmt wurde, ein Indexwert, der die Größe des Vorverlegens des erforderlichen Zündzeitpunkts afin zeigt, der den Effekten der Abscheidungen entspricht. Somit kann der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf, der den Effekt der Abscheidungen reflektiert, auch unter Verwendung des Abscheidungskorrekturterms adepvt als Wert der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen adep in der oben dargestellten Gleichung (7) bestimmt werden.
Der Level der Wirkungen der Abscheidungen auf den maximal verzögerten Zündzeitpunkt varriert mit der vorliegend gesetzten Ventilverstellung. Somit wird der Abscheidungskorrekturterm adepvt in der vorliegenden Ausführungsform als ein Wert gesetzt, der durch Multiplizieren der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen adep mit dem Korrekturkoeffizienten des Vorverlegen der VVT kavvt erhalten, wie in der nachfolgenden Gleichung (23) dargestellt. Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf auf der Basis der nachfolgenden Gleichung (24) berechnet. adepvt = DLAKNOK × kavvt × rgknk (23) akmf = aknok2 – DALKNOK × kavvt × rgknk – RTD (24)
9 zeigt das Verhältnis zwischen den Parametern (MBT-Punkt ambt, erster Klopf-Grenzpunkt aknok1, zweiter Klopf-Grenzpunkt aknok2 und dem maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf), die zur Steuerung der Festlegung des Zündzeitpunkts und der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt, die beobachtet wird, wenn die Motorgeschwindigkeit ne und die Motorlast auf spezifische Werte gesetzt sind, in Be ziehung stehen. Wie in dieser Figur dargestellt, variieren die Werte des MBT-Punkts ambt, des ersten Klopf-Grenzpunkts aknok1, des zweiten Klopf-Grenzpunkts aknok2 und des maximal verzögerten Zündzeitpunkts akmf in Abhängigkeit der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt. Zum Beispiel wird, wie in 9 dargestellt, wenn die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT einen Wert v2 hat, der MBT-Punkt auf einen Wert A2 gesetzt. Ferner werden jeweils der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 auf Werte A1 und A3 gesetzt. Darüber hinaus wird der gegenwärtige, maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf als ein Wert A4 gesetzt.
Dann wird, wie oben in Gleichungen (3) bis (5) und anderen Gleichungen gezeigt, der endgültige, erforderliche Zündzeitpunkt afin auf der Basis des so gesetzten MBT-Punkts ambt, des ersten Klopf-Grenzpunkts aknok1 und des maximal verzögerten Zündzeitpunkts akmf, als auch dem oben beschriebenen KCS-Lernwert agknk und KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs gesetzt. Der erforderliche Zündzeitpunkt afin wird somit auf den geeigneten Wert korrigiert, der einer Veränderung der Größe des Vorverlegens der VVT vtt entspricht, welches wie oben beschrieben der Menge an Abscheidungen entspricht.
Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform kann die unten beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erzeugen.

(1) In der vorliegenden Ausführungsform wird der aufgrund von Ablagerungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg, der Indexwert der Größenordnung der vorliegenden Veränderung in dem erforderlichen Zündzeitpunkt, die zur Bewältigung der Abscheidungen durchgeführt wurde, auf der Basis des KCS-Lernwerts agknk und des Raten-Lernwerts rgknk bestimmt, die durch die Klopfsteuerung des Zündzeitpunkts gesetzt sind. Der aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg wird auf der Basis der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen adep bestimmt, dem Indexwert der Differenz in dem erforderlichen Zündzeitpunkt afin zwischen dem Fall, in dem keine Abscheidungen unter den festgelegten Motorbetriebsbedingungen vorliegen, unter dem Abscheidungen einen deutlich nachteiligen Effekt erzeugen, und dem vorliegenden Fall, in dem sich Abscheidungen im Verbrennungsmotor ansammeln.

Nun wird in der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts die obere Grenze der Zielgröße des Vorverlegens der VVT zur Reduktion des erlaubten variablen Bereichs der Ventilverstellung für das Einlassventil 12 bestimmt. Der Level der Abscheidungen kann leicht und richtig auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg bestimmt werden. Somit wird die angemessene Ventilverstellung für das Einlassventil 12 in Übereinstimmung mit den Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor 10 gesetzt. Dies ermöglicht es, mögliche Probleme, die aus den Abscheidungen resultieren, wirksamer zu vermeiden.

(2) In der vorliegenden Ausführungsform werden der MBT-Punkt ambt, der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 des Zündzeitpunkts gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt, die auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts variiert, korrigiert. Ausserdem werden durch diese Korrektur der maximal vorverlegte Zündzeitpunkt absef und der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf, als auch der erforderliche Zündzeitpunkt afin gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT korrigiert. Somit kann der erforderliche Zündzeitpunkt afin auf die angemessenen Werte gesetzt werden, unabhängig von z. B. einer Veränderung der Menge des inneren Abgasanteils, der eine Veränderung der Ventilverstellung für das Einlassventil 12, die Abscheidungen in dem Verbrennungsmotor 10 entspricht, begleitet.
(3) In der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn der MBT-Punkt ambt der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 des Zündzeitpunkts gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt korrigiert werden, die Korrekturgrößen unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten des Vorverlegens der VVT kavvt bestimmt, der auf der Basis der oben dargestellten Gleichung (15) bestimmt wurde. Insbesondere sind die Korrekturgrößen so bestimmt, dass sie proportional zu dem Quadrat des Verhältnisses des gesetzten Wertes der Ventilverstellung nach einer auf der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts basierenden Änderung, die zur Bewältigung der Abscheidungen durchgeführt wurde, zu dem gesetzten Wert vor der Veränderung. Folglich können der MBT-Punkt ambt, der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 des Zündzeitpunkts, als auch der maximal vorgerückte Zündzeitpunkt absef, der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf und der erforderliche Zündzeitpunkt afin gemäß den Variationen in der Größe des inneren Abgasanteils richtig korrigiert werden.
(4) In der vorliegenden Ausführungsform wird der maximal vorgerückte Zündzeitpunkt absef oder der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf, wobei die Basis der Anpassung des erforderlichen Zündzeitpunkts afin auf der Klopf-Steuerung in Übereinstimmung mit dem Auftreten eines Klopfens basiert, gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt korrigiert. Somit reflektiert der KCS-Lernwert agknk nur Veränderungen des Zündzeitpunkts afin, die zur Bewältigung eines anderen Faktors als Abscheidungen durchgeführt wurde. Folglich kann der KCS-Lernwert agknk unabhängig von Variationen im Level der Wirkung der Abscheidungen auf den erforderlichen Zündzeitpunkt afin gültig gehalten werden.

Wie oben beschrieben variiert der Level der Wirkung der Abscheidungen in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen (Motorgeschwindigkeit ne, Motorlast und dergleichen). Dementsprechend kann, wenn der KCS-Lernwert den Effekt von Abscheidungen reflektiert, der KCS-Lernwert agknk nicht nur durch Variationen der Menge an Abscheidungen ungeeignet werden, sondern auch durch Veränderungen der Motorbetriebsbedingungen. Dies kann die Klopfsteuerung beeinflussen. In der vorliegenden Ausführungsform kann, im Gegensatz, der KCS-Lernwert agknk unabhängig von Variationen in dem Level der Wirkung der Abscheidungen, die aus Variationen in der Menge von Abscheidungen oder Veränderungen in den Motorbetriebsbedingungen resultieren, gültig gehalten werden. Darum können die obigen Probleme vorteilhafter Weise vermieden werden.
Die oben beschriebene erste Ausführungsform kann wie unten beschrieben modifiziert werden.
In der obigen Ausführungsform werden die Werte unter Verwendung des Grads der Drosselventilöffnung ta als Indexwert der Motorlast berechnet. Die Werte können jedoch unter Verwendung der Menge an eingespritztem Kraftstoff, der Menge an Zuluft ga, einem Motorlastverhältnis k1 oder dergleichen als Indexwerte des Motorlastverhältnisses berechnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf durch Multiplizieren der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen adep mit dem Korrekturkoeffizienten des Vorverlegens der VVT kavvt und Setzen des erhaltenen Wertes als Abscheidungskorrekturterm adepvt berechnet. Vorausgesetzt, dass eine Veränderung im Level der Wirkung der Abscheidungen auf den maximal verzögerten Zündzeitpunkt akmf ausreichend erlaubt ist, wobei diese Variation einer Veränderung der Ventilverstellung folgt, kann der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf unter Verwendung des Werts der Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Ablagerungen adep als Abscheidungskorrekturterm adepvt wie oben beschrieben berechnet werden. In diesem Fall wird der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf wie in der nachfolgenden Gleichung (25) dargestellt berechnet. akmf = aknok2 – adep – RTD = aknok2 – DLAKNOK × rgknk – RTD (25)
In der obigen Ausführungsform werden die Korrekturgrößen für das Vorverlegen kvtmbt und kvtknk für den MBT-Punkt und den Klopf-Grenzpunkt auf der Basis der Gleichungen (18) und (19), oben dargestellt, unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten des Vorverlegens der VVT kavvt, der auf der Basis der oben dargestellten Gleichung (15) bestimmt wurde, bestimmt. Die Korrekturgrößen des Vorverlegens kvtmbt und kvtknk können unter Verwendung einer auf der zuvor gespeicherten Motorgeschwindigkeit ne und der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt basierenden Berechnungstabelle berechnet werden. Unter einem solchen Gesichtspunkt können die Korrekturgrößen des Vorverlegens kvtmbt und kvtknk zum Beispiel durch Bestimmen des Verhältnisses zwischen der Motorgeschwindigkeit ne oder der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt und dem geeigneten Wert der Korrekturgröße des Vorverlegens für dieselbe und Speichern dieses Verhältnisses in dem Speicher der elektronischen Steuereinheit 16 als Kalkulationstabelle bestimmt werden.
In der obigen Ausführungsform wird der erforderliche Zündzeitpunkt afin gemäß der derzeitigen Ventilverstellung durch Korrigieren des MBT-Punkts und des Klopf-Grenzpunkts des Zündzeitpunkts, als auch des maximal vorgerückten Zündzeitpunkts und des verzögerten Zündzeitpunkts gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt korrigiert. Natürlich kann der erforderliche Zündzeitpunkt afin gemäß der derzeitigen Ventilverstellung durch direktes Korrigieren des erforderlichen Zündzeitpunkts gemäß der tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVTvt auf den geeigneten Wert gesetzt werden.
In der obigen Ausführungsform wird die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt in Übereinstimmung mit Abscheidungen durch Verändern der oberen Grenze der Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt unter Veränderung der Größe der oberen Grenze des Vorverlegens der VVT vtlmt, die auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg berechnet wurde, verändert. Die Weise der Veränderung der Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt kann wie erforderlich geändert werden. Zum Beispiel kann die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt durch Multiplizieren einer Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse mit einem in Übereinstimmung mit dem aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkt akgrg gesetzten Koeffizienten oder durch Korrigieren der Basisgröße des Vorverlegens der VVT vtbse unter Verwendung einer in Übereinstimmung mit dem aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkt gesetzten Korrekturgröße bestimmt werden. In einem solchen Fall kann die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt auf ähnliche Weise in Übereinstimmung mit den Abscheidungen verändert werden.
In der obigen Ausführungsform wird die Größe des Vorverlegens der VVT vtt auf der Basis des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg verändert, und der erforderliche Zündzeitpunkt afin wird auf der Basis der entsprechend ver änderten tatsächlichen Größe des Vorverlegens der VVT vt korrigiert. Die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt kann jedoch alleine, ohne Korrigieren des erforderlichen Zündzeitpunkts afin verändert werden. In diesem Fall kann die Ventilverstellung auch in Übereinstimmung mit dem bestimmten Level an Abscheidungen richtig eingestellt werden.
In der obigen Ausführungsform ist die Berechnungslogik für den erforderlichen Zündzeitpunkt afin so konstruiert, dass der KCS-Lernwert nicht den Effekt der Abscheidungen reflektiert. Dementsprechend wird, abgesehen vom KCS-Lernwert agknk, der Raten-Lernwert rgknk gemäß dem Auftreten eines Klopfens erlernt. Dann werden beide Lernwerte verwendet, um den aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkt akgrg zu bestimmen. Wenn die Berechnungslogik für den erforderlichen Zündzeitpunkt afin so konstruiert ist, dass der KCS-Lernwert die Effekte der Abscheidungen reflektiert, kann der aufgrund von Abscheidungen erforderliche Zündzeitpunkt akgrg direkt aus dem KCS-Lernwert agknk bestimmt werden.
Die Zielgröße des Vorverlegens der VVT vtt kann auch auf der Basis der auf dem Effekt der Abscheidungen basierenden Größenordnung oder Rate der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert werden, wobei die Größenordnung oder Rate anstelle des aufgrund von Abscheidungen erforderlichen Zündzeitpunkts akgrg bestimmt wird, die gemäß dem Effekt der Abscheidungen verändert wird. In diesem Fall kann die Ventilverstellung in Übereinstimmung mit dem Zustand der Abscheidungen auch richtig gesetzt werden.
Sogar bei einem Verbrennungsmotor, der die Ventilverstellung für das Auslassventil variabel steuert oder eine andere Ventilbetätigung als die Ventilverstellung variabel steuert, wie zum Beispiel die Größe des Ventilhubs der Motorventile oder einen Nockenwellenarbeitswinkel, kann der richtig gesetzte Wert der Ventilbetätigung während der Steuerung der variablen Ventilbetätigung in Abhängigkeit von Abscheidungen variieren. Die vorliegende Erfindung ist somit auch auf einen solchen Verbrennungsmotor anwendbar, der die Ventilbetätigung variabel steuert, wobei dies auf ähnliche Weise oder gemäß der obigen Ausführungsform erfolgt. Diese Anwendung kann ähnliche Vorteile wie die der obigen Ausführungsform erzeugen.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nachfolgend mit Bezugnahme auf die 10–15 beschrieben. Es werden hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform diskutiert.
In der ersten Ausführungsform werden die Steuerung der variablen Ventilbetätigung und die Steuerung des Zündzeitpunkts durch Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt) für die Steuerung der variablen Ventilbetätigung in Übereinstimmung mit der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts koordiniert, wobei die Veränderung durch die Klopfsteuerung zur Bewältigung von Abscheidungen durchgeführt wurde, während der Klopf-Grenzpunkt oder dergleichen in Übereinstimmung mit der Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung nachgeregelt wird. Ferner wird in der ersten Ausführungsform das obige Nachregeln unter Berücksichtigung, dass der Effekt einer Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung auf den Klopf-Grenzpunkt hauptsächlich durch eine Veränderung im Verbrennungszustand erzeugt wird, der einer Veränderung der Menge des inneren Abgasanteils entspricht, der die Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung begleitet, durchgeführt. Theoretisch ist die Größenordnung der Veränderung der Menge des inneren Abgasanteils, die der Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung folgt, proportional zu dem Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung. Dementsprechend wird in der ersten Ausführungsform für das obige Nachregeln die Korrekturgröße für den Klopf-Grenzpunkt als ein Wert bestimmt, der proportional im Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung ist (siehe 8 und 9).
Ist der gesetzte Wert der Ventilbetätigung einmal verändert, werden eine wesentliche Einlasstemperatur (die Temperatur eines Gases in dem Zylinder am Ende eines Einlasszyklus'), ein tatsächliches Kompressionsverhältnis und dergleichen zusätzlich zu der Menge des inneren Abgasanteils beeinflusst. Die Untersuchungen der Erfinder deuten darauf, dass eine solche Veränderung das Auftreten eines Klopfens beeinflussen kann. Wenn der Effekt einer Veränderung der Einlasstemperatur oder des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses, das eine Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung begleitet, auf das Auftreten eines Klopfens nicht vernachlässigbar ist, kann es schwierig sein, die Steuerung des Zündzeitpunkts einfach durch Korrigieren des Klopf-Grenzwerts oder dergleichen, wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, zu optimieren.
Die durchgezogene Linie in 10(a) zeigt ein Beispiel der Weise, in der die Menge des inneren Abgasanteils in Abhängigkeit von der Ventilverstellung (tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt) für das Einlassventil 12 variiert. Wie oben beschrieben ist bestätigt worden, dass die Menge des inneren Abgasanteils proportional zu dem Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung ist. Dementsprechend ist in dem Verbrennungsmotor 10, wenn die tatsächliche Größe des Vorverlegens der VVT vt 0 ist und die Ventilüberdeckung somit die geringste, die Größe des inneren Abgasanteils am geringsten. In Übereinstimmung mit der Zunahme der Größe der Ventilüberdeckung, die das Vorverlegen der Ventilverstellung für das Einlassventil 12 begleitet, erhöht sich die Menge des inneren Abgasanteils wesentlich im Verhältnis zu dem Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung. Hier verschlechtert eine Zunahme der Größe des inneren Abgasanteils den Verbrennungszustand zur Verringerung der Möglichkeit eines Klopfens, wie oben beschrieben. Dementsprechend variiert der Klopf-Grenzpunkt in Bezug auf die Ventilverstellung wie durch die durchgehende Linie in 10(b) dargestellt, wenn nur den Variationen der Menge des inneren Abgasanteils Aufmerksamkeit gewidmet wird. Insbesondere wenn die Ventilverstellung für das Ventil 12 in Erwiderung auf die Veränderung der Menge des inneren Abgasanteils weiter vorverlegt wird, wird der Klopf-Grenzpunkt in Richtung auf die Seite der Verzögerung verschoben.
Die Untersuchungen der Erfinder deuten darauf, dass in einigen Betriebsbereichen, wie Bereichen geringer Last, die Menge des inneren Abgasanteils dazu tendiert, am geringsten zu sein, wenn die Ventilverstellung für das Einlassventil 12 geringfügig vorgerückt wird, wie durch die unterbrochene Linie in 10(a) dargestellt, um einen angemessenen Bereich der Ventilüberdeckung (ungefähr 10°CA) sicherzustellen. Dies wird angenommen so zu sein, weil das Vorliegen eines geeigneten Bereichs der Ventilüberdeckung das Spülen des Zylinders zur Verminderung des in demselben verbleibenden verbrannten Gases eher erleichtert als ausgelassen zu werden. Folglich sind in solchen Betriebsbereichen durch Variationen in der Menge des inneren Abgasanteils mit Bezug auf die Ventilverstellung für das Einlassventil 12 hervorgerufene Variationen des Klopf-Grenzwerts wie durch die unterbrochene Linie in 10(b) dargestellt.
Andererseits erhöht eine Zunahme in der Größe der Ventilüberdeckung die Menge an verbranntem Gas, das von einem Abgassystem zurück in den Zylinder geblasen wird. Dementsprechend tendiert die wesentliche Einlasstemperatur dazu, sich beständig mit der Größe der Ventilüberdeckung zu erhöhen. Ferner bewirkt das Vorverlegen der Ventilverstellung für das Einlassventil 12, dass das Einlassventil 12 früher geschlossen wird. Dieses erhöht das tatsächliche Kompressionsverhältnis. Folglich erhöhen sich die Einlasstemperatur und das tatsächliche Kompressionsverhältnis, während die Ventilverstellung für das Einlassventil 12, wie in 10(c) dargestellt, vorgerückt wird. Eine Zunahme der Einlasstemperatur oder des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Klopfens. Somit wird in Verbindung mit Variationen der Einlasstemperatur und des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses der Klopf-Grenzpunkt in Richtung auf die Seite der Verzögerung verschoben, während die Ventilverstellung für das Einlassventil 12, wie in 10(d) dargestellt, weiter vorgerückt wird.
Angesichts der Wirkung von Variationen der Menge des inneren Abgasanteils und des Effekts von Variationen der Einlasstemperatur und des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses insgesamt tendiert der Klopf-Grenzpunkt zur Variation in Form einer quadratischen Kurve mit einem Tiefpunkt T am Punkt einer festgelegten Ventilverstellung α bezüglich der Ventilverstellung für das Einlassventil 12, wie in 10(e) dargestellt. Das heißt, während die Ventilverstellung für das Einlassventil 12 von der Position der signifikantesten Verzögerung in Richtung auf die Seite des Vorverlegens variiert wird, wird der Klopf-Grenzpunkt in Richtung auf die Seite der Verzögerung verschoben, bis die Ventilverstellung die festgelegte Ventilverstellung α erreicht. Dann wird, wenn die Ventilverstellung über den festgelegten Wert α vorgerückt wird, der Klopf-Grenzwert in Richtung auf die Seite des Vorrückens verschoben.
Während die Motorlast und die Menge der Zuluft variieren, ist der Effekt dieser Variationen auf den Klopf-Grenzpunkt signifikanter als der von Variationen der Menge des inneren Abgasanteils, weil die wesentliche Einlasstemperatur und das tatsächliche Kompressionsverhältnis inherent hoch sind. Als ein Ergebnis wird, wie in 11 dargestellt, die Ventilverstellung für das Einlassventil 12, die auf den Tiefpunkt P deutet, in Richtung der Seite des Vorrückens verschoben, während sich die Motorlast erhöht, wie in 11 dargestellt.
12 zeigt ein Beispiel der Weise, auf die der MBT-Punkt relativ zu der Ventilverstellung für das Einlassventil 12 variiert. Die einer Zunahme der Menge des inneren Abgasanteils folgenden Verschlechterung des Verbrennungszustands beeinflusst eine Motorleistung merklich. Variationen der Einlasstemperatur oder des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses jedoch beeinflussen die Motorleistung nicht merklich. Folglich tendiert der MBT-Punkt zur Variation mit der Ventilverstellung für das Einlassventil 12, wie durch die durchgezogene Linie in 12 dargestellt. Die durch die unterbrochene Linie in 12 dargestellte Variationstendenz kann jedoch in einigen Betriebsbereichen gezeigt werden, in denen die Menge des inneren Abgasanteils zur Variation tendiert, wie durch die unterbrochene Linie in 10(a) dargestellt.
In einigen Verbrennungsmotoren wird ein variabler Mechanismus zur Ventilbetätigung auf der Abgasseite zur variablen Steuerung der Ventilverstellung für das Auslassventil bereitgestellt. 13 zeigt ein Beispiel der Weise, auf die der Klopf-Grenzpunkt und der MBT-Punkt mit Bezug auf die Ventilverstellung für das Auslassventil eines solchen Verbrennungsmotors variieren.
Sogar wenn die Ventilsteuerung für das Auslassventil verändert wird, verändern sich die Größe der Ventilüberdeckung und somit die Größe des inneren Abgasanteils, wie in dem Fall einer Veränderung der Ventilverstellung für das Einlassventil. Insbesondere wenn die Ventilverstellung für das Auslassventil verzögert wird, nimmt die Größe der Ventilüberdeckung und somit die Größe des inneren Abgasanteils zu. Andererseits, wenn die Ventilverstellung für das Auslassventil signifikant verzögert wird, kann Abgas zeitweilig rückwärts von einem Abgaskanal in einen Einlasskanal fließen. Als ein Ergebnis kann sich die wesentliche Einlasstemperatur leicht erhöhen. Der Effekt einer solchen Erhöhung der Einlasstemperatur auf das Auftreten eines Klopfens ist jedoch sehr wenig signifikant im Vergleich zu einer Zunahme der Größe des inneren Abgasanteils. Außerdem variiert das tatsächliche Kompressionsverhältnis nicht wesentlich in Abhängigkeit von einer Veränderung der Ventilverstellung für das Abgasventil. Folglich tendieren beide, der Klopf-Grenzpunkt und der MBT-Punkt, zur monotonen Variation in Richtung der Seite des Vorrückens mit Bezug auf die Verzögerung der Ventilverstellung für das Abgasventil.
Eine Zusammenfassung der obigen Beschreibung wird nachfolgend gegeben.

– Das Vorrücken der Ventilverstellung für das Einlassventil erhöht die Menge des inneren Abgasanteils (verschlechtert den Verbrennungszustand) zur Verschiebung des MBT-Punkts in Richtung auf die Seite der Verzögerung.
– Das Vorrücken der Ventilverstellung für das Einlassventil erhöht die Menge des inneren Abgasanteils zur Verschiebung des Klopf-Grenzpunkts in Richtung auf die Seite der Verzögerung. Dieses erhöht auch die wesentliche Einlasstemperatur und das tatsächliche Kompressionsverhältnis zur Verschiebung des Klopf-Grenzpunkts in Richtung auf die Seite des Vorrückens.
– Die Verzögerung der Ventilverstellung für das Abgasventil erhöht die Menge des inneren Abgasanteils zur Verschiebung des MBT-Punkts und des Klopf-Grenzpunkts auf die Seite des Vorrückens.
– Die Verzögerung der Ventilverstellung für das Abgasventil erhöht auch die wesentliche Einlasstemperatur. Der Effekt der Erhöhung auf den Klopf-Grenzpunkt ist jedoch weniger signifikant als der einer Erhöhung der Menge des inneren Abgasanteils.

Es erfolgt nun eine Beschreibung der Weise der Berechnung des Klopf-Grenzpunkts und des MBT-Punkts gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der Variationstendenz mit Bezug auf eine Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung wie oben beschrieben.
(Berechnung des MBT-Punkts)
Zunächst wird mit Bezugnahme auf 14 eine Beschreibung der Weise der Berechnung des MBT-Punkts gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
Zur Berechnung des MBT-Punkts wird der MBT-Basispunkt ambtvof zunächst gemäß Gleichung (12) bestimmt, die oben dargestellt ist, wobei dies auf der Basis der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast, (z. B. dem Grad der Drosselventilöffnung ta) erfolgt. Ferner wird die Basisdifferenz des MBT-Punkts kambt bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast gemäß der oben dargestellt Gleichung (16) bestimmt.
Der MBT-Basispunkt ambtvof zeigt den Zündzeitpunkt, an dem das maximale Drehmoment bei den vorliegenden Werten der Motorgeschwindigkeit und der Motorlast erhalten wird, wenn die Ventilüberdeckung 0 ist. Die Basisdifferenz des MBT-Punkts kambt zeigt die Differenz des Zündzeitpunkts zwischen (I) und (II).

(I) Zündzeitpunkt, bei dem das maximale Drehmoment bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast erhalten wird, wenn ein anfänglicher Zielwert, der keinen Korrekturen entsprechend den Abscheidungen unterworfen wurde, als gesetzter Wert einer Ventilbetätigung gesetzt wird.
(II) Zündzeitpunkt, bei dem das maximale Drehmoment bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast erhalten wird, wenn die Größe der Ventilüberdeckung 0 ist.

Dann wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (26) ein Überdeckungsverhältnis tovrp durch Dividieren einer tatsächlichen Größe des Überdeckens ovrpreal durch eine Größe des anfänglichen Überdeckens ovrptbi bestimmt. Die Größe des anfänglichen Überdeckens ovrptbi zeigt eine Größe der Ventilüberdeckung an, die beobachtet wird, wenn der gesetzte Wert der Ventilbetätigung (die Ventilverstellung für das Einlassventil oder Auslassventil oder dergleichen) auf einen Steuerzielwert gesetzt ist und keinen Korrekturen in Übereinstimmung mit Abscheidungen unterworfen wurde. Im Gegensatz dazu zeigt die tatsächliche Größe der Ventilüberdeckung ovpreal eine bei dem gegenwärtig gesetzten Wert der Ventilbetätigung beobachtete Größe der Ventilüberdeckung, das heißt, nachdem der gesetzte Wert der Ventilbetätigung entsprechend den Abscheidungen korrigiert worden ist.
Nachfolgend wird gemäß der unten angegebenen Gleichung (27) ein Korrekturkoeffizient für den MBT-Punkt kavvtmbt gemäß der tatsächlichen Größe des Überdeckens ovrpreal durch Quadrieren des ermittelten Überdeckungsverhältnisses tovrp bestimmt. Der Korrekturkoeffizient des MBT-Punkts kavvtmbt ist grundsätzlich der gleiche wie der Korrekturkoeffizient des Vorverlegens der VVTkavvt gemäß der ersten Ausführungsform. kavvtmbt = (tovrp)2 (27)
Außerdem wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (28) die Größe des Vorverlegens kvtmbt für den MBT-Punkt, die der tatsächlichen Größe des Überdeckens ovrpreal entspricht, durch Multiplizieren des Korrekturkoeffizienten des MBT-Punkts kavvtmbt mit der Differenz des MBT-Basispunkts kambt bestimmt. Die so berechnete Korrekturgröße des Vorverlegens kvtmbt am MBT-Punkt ist proportional dem Quadrat des Überdeckungsverhältnisses tovrp. kvtmbt = kavvtmbt × kambt (28)
Dann wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (29) der MBT-Punkt ambt durch Addieren der bestimmten Korrekturgröße des Vorverlegens am MBT-Punkt zu dem MBT-Basispunkt ambtvof ermittelt. ambt = ambtvof + kvtmbt (29)
14 zeigt die Berechnungsweise des MBT-Punkts ambt, wenn das Überdeckungsverhältnis tovrp einen festgelegten Wert TO1 besitzt. Die obige Berechnungsweise des MBT-Punkts ambt ist grundsätzlich ähnlich zu der in der ersten Ausführungsform verwendeten.
(Berechnung des Klopf-Grenzpunkts)
Die Klopf-Grenzpunkte (erster Klopf-Grenzpunkt aknok1 und zweiter Klopf-Grenzpunkt aknok2) gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden nun unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. 15 erläutert die Berechnungsweise des ersten Klopf-Grenzpunkts aknok1. Dies ist jedoch grundsätzlich ähnlich der Berechnungsweise des zweiten Klopf-Grenzpunkts aknok2.
Zur Berechnung von beiden Klopf-Grenzpunkten werden zuerst der erste Klopf-Basisgrenzpunkt aknokvof und der zweite Klopf-Basisgrenzpunkt aknokdse gemäß den oben dargestellten Gleichungen (13) und (14) bestimmt. Ebenso wird gemäß Gleichung (17) der Basisunterschied des Klopf-Grenzpunkts kaknk berechnet.
Nachfolgend wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm gemäß der nachfolgenden Gleichung (30) auf der Basis der gegenwärtigen Werte der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast bestimmt. Die Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm ist eine Größe der Ventilüberdeckung, wenn der Klopf-Grenzpunkt den oben beschriebenen Tiefpunkt P zeigt, wenn der gesetzte Wert der Ventilbetätigung auf die gegenwärtigen Werte der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast verändert wird. Die Werte der Größe des Tiefpunkts des Überdeckens ovrpbtm unter den jeweiligen Motorbedingungen sind be reits durch Experimente oder dergleichen bestimmt und im Speicher der elektronischen Steuereinheit 16 als Tabelle gespeichert. ovrpbtm = f8(ne, ta) (30)
Wie oben beschrieben, bewirkt eine Erhöhung der Motorlast eine Verschiebung des Tiefpunkts P des Klopf-Grenzpunkts in Richtung auf die Seite des Vorrückens der Ventilverstellung für das Einlassventil, d. h. um so die Größe der Ventilüberdeckung zu erhöhen. In diesem Verbrennungsmotor 10 ist in Bereichen mit einer bestimmten Last oder schwerer die Größe des Bodenpunkts der Überdeckung ovrpbtm größer als die anfängliche Größe der Überdeckung ovrptbi, wie in 15(b) dargestellt. In diesem Fall wird die Berechnungsweise der Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk am Klopf-Grenzpunkt zwischen leichten und mittleren Lastbereichen gewechselt, in denen die Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm höchstens die anfängliche Größe der Überdeckung ovrptbi wie in 15(a) dargestellt ist, erreicht, und Schwerlastbereichen, in denen die Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm die Größe der anfänglichen Überdeckung ovrptbi wie in 15(b) dargestellt, überschreitet.
Zunächst wird für die geringen bis mittleren Lastbereiche nach Berechnung der Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm die Tiefpunktdifferenz des Klopf-Grenzpunkts kvtknkbtm gemäß der nachfolgenden Gleichung (31) auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen (Motorgeschwindigkeit ne und Motorlast) bestimmt. Die Werte der Differenz des Tiefpunkts des Klopf-Grenzpunkts kvtknkbtm unter den jeweiligen Motorbetriebsbedingungen sind bereits durch Experimente oder dergleichen bestimmt und in dem Speicher der elektronischen Steuereinheit 16 als Tabelle gespeichert. Die Differenz des Tiefpunkts des Klopf-Grenzpunkts kvtknkbtm zeigt die Differenz des Zündzeitpunkts zwischen (III) und (IV), die nachfolgend beschrieben ist.

(III) Zündzeitpunkt, bei dem die Größe der Ventilüberdeckung gleich der Größe des Tiefpunkts der Ventilüberdeckung bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast ist.
(IV) Zündzeitpunkt, bei dem die Größe der Ventilüberdeckung bei den gegenwärtigen Werten der Motorgeschwindigkeit ne und der Motorlast 0 ist. kvtknkbtm = f9(ne, ta) (31)

Dann wird die Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk für den Klopf-Grenzpunkt, die der tatsächlichen Größe der Überdeckung ovrpreal entspricht, gemäß der nachfolgenden Gleichung (32) oder (33) bestimmt. 15(a) zeigt ein Beispiel der Berechnungsweise der Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk, wenn die Größe der tatsächlichen Überdeckung ovrpreal einen festgelegten Wert O1 in einem geringen bis mittleren Lastbereich besitzt.
Andererseits wird für die Schwerlastbereiche, in denen die Größe des Tiefpunkts der Überdeckung ovrpbtm die anfängliche Größe der Überdeckung ovrptbi überschreitet, die Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk für den Klopf-Grenzpunkt, die der tatsächlichen Größe der Überdeckung ovrpreal entspricht, gemäß der nachfolgenden Gleichung (34) bestimmt. 15(b) zeigt ein Beispiel der Berechnungsweise der Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk, wenn die tatsächliche Größe der Überdeckung ovrpreal einen festgelegten Wert O2 in einem solchen Schwerlastbereich besitzt.
Ist einmal die Korrekturgröße für das Vorverlegen kvtknk für den Klopf-Grenzpunkt bestimmt, werden der erste Klopf-Grenzpunkt aknok1 und der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 gemäß den nachfolgenden Gleichungen (35) und (36) jeweils durch Addieren der ermittelten Korrekturgröße des Vorverlegens kvtknk zu dem ersten Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokvof und dem zweiten Basis-Klopf-Grenzpunkt aknokbse bestimmt. aknok1 = aknokvof + kvtknk (35) aknok2 = aknokbse + kvtknk (36)
In der vorliegenden Ausführungsform wird somit die Berechnungsweise der Korrekturgröße des Vorverlegens zwischen dem MBT-Punkt und dem Klopf-Grenzpunkt unter Berücksichtigung der Differenz zwischen dem MBT-Punkt und dem Klopf-Grenzpunkt in der von dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung abhängigen Variationsweise wie oben beschrieben gewechselt. Das heißt, für den MBT-Punkt wird die Korrekturgröße des Vorverlegens kvtmbt als ein zu dem Quadrat der Größe der Ventilüberdeckung proportionaler Wert bestimmt. Für den Klopf-Grenzpunkt wird der Korrekturwert des Vorverlegens kvtknk als ein mit Bezug auf die Größe der Ventilüberdeckung in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt variierender Wert bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform werden auf der Basis dieser berechneten Werte der maximal vorgerückte Zündzeitpunkt absef, der maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf, der erforderliche Zündzeitpunkt afin und andere auf die selbe Weise wie in der ersten Ausführungsform berechnet.
Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform kann die nachfolgend beschriebenen Vorteile zu den oben in (1) bis (4) beschriebenen liefern.

(5) In der vorliegenden Ausführungsform wird die Korrekturgröße für das Vorverlegen für den Klopf-Grenzpunkt so gesetzt, um, in quadratischer Kurvenform mit einem Tiefpunkt, bezüglich des gesetzten Werts der Ventilbetätigung (Ventilverstellung oder Größe der Ventilüberdeckung) der auf der Basis der Größenordnung einer Verän derung des Zündzeitpunkts verändert wurde, die von der Klopfsteuerung zur Bewältigung der Abscheidungen durchgeführt wurde, zu variieren. Dementsprechend kann der Klopf-Grenzpunkt oder der MBT-Punkt auch auf geeignete Weise in Verbindung mit einer Veränderung der wesentlichen Einlasstemperatur oder dem tatsächlichen Kompressionsverhältnis verändert werden, die eine Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung begleiten.

Die Gleichungen für die Berechnungen des MBT-Punkts und des Klopf-Grenzpunkts gemäß der vorliegenden Ausführungsform können wie erforderlich verändert werden. Die Einzelheiten der Berechnungsweisen können, soweit erforderlich, beliebig verändert werden, solange die Berechnungen so ausgeführt werden, dass die Korrekturgröße des Vorrückens kvtkmk für den Klopf-Grenzpunkt so gesetzt ist, dass sie mit Bezug auf den gesetzten Wert der Ventilbetätigung (Ventilverstellung oder Größe der Ventilüberdeckung) in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt variiert.
Wie oben beschrieben, tendiert der MBT-Punkt in einigen Betriebsbereichen, wie Bereichen geringer Last, auch zur Variation mit Bezug auf den gesetzten Wert der Ventilbetätigung in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt. Für diese Betriebsbereiche wird die Korrekturgröße des Vorverlegens für den MBT-Punkt so gesetzt, dass er bezüglich des gesetzten Werts der Ventilbetätigung in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt variiert, wie in dem Fall der Korrekturgröße des Vorverlegens für den Klopf-Grenzpunkt gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In diesem Fall kann der MBT-Punkt so gesetzt werden, dass er zu der in diesen Operationsbereichen beobachteten Variationstendenz passt.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nachfolgend mit Bezugnahme auf die 16 bis 18 beschrieben. Hauptsächlich werden die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsformen diskutiert.
Die erste Ausführungsform verwendet als Lernwerte für die Klopf-Steuerung des Zündzeitpunkts zwei Lernwerte, die den Ratenlernwert rgknk, der eine zur Bewältigung von Abscheidungen durchgeführte Veränderung des Zündzeitpunkts reflektiert, und den KCS-Lernwert agknk einschließt, der eine zur Bewältigung eines anderen Faktors als Abscheidungen durchgeführte Veränderung des Zündzeitpunkts reflektiert. Nachfolgend wird eine Beschreibung der Weise des Auffrischens dieser Lernwerte gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs merklich von Null abweicht (akcs < –1A oder akcs > A), beide Lernwerte aufgefrischt. Dann wird eine Größe des Lernauffrischens tdl auf der Basis der Größenordnung der Abweichung bestimmt. Die Größe des Lernauffrischens tdl zeigt die Summe der Größe des Auffrischens an einem KCS-Rückkopplungsstartpunkt (erforderlicher Zündzeitpunkt afin zur Zeit akcs = 0), die vom Auffrischen des KCS-Lernwerts agknk resultiert, und der Größe des Auffrischens am KCS-Rückkopplungsstartpunkt, die von dem Auffrischen des Ratenlernwerts rgknk resultiert. Das heißt, die Gesamtgröße der für den KCS-Rückkopplungsstartpunkt erforderlichen Auffrischungen.
Dann wird die Größe des Lernauffrischen tdl in einen in dem KCS-Lernwert agknk reflektierten Teil und einen in dem Ratenlernwert rgknk reflektierten Teil aufgeteilt. In diesem Fall wird die Rate jeder Auffrischungsgröße, die auf den entsprechenden Lernwert verteilt wurde, grob gemäß der Motorlast, wie in 16 erläutert, bestimmt. Zum Beispiel wird erwartet, dass eine niedrige Wahrscheinlichkeit existiert, dass ein Klopfen durch einen anderen Faktor als Abscheidungen in den Bereichen geringer Last hervorgerufen wird. Dementsprechend wird für die obige Verteilung die in dem Ratenlernwert rgknk reflektierte Auffrischungsgröße (Verteilungsrate) erfüllt. Wenn die Motorlast zunimmt, existiert eine größere Wahrscheinlichkeit, dass ein Klopfen durch einen anderen Faktor als die Abscheidungen in den Bereichen geringer Last hervorgerufen wird. Dementsprechend wird mit einer Zunahme der Motorlast die in dem Ratenlernwert rgknk reflektierte Auffrischungsgröße herabgesetzt, während die in dem KCS-Lernwert agknk reflektierte Auffrischungsgröße erhöht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Verteilungsrate der Lernauffrischungsgröße tdl durch ein Verteilungsverhältnis tk angezeigt. Das Verteilungsverhältnis tk weist auf die Rate der Lernauffrischungsgröße tdl, die von der in dem KCS-Lernwert agknk reflektierten Auffrischungsgröße aufgenommen ist. Insbesondere besitzt das Verteilungsverhältnis tk einen Wert zwischen 0 und 1. Für die Bereiche geringer Last wird das Verteilungsverhältnis tk als ein kleiner Wert nahe 0 gesetzt (z. B. 0,25). Wenn die Motorlast zunimmt, erhöht sich der Wert des Verteilungsverhältnisses tk bis zu einem Wert nahe 1 (z. B. 0,5). Dann werden auf der Basis des gesetzten Verteilungsverhältnisses tk die Auffrischungsgröße Δagknk für den KCS-Lernwert und die Auffrischungsgröße Δrgknk für den Ratenlernwert rgknk gemäß den nachfolgenden Gleichungen (37) und (38) berechnet. Δagknk = tk × tdl (37) Δrgknk = (1 – tk) × (–tdl)/DLAKNOK (38)
Wenn die Motorlast über einen spezifizierten Wert zunimmt, ist der Effekt eines anderen Faktors als der Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens signifikant größer als der der Abscheidungen. Dementsprechend wird verhindert, dass der Ratenlernwert aufgefrischt wird. Dann ist die gesamte Lernauffrischungsgröße tdl in dem KCS-Lernwert agknk reflektiert. Hier wird der Motorbetriebsbereich, in dem verhindert wird, dass der Ratenlernwert rgknk aufgefrischt wird, ein Bereich genannt, in dem ein Ratenlernen verhindert ist.
Wenn beide Lernwerte auf die obige Weise aufgefrischt werden, können die in (A) und (B) beschriebenen Probleme auftreten.
(A) Unzureichendes Auffrischen, hervorgerufen durch für jeden Lernwert gesetzte Schutzwerte für die maximale und untere Grenze.
Normalerweise werden ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert für jeden Lernwert gesetzt. Es wird verhindert, dass der Lernwert aufgefrischt wird, um so über den oberen Grenzwert erhöht oder unter den unteren Grenzwert verringert zu werden, sogar wenn das erforderlich ist. Zum Beispiel ist der Ratenlernwert rgknk auf den Auffrischungsbereich von 0 bis 1 beschränkt. Dementsprechend nimmt der Ratenlernwert rgknk nicht unter 0 ab oder erhöht sich nicht über 1. Insbesondere ein oberer Grenzwert RGKMX von 1 und ein unterer Grenzwert RGKMN von 0 werden für den Ratenlernwert rgknk gesetzt. Ferner werden ein oberer Grenzwert AGKMX (z. B. 19°CA) und ein unterer Grenzwert AGKMN für den KCS-Lernwert agknk gesetzt. Dementsprechend ist der KCS-Lernwert agknk immer wenigstens der untere Grenzwert AGKMN und höchstens der obere Grenzwert AGKMX.
In diesem Fall, wenn entweder die Lernwerte gleich dem oberen oder unteren Grenzwert sind, kann die obige Verteilung ein erforderliches Auffrischen ausschließen. Zum Beispiel, wenn der Lernwert gleich dem oberen Grenzwert ist, kann er nicht aufgefrischt werden, um weiter zuzunehmen. Wenn der Lernwert gleich dem unteren Grenzwert ist, kann er nicht aufgefrischt werden, um weiter abzunehmen. Wenn eine solche Situation damit fortfährt, das Auffrischen des Lernwertes zu verzögern, dann kann die allgemeine Lerngeschwindigkeit abnehmen. Als ein Ergebnis kann es sein, dass der KCS-Rückkopplungsstartpunkt nicht adäquat korrigiert wird. Daher kann die KCS-Rückkopplung unzureichend reagieren.
(B) Unpassender Lernwert
Durch Variieren des gesetzten Werts der Ventilbetätigung in Abhängigkeit des Status' von Abscheidungen, der auf der Basis des Ratenlernwerts rgknk wie oben beschrieben bestimmt wurde, ist es möglich, den Effekt von Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens zu reduzieren. Das heißt, es ist unwahrscheinlich, dass ein Klopfen durch Abscheidungen hervorgerufen wird. Trotzdem kann, wenn die Lernwerte immer einheitlich aufgefrischt werden, der Ratenlernwert rgknk mit zunehmender Korrekturgröße für den gesetzten Wert der Ventilbetätigung, der Abscheidungen entspricht, übermäßig aufgefrischt werden. Folglich weichen beide Lernwerte von der tatsächlichen Situation ab. Dies kann in einem Auftreten eines Klopfens auf Grund eines zu starken Vorrückens des Zündzeitpunkts resultieren oder der Verschlechterung der Ausgangsleistung oder der Kraftstoffeffizienz aufgrund einer zu starken Verzögerung des Zündzeitpunkts.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform der nachfolgend beschriebene Prozess zum Lösen der Probleme (A) und (B) ausgeführt.
Zunächst wird als eine Lösung zu dem Problem (A), wenn einer der Lernwerte aufgrund des oberen oder unteren Grenzwerts nicht wie erforderlich aufgefrischt werden kann, die gesamte Lernauffrischungsgröße tdl in dem anderen Lernwert reflektiert, unabhängig von der Festlegung des Verteilungsverhältnisses tk. Somit werden, sogar wenn einer der Lernwerte nicht aufgefrischt werden kann, die Lernwerte als Ganzes adäquat aufgefrischt. Dieses ermöglicht vorteilhafter Weise, eine Abnahme der Lerngeschwindigkeit oder eine Verschlechterung der Reaktionszeit der KCS-Rückkopplung zu vermeiden.
Als eine Lösung zu dem Problem (B) wird in der vorliegenden Ausführungsform der Bereich, in dem ein Ratenlernen verhindert ist, gemäß einer Vergrößerung der Korrekturgröße für den gesetzten Wert der Ventilbetätigung, der Abscheidungen entspricht, vergrößert. Genauer wird in der vorliegenden Ausführungsform verhindert, dass der Ratenlernwert rgknk auf der Bedingung beruhend aufgefrischt wird, dass der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 gleich oder niedriger als ein festgelegter Bestimmungswert DLKNOK ist.
17 zeigt die Weise der Festlegung des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist. Wie in dieser Figur dargestellt, verschiebt sich der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 in Richtung auf die Seite der Verzögerung, wenn die Motorlast zunimmt. Die durchgezogene Linie in dieser Figur weist auf eine Übergangskurve (anfängliche Werte) des zweiten Klopf-Grenzpunkts aknok2 mit Bezug auf die Motorlast vor einer Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung, der der Abscheidung von Abscheidungen entspricht. Die alternierend lang und kurz gestrichelte Linie in der Figur weist auf eine Übergangskurve (gegenwärtige Werte) nach der Veränderung. Wenn der gesetzte Wert der Ventilbetätigung somit in Übereinstimmung mit Abscheidungen verändert wird, wird der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 in Richtung der Seite der Verzögerung verschoben. Folglich ist der Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, in dem der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 gleich oder niedriger als der Bestimmungswert DLKNOK ist, in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Größenordnung einer Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung, der Abscheidungen entspricht, vergrößert. Dies beschränkt das Auffrischen des Ratenlernwerts rgkmk so, dass die Erhöhung der Größenordnung einer Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung, der Abscheidungen entspricht, somit den Effekt von Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens reduziert. Daher sind beide Lernwerte daran gehindert, von der tatsächlichen Situation abzuweichen.
18 ist ein Flussdiagramm des oben beschriebenen Prozesses des Ventilauffrischens gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die elektronische Steuereinheit 16 führt den in der Figur dargestellten Prozess periodisch aus, während der Motor in Betrieb ist. In der vorliegenden Ausführungsform werden der KCS-Lernwert agknk und der Ratenlernwert rgknk einzeln für jeden einer Vielzahl von Bereichen berechnet, in die der Betrieb gemäß der Motorgeschwindigkeit ne unterteilt ist. In der nachfolgenden Beschreibung sind die Lernbereiche mit den Nummern 1, 2, ... n gekennzeichnet. Der KCS-Lernwert agknk und der Ratenlernwert rgknk für jedes Lernen sind mit agknk [i] und rgknk [i] bezeichnet (i weist auf die Nummer des Lernbereichs).
Wenn der vorliegende Prozess gestartet wird, bestimmt die elektronische Steuereinheit 16 zuerst in Schritt S100, ob die Bedingungen für das Auffrischen des KCS-Lernwerts agknk und des Ratenlernwerts rgknk festgelegt worden sind oder nicht. Die Auffrischungsbedingungen werden als festgelegt angenommen, wenn sämtliche der nachfolgend beschriebenen Bedingungen festgelegt sind.

– Die Motorgeschwindigkeit ne liegt innerhalb eines festgelegten Bereichs und nicht in einem Bereich extrem niedriger oder hoher Drehzahlen.
– Eine festgelegte oder längere Zeit ist verstrichen, seitdem eine Übergangs-Betriebsgeschwindigkeit, wie eine schnelle Beschleunigung oder Verzögerung, beendet ist und der Motorbetriebszustand nicht instabil ist.
– Der Verbrennungsmotor 10 ist aufgewärmt.
– Die Motorlast ist auf einem festgelegten Wert oder größer und nicht in einem Bereich einer extrem geringen Last.

Wenn die Auffrischungsbedingungen nicht festgelegt sind (NEIN), stoppt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess. Andererseits, wenn die Auffrischungsbedingungen festgelegt sind (JA), rückt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu Schritt S200 zum Start eines Prozesses der Berechnung der Lernauffrischungsgröße tdl vor.
(Berechnung der Lernauffrischungskurve tdl)
Nach Fortführen des Prozesses zu Schritt S200 berechnet die elektronische Steuereinheit 16 die Lernauffrischungsgröße tdl auf die nachfolgend beschriebene Weise. In diesem Berechnungsprozess wird auf der Basis des KCS-Rückkopplungskorrekturwerts akcs bestimmt, ob die Abweichung des Lernwerts in Richtung auf die Seite des Vorrückens oder Verzögerns groß ist oder nicht. Speziell bestimmt die elektronische Steuereinheit 16, dass die Abweichung des Lernwerts in Richtung der Seite des Vorrückens groß ist, wenn der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs kleiner als ein festgelegter negativer Wert (–A) ist (S200: JA). Die elektronische Steuereinheit 16 bestimmt, dass die Abweichung des Lernwerts in Richtung auf die Seite der Verzögerung vorliegt, wenn der KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs einen festgelegten positiven Wert A überschreitet (S220: JA).

(a) Wenn die Abweichung eines Lernwerts in Richtung auf die Seite des Vorrückens groß ist. Wenn die Abweichung eines Lernwerts in Richtung auf die Seite des Vorrückens groß ist, führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S210 fort. Die elektronische Steuereinheit 16 berechnet somit die Lernauffrischungsgröße tdl, um den KCS-Rückkopplungsstartpunkt so zu korrigieren, dass er in Richtung auf die Seite der Verzögerung verschoben wird (ein Verzögerungsprozess). Speziell setzt die elektronische Steuereinheit 16 im Schritt S210 die Lernauffrischungsgröße tdl durch Addieren des obigen Werts A zu dem gegenwärtigen KCS-Rückkopplungskorrekturwert akcs.
(b) Wenn die Abweichung des Lernwerts in Richtung der Seite einer Verzögerung groß ist. Wenn die Abweichung des Lernwerts in Richtung der Seite der Verzögerung groß ist, führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S230 fort. Die elektronische Steuereinheit 16 berechnet somit die Lernauffrischungsgröße tdl, um so den KCS-Rückkopplungsstartpunkt so zu korrigieren, dass er in Richtung auf die Seite des Vorrückens verschoben wird (ein Prozess des Vorrückens). Speziell setzt die elektronische Steuereinheit 16 in Schritt S230 die Lernauffrischungsgröße tdl auf einen festgelegten Wert TDL[i] (in diesem Fall bezeichnet i die Zahl des Lernbereichs), der für jeden Lernbereich gesetzt ist.
(c) Andere Fälle Wenn die Abweichung des Lernwerts klein ist (S200: NEIN und S220: NEIN), führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S240 fort. In Schritt S240 setzt die elektronische Steuereinheit die Lernauffrischungskurve tdl auf 0.

(Berechnung des Verteilungsverhältnisses tk)
Nachdem die Lernauffrischungsgröße tdl auf die Weise gesetzt wurde, führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S300 zum Start einer Berechnung des Verteilungsverhältnisses tk fort. In diesem Prozess wird das Verteilungsverhältnis tk wie in (d) bis (f) beschrieben berechnet.

(d) Wenn der Ratenlernwert rgknk nicht aufgefrischt werden kann, weil er sich am Maximum oder Minimum befindet. Wenn der Ratenlernwert rgknk gleich seines oberen Grenzwerts RGKMX oder seines unteren Grenzwerts RGKMN ist und somit nicht wie erforderlich aufgefrischt werden kann (S300: JA), führt die elektronische Steuereinheit dem Prozess zu einem Schritt S310 fort. Das Vorliegen der obigen Situation wird insbesondere durch Überprüfen bestimmt, ob eine Bedingung (d1) oder (d2), nachfolgend beschrieben, festgelegt ist oder nicht.
(d1) Der Ratenlernwert rgknk ist gleich dem unteren Grenzwert RGKMN (= 1) und die Lernratenauffrischungsanforderung weist auf eine Verschiebung in Richtung der Seite des Vorrückens, d. h. der Lernauffrischungswert tdl ist größer als 0.
(d2) Der Ratenlernwert rgknk ist gleich dem oberen Grenzwert RGKMX (= 0) und die Lernratenauffrischungsanforderung weist auf eine Verschiebung in Richtung der Seite der Verzögerung, d. h. der Lernauffrischungswert tdl ist kleiner als 0. In diesem Fall setzt die elektronische Steuereinheit 16 in Schritt S310 das Verteilungsverhältnis tk so, dass die gesamte Lernauffrischungsgröße tdl in dem KCS-Lernwert agknk reflektiert ist. Das heißt in diesem Fall, das Verteilungsverhältnis tk wird auf den Wert 1 gesetzt.
(e) Wenn der KCS-Lernwert agknk nicht aufgefrischt werden kann, weil er sich in einem Maximum oder Minimum befindet. Wenn der KCS-Lernwert agknk gleich seinem oberen Grenzwert AGKMX oder seinem unteren Grenzwert AGKMN ist und somit nicht wie erforderlich aufgefrischt werden kann (S220: JA), führt die elektronische Steuereinheit den Prozess zu einem Schritt S230 fort. Das Vorliegen der obigen Situation wird speziell durch Überprüfen festgestellt, ob eine Bedingung (e1) oder (e2), nachfolgend beschrieben, festgelegt ist oder nicht.
(e1) Der KCS-Lernwert agknk ist gleich dem oberen Grenzwert AGKMX und die Lernauffrischungsanforderung weist auf eine Verschiebung in Richtung der Seite des Vorrückens, d. h. der Lernauffrischungswert tdl ist größer als 0.
(e2) Der KCS-Lernwert agknk ist gleich dem unteren Grenzwert AGKMN und die Lernauffrischungsanforderung weist auf eine Verschiebung in Richtung der Seite der Verzögerung, d. h. der Lernauffrischungswert tdl ist kleiner als 0. In diesem Fall setzt die elektronische Steuereinheit 16 in Schritt S330 das Verteilungsverhältnis tk so, dass die gesamte Lernauffrischungskurve tdl in dem Ratenlernwert rgknk reflektiert wird. Das heißt in diesem Fall, das Verteilungsverhältnis tk wird auf den Wert 0 gesetzt.
(f) Ein anderer Fall als in (d) und (e) In einem anderen Fall als in (d) und (e), d. h., wenn beide Lernwerte aufgefrischt werden können (S300: NEIN und S320: NEIN), führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S340 fort. Dann berechnet die elektronische Steuereinheit 16 das Verteilungsverhältnis tk auf der Basis der Motorlast. In diesem Fall ist das Verteilungsverhältnis tk z. B. auf 0,25 für Bereiche geringer Last gesetzt und auf 0,5 für Bereiche mit einer spezifischen Last oder größer.

(Auffrischen eines Lernwerts)
Nach dem Setzen der Lernauffrischungsgröße tdl und des Verteilungsverhältnisses tk wie oben beschrieben führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S400 zum Start eines Prozesses des Auffrischens der Lernwerte fort.
In Schritt S400 bestimmt die elektronische Steuereinheit 16, ob der Betrieb in dem Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, erfolgt oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt durch Überprüfen, ob der zweite Klopf-Grenzpunkt aknok2 kleiner als der festgelegte Bestimmungswert DLKNOK ist oder nicht, wie oben beschrieben (siehe 17).
Wenn der Betrieb nicht in dem Bereich erfolgt, in dem Ratenlernen verhindert ist (S400: NEIN), führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S410 fort. In diesem Schritt führt die elektronische Steuereinheit 16 ein Auffrischen durch, um die Lernauffrischungsgröße tdl auf beide Lernwerte gemäß dem Verteilungsverhältnis tk zu verteilen. Zu dieser Zeit wird der KCS-Lernwert agknk durch Addieren der Auffrischungsgröße Δagknk, bestimmt unter Verwendung der oben dargestellten Gleichung (37) zu dem gegenwärtigen Wert aufgefrischt (agknk[i] ← agknk[i] + Δagknmk). Ferner wird zu dieser Zeit der Ratenlernwert rgknk durch Addieren der Auffrischungsgröße Δrgknk, die unter Verwendung der oben dargestellten Gleichung (38) bestimmt wurde, zu dem gegenwärtigen Wert aufgefrischt (rgknk[i] ← rgknk[i] + Δrgknk).
Andererseits, wenn der Betrieb in dem Bereich erfolgt, in dem Ratenlernen verhindert ist (S400: JA), führt die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess zu einem Schritt S420 fort. Im Schritt S420 führt die elektronische Steuereinheit 16 ein Auffrischen durch, um die gesamte Lernauffrischungsgröße tdl in dem KCS-Lernwert agknk zu reflektieren. Speziell der aufgefrischte KCS-Lernwert agknk wird durch Addieren der Lernauffrischungsgröße tdl zu dem gegenwärtigen Wert, basierend auf der nachfolgenden Gleichung (39) berechnet. In diesem Fall wird der Ratenlernwert rgknk ohne aufgefrischt zu werden auf dem gegenwärtigen Wert gehalten. agknk[i] = agknk[i] + tdl (39)
Nach dem so erfolgten Auffrischen der Lernwerte beendet die elektronische Steuereinheit 16 den Prozess. In den oben beschriebenen Ausführungsformen entspricht der Ratenlernwert rgknk dem ersten Lernwert, während der KCS-Lernwert agknk dem zweiten Lernwert entspricht.
Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform kann die nachfolgend beschriebenen Vorteile zusätzlich zu denen in (1) bis (4) beschriebenen liefern.

(6) In der vorliegenden Ausführungsform werden beide Lernwerte durch Bestimmung der Lernauffrischungsgröße tdl aufgefrischt, welches die Gesamtgröße der für den Rückkopplungsstartpunkt der Klopf-Steuerung erforderlichen Auffrischungen ist, Bestimmen des Verteilungsverhältnisses tk, welches die Reflektionsrate der Lernauffrischungsgröße tdl in jedem Lernwert ist, und Bestimmen der Auffrischungsgröße in jedem Lernwert auf der Basis der Lernauffrischungsgröße tdl und des Verteilungsverhältnisses tk. Der Rückkopplungsstartpunkt der Klopf-Steuerung wird somit vorzugsweise anstelle der Verwendung der zwei Lernwerte aufgefrischt.
(7) In der vorliegenden Ausführungsform wird das Verteilungsverhältnis tk in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen variabel gesetzt. Genauer wird das Verteilungsverhältnis tk variabel so gesetzt, dass mit einer Erhöhung der Motorlast das Verteilungsverhältnis (1 – tk) der Lernauffrischungsgröße tdl zu dem Ratenlernwert rgknk abnimmt, während das Verteilungsverhältnis (tk) der Lernauffrischungsgröße tdl zu dem KCS-Lernwert agknk zunimmt. Dies ermöglicht es, den Level des Auffrischens des Ratenlernwerts zu reduzieren, während sich die Motorlast erhöht, um den Effekt von Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens relativ herabzusetzen. Dieses unterdrückt das übermäßige Auffrischen des Ratenlernwerts rgknk. Es ist somit möglich, die Lerngenauigkeit beider Lernwerte weiter zu verbessern.
(8) In der vorliegenden Ausführungsform wird die gesamte Lernauffrischungsgröße tdl, wenn einer der Lernwerte nicht aufgefrischt werden kann, weil er sich an dem Maximum oder Minimum seines Auffrischungsbereichs befindet, in dem anderen Lernwert reflektiert, unabhängig von der Festlegung des Verteilungsverhältnisses tk. Dementsprechend kann, sogar wenn einer der Lernwerte nicht aufgefrischt werden kann, der andere Lernwert zum Kompensieren des entsprechenden Auffrischens verwendet wer den. Dies ermöglicht vorzugsweise, eine Abnahme der Lerngeschwindigkeit oder die Verschlechterung der Reaktionszeit der Zündzeitpunktrückkopplung der Klopf-Steuerung zu vermeiden.
(9) In der vorliegenden Ausführungsform wird der Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, variabel in Übereinstimmung mit der Größenordung einer Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung, die auf der Größenordnung der Veränderung des Zündzeitpunkts basiert, die zur Bewältigung von Abscheidungen durchgeführt wurde, gesetzt. Genauer wird der Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, zur Seite einer geringen Last vergrößert, während die Größenordnung der Veränderung zunimmt. Dies ermöglicht die Reduktion des Levels des Auffrischens des Ratenlernwerts rgknk in Übereinstimmung mit einer Abnahme des Effekts der Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens, das eine Zunahme der Größenordung der Veränderung wie oben beschrieben begleitet. Daher kann die Abweichung des Lernwerts von der tatsächlichen Situation unterdrückt werden.

Die oben beschriebene vorliegende Ausführungsform kann wie nachfolgend beschrieben modifiziert werden.
In den obigen Ausführungsformen werden der Ratenlernwert rgknk und der KCS-Lernwert agknk für jeden der Lernbereiche bestimmt, in den der Betrieb entsprechend der Motorgeschwindigkeit unterteilt ist. Die Weise der Unterteilung kann jedoch wie erforderlich verändert werden; z. B. können die Lernbereiche gemäß der Motorlast weiter unterteilt werden. Alternativ ist es möglich, eine solche Unterteilung in die Lernbereiche nicht durchzuführen, sondern der allgemeine Ratenlernwert rgknk und der allgemeine KCS-Lernwert agknk können für sämtliche Motorbetriebsbereiche verwendet werden.
Für die Auffrischungsbedingungen der Lernwerte können die in der obigen Ausführungsform erläuterten wie erforderlich verändert werden.
In der obigen Ausführungsform wird das Verteilungsverhältnis tk in Übereinstimmung mit der Motorlast variabel gesetzt. Die Weise der Festlegung des Verteilungsverhältnisses tk kann wie erforderlich verändert werden. Zum Beispiel kann das Verteilungsverhältnis tk auf der Basis der Motorgeschwindigkeit ne zusätzlich zu der Motorlast bestimmt werden. Alternativ kann das Verteilungsverhältnis tk unter Verwendung eines anderen Steuerparameters (die Menge der Zuluft, die Menge des eingespritzten Kraftstoffs oder dergleichen) bestimmt werden, der die Motorlast reflektiert.
Für die Weise der Festlegung der Lernauffrischungsgröße tdl kann die in der obigen Ausführungsform erläuterte wie erforderlich geändert werden.
In der obigen Ausführungsform ist der Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, auf der Basis der zweiten Klopf-Grenze gesetzt. Die Weite der Festlegung kann jedoch wie erforderlich verändert werden. Zum Beispiel kann der Bereich, in dem Ratenlernen verhindert ist, direkt auf der Basis der Motorlast gesetzt werden. In diesem Fall kann der Vorteil in (9) durch Vergrößern des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist, in Richtung auf die Seite der geringen Last in Übereinstimmung mit der Größenordnung einer Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung, die auf der Größenordnung einer Veränderung des Zündzeitpunkts basiert, die zur Bewältigung von Abscheidungen durchgeführt wurde, erlangt werden.
Wenn das Problem (B) zu vernachlässigen ist, ist es erlaubt, das variable Setzen des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist, gemäß der Größenordnung einer Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung auszulassen. Wenn der Effekt der Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens nicht in sämtlichen Motorbetriebsbereichen vernachlässigbar ist, kann das Festlegen des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist, ausgelassen werden. Das heißt, es ist erlaubt, die Verarbeitung in den Schritten S400 und S420 des Prozesses des Auffrischens des Lernwerts auszulassen.
Wenn das Problem (A) zu vernachlässigen ist, kann die Verarbeitung in den Schritten S300, S310 und S320 des Prozesses zur Auffrischung des Lernwerts ausgelassen werden.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nachfolgend beschrieben. Es werden hauptsächlich die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsformen diskutiert.
In den obigen Ausführungsformen wird die Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts aufgrund von Abscheidungen akgrg, das heißt die Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts im Zusammenhang mit Abscheidungen, durch Multiplizieren der maximalen Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts DLAKNOK mit dem Ratenlernwert rgknk wie oben in Gleichung (7) dargestellt bestimmt. Wie oben beschrieben zeigt die maximale Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkt DLAKNOK die Verzögerungsgröße des erforderlichen Zündzeitpunkts afin, der zur Bewältigung der angenommen maximalen Menge an Abscheidungen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen erforderlich ist, unter denen der Effekt der Abscheidungen am deutlichsten ist. Das heißt, die maximale Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts DLAKNOK ist eine Konstante, die einer Differenz in dem erforderlichen Zündzeitpunkt zwischen dem Fall von keinen Abscheidungen und dem Fall der schlimmsten Abscheidungen unter den festgelegten Motorbetriebsbedingungen entspricht, unter denen der Effekt der Abscheidungen am deutlichsten ist.
Der Level des Effekts der Abscheidungen auf den Zündzeitpunkt variiert in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen. Dementsprechend wird, wenn die obige Differenz des erforderlichen Zündzeitpunkts genau bestimmt werden soll, dessen Größenordnung wünschenswerter Weise in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen gesetzt. Die Differenz des erforderlichen Zündzeitpunkts, z. B. basierend auf der Motorgeschwindigkeit und Motorlast, wird hierin nachfolgend als eine Ratenlernbreite dlaknok bezeichnet. Die Ratenlernbreite dlaknok ist z. B. wie in der nachfolgenden Gleichung (40) definiert. dlaknok = aknokbse + kaknk – aknoklmt (40)
In Gleichung (40) bezeichnet aknoklmt einen maximal verzögerten Klopf-Grenzpunkt, d. h. einen Klopf-Grenzpunkt unter angenommenen Bedingungen mit den schlimmsten Abscheidungen oder der schlimmsten Verbrennungsumgebung in dem gegenwärtigen Motorbetriebszustand. Der maximal verzögerte Klopf-Grenzpunkt aknoklmt wird auf der Basis der Motorgeschwindigkeit und der Motorlast unter Verwendung einer arithmetischen Tabelle berechnet, in der die maximalen Klopf-Grenzpunkte aknoklmt für die jeweiligen Motorbetriebsbedingungen gespeichert sind, die durch Experimente oder dergleichen bestimmt wurden.
Mit der Ratenlernbreite dlaknok werden der in der obigen Gleichung (23) dargestellte Korrekturterm adepvt und der in der obigen Gleichung (24) dargestellte maximal verzögerte Zündzeitpunkt akmf wie jeweils in den nachfolgenden Gleichungen (41) und (42) dargestellt berechnet. adepvt = dlaknok × rgknk (41) akmf = aknok2 – dlaknok × rgknk – RTD (42)
Ferner wird die Auffrischungsgröße Δrgkmk für den Ratenlernwert rgkmk in der oben dargestellten Gleichung (38) wie in der nachfolgenden Gleichung (43) dargestellt berechnet.
Wie oben beschrieben wird die Ratenlernbreite dlaknok in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen bestimmt und z. B. zur Berechnung des maximal verzögerten Zündzeitpunkts aknf und zum Auffrischen des Ratenlernwerts rgknk verwendet. Es ist dann möglich, den Zündzeitpunkt genauer zu steuern, während eine Variation in dem Level des Effekts der Abscheidungen auf den Zündzeitpunkt reflektiert wird, wobei die Variation von den Motorbetriebsbedingungen abhängt.
In den obigen Ausführungsformen wird die Menge des inneren Abgasanteils durch Verringern der Größe der Ventilüberdeckung der Motorventile in Übereinstimmung mit der Verzögerung des Zündzeitpunkts, die zur Bewältigung von Abscheidungen durchgeführt wurde, herabgesetzt. Die Menge des inneren Abgasanteils ist somit zur Verbesserung des Verbrennungszustands zur Verhinderung der Verschlechterung des Brennzustands, hervorgerufen durch Abscheidungen, reduziert. Dementsprechend nimmt der Effekt der Abscheidungen auf den Zündzeitpunkt beständig mit der Größe der Ventilüberdeckung ab. Wenn jedoch die unter Verwendung der oben dargestellten Gleichung (14) bestimmte Ratenlernbreite dlaknok verwendet wird, wie sie ist, dann kann es sein, dass die Abnahme des Effekts der Abscheidungen nicht in der Steuerung des Zündzeitpunkts reflektiert wird. Folglich können der erforderliche Zündzeitpunkt afin, der KCS-Lernwert agknk, der Ratenlernwert rgknk oder dergleichen von ihrem optimalen Wert abweichen.
Daher muss zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Steuerung des Zündzeitpunkts die Ratenlernbreite dlaknok beständig mit der Größe der Ventilüberdeckung reduziert werden. Zum Beispiel kann an Stelle der Ratenlernbreite dlaknok in Gleichung (40) ein Ratenlernwert dlaknok-, der unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (44) bestimmt wurde, verwendet werden. dlaknok' = (aknobse + kaknk – aknolmt) × kavvt (44)
Das obige Festlegen des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist, beispielsweise dargestellt in 17, kann auch unter Verwendung der Ratenlernbreite dlaknok' ausgeführt werden. Speziell kann ein angemessenes Lernen auch erreicht werden, während die Abweichung der Lernwerte von der tatsächlichen Situation durch Festlegen des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist, erreicht werden, so dass der Ratenlernwert rgknk nicht aufgefrischt wird, wenn der Wert der Ratenlernbreite dlaknok' höchstens ein festgelegter Bestimmungswert DLKANOK' ist.
19 zeigt eine solche Weise des Festlegens des Bereichs, in dem Ratenlernen verhindert ist. Die durchgezogene Linie zeigt in dieser Figur das Verhältnis zwischen der Motorlast und der Ratenlernbreite dlaknok- vor einer Reduktion der Ventilüberdeckung, entsprechend den Ablagerungen. Die alternierend lang und kurz gestrichelte Linie zeigt in der Figur das selbe Verhältnis nach der Reduktion.
Wie in dieser Figur dargestellt tendiert die Ratenlernbreite dlaknok' zur Abnahme mit zunehmender Motorlast. Dies ist der Fall, weil eine Zunahme der Motorlast den Effekt der Abscheidungen auf den Zündzeitpunkt herabsetzt. Andererseits wird, wenn die Größe der Überdeckung in Übereinstimmung mit Abscheidungen herabgesetzt wird, die Ratenlernbreite dlaknok- auch reduziert. Als ein Ergebnis wird die Region, in dem Ratenlernen verhindert ist, in Übereinstimmung mit einer Reduktion der Größe der Ventilüberdeckung, die Abscheidungen entspricht, vergrößert. Mit anderen Worten wird der Bereich, in dem das Ratenlernen erlaubt ist, verengt. Daher erlaubt auch in diesem Fall eine Reduktion der Größe der Ventilüberdeckung, dass das Auffrischen des Ratenlernwerts rgknk zunehmend beschränkt wird, während der Effekt der Abscheidungen auf das Auftreten eines Klopfens abnimmt. Dies unterdrückt die Abweichung der Lernwerte von der tatsächlichen Situation.

Claims

Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der Leistung durch Verbrennen einer Mischung von Luft und Kraftstoff erzeugt, wobei das Verfahren die Schritte – Ausführen einer Klopfsteuerung zum Einstellen eines Zündzeitpunkts, an dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird, gemäß dem Auftreten eines Klopfens in dem Motor, und – Ausführen einer Steuerung einer variablen Ventilbetätigung zum Einstellen der Ventilbetätigung, welches eine Betätigung eines Ventils des Motors gemäß dem Auftreten eines Klopfens des Motors ist, umfasst, – wobei aus den Ergebnissen der Klopfsteuerung ein Grad einer Veränderung des Zündzeitpunkts aufgrund des Anhaftens von Abscheidungen in dem Motor ermittelt wird, um ein vorgegebenes Niveau des Klopfens nicht zu überschreiten, und wobei, basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts, ein gesetzter Wert der Ventilbetätigung bei der Steuerung der variablen Ventilbetätigung verändert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts basierend auf dem Unterschied des erforderlichen Zündzeitpunkts zwischen einem Fall, in dem keine Abscheidungen vorliegen, und dem gegenwärtigen Zustand von Abscheidungen bestimmt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts basierend auf dem Unterschied des erforderlichen Zündzeitpunkts unter einer festgelegten Motorbetriebsbedingung, unter der Abscheidungen einen deutlichen nachteiligen Effekt erzeugen, bestimmt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung ein erlaubter Bereich der Ventilbetätigung reduziert wird, während der Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts erhöht wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erforderliche Zündzeitpunkt gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert wurde.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximaldrehmomentzündzeitpunkt, an dem der Motor das maximale Drehmoment erzeugt, gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klopf-Grenzpunkt-Zündzeitpunkt gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer von dem maximal vorverlegten Zündzeitpunkt und dem maximal verzögerten Zündzeitpunkt bei der Klopfsteuerung gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Grad der Abscheidungen als Rate ausgedrückt wird, die Rate mit einem Wert von 0 in einem Zustand, in dem sich keine Abscheidungen ansammeln, und einem Wert von 1 in einem Zustand, in dem die Menge der Abscheidungen einen angenommenen Maximalwert annimmt, eine Ratenlernbreite berechnet wird, welche eine Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts ist, die den Motorbetriebsbedingungen entspricht, wenn die Menge der Abscheidungen den angenommenen Maximalwert erreicht, und wobei die Ratenlernbreite mit der den Grad der Abscheidungen ausdrückenden Rate multipliziert und das Ergebnis der Multiplikation als Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts gesetzt wird, die dem gegenwärtigen Level an Abscheidungen entspricht, und wobei die Ratenlernbreite gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der variablen Ventilbetätigung ein Einstellen der Ventilverstellung des Ventils einschließt, und wobei eine zur Korrektur des Zündzeitpunkts verwendete Korrekturgröße so gesetzt wird, dass die Korrekturgröße proportional zum Quadrat des Verhältnisses des gesetzten Werts der Ventilverstellung, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist, zu einem gesetzten Wert der Ventilverstellung in einem Zustand ist, in dem sich keine Abscheidungen ansammeln.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Einlaßventil oder eine Auslaßventil ist, wobei die Steuerung der variablen Ventilbetätigung ein Einstellen der Größe der Ventilüberschneidung der Ventile einschließt, und wobei eine zur Korrektur des Zündzeitpunkts verwendete Korrekturgröße so gesetzt wird, dass die Korrekturgröße proportional zum Quadrat des Verhältnisses des gesetzten Werts der Größe der Ventilüberschneidung, die basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist, zu einem gesetzten Wert der Größe der Ventilüberschneidung in einem Zustand ist, in dem sich keine Abscheidungen ansammeln.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der variablen Ventilbetätigung ein Einstellen der Ventilverstellung des Ventils einschließt, wobei eine zur Korrektur des Zündzeitpunkts verwendete Korrekturgröße so gesetzt wird, dass die Korrekturgröße in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt bezüglich des gesetzten Werts der Ventilverstellung variiert, wobei der letztere basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Einlaßventil oder ein Auslaßventil ist, wobei die Steuerung der variablen Ventilbetätigung ein Einstellen der Größe der Ventilüberschneidung der Ventile einschließt, und wobei eine zur Korrektur des Zündzeitpunkts verwendete Korrekturgröße so gesetzt wird, dass die Korrekturgröße in einer quadratischen Kurvenform mit einem Tiefpunkt bezüglich des gesetzten Werts der Größe der Ventilüberschneidung variiert, wobei der letztere basierend auf der Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Ventilüberschneidung so gesetzt ist, dass, wenn die Korrekturgröße des Zündzeitpunkts den Tiefpunkt zeigt, sie einen größeren Wert besitzt, wenn die Motorlast zunimmt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Klopfsteuerung separat ein erster Lernwert erlernt wird, der den erforderlichen Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts zur Bewältigung von Abscheidungen reflektiert, und ein zweiter Lernwert, der den erforderlichen Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts zur Bewältigung eines anderen Faktors als Abscheidungen reflektiert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auffrischen des ersten Lernwerts und des zweiten Lernwerts eine Größe des Lernauffrischens berechnet wird, welche die Gesamtgröße der für den Startpunkt der Rückmeldung der Klopfsteuerung erforderlichen Auffrischungsgröße ist, und ein Verteilungsverhältnis der Größe des Lernauffrischens ermittelt wird, das die Verteilung der Größe des Lernauffrischens zwischen dem ersten Lernwert und dem zweiten Lernwert darstellt, und eine Größe des Auffrischens des ersten Lernwerts und eine Größe des Auffrischens des zweiten Lernwerts gemäß der Größe des Lernauffrischens und dem Verteilungsverhältnis ermittelt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungsverhältnis gemäß den Motorbetriebsbedingungen verändert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungsverhältnis gemäß der Motorlast verändert wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffrischen des ersten Lernwerts und das Auffrischen des zweiten Lernwerts jeweils auf einen festgelegten Auffrischungsbereich beschränkt ist, wobei, wenn einer der Lernwerte wegen der Beschränkung des Auffrischungsbereichs nicht wie erforderlich aufgefrischt werden kann, die gesamte Größe des Lernauffrischens in dem anderen Lernwert reflektiert wird, unabhängig von der Einstellung des Verteilungsverhältnisses.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorbetriebsbereich festlegt wird, in dem ein Auffrischen des ersten Lernwerts verhindert wird, und der Motorbetriebsbereich gemäß der Größe der Veränderung des gesetzten Werts der Ventilbetätigung basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorbetriebsbereich ein Bereich ist, in dem die auf den Motor wirkende Last größer als eine festgelegte Last ist, wobei die festgelegte Last zu einer geringeren Last verändert wird, wenn die Größe der Veränderung in dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts vergrößert wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Grad an Abscheidungen als Rate ausgedrückt wird, die Rate mit einem Wert von 0 in einem Zustand, in dem sich keine Abscheidungen ansammeln, und einem Wert von 1 in einem Zustand, in dem die Menge der Abscheidungen einen angenommenen Maximalwert erreicht, das Verfahren eine Ratenlernbreite berechnet, welche eine Größe der Verzögerung des Zündzeitpunkts ist, die den Motorbetriebsbedingungen entspricht, wenn die Menge an Abscheidungen den angenommenen Maximalwert annimmt, und wobei die Ratenlernbreite mit der den Grad der Abscheidungen ausdrückenden Rate multipliziert und das Ergebnis der Multiplikation als Verzögerungsgröße des Zündzeitpunkts gesetzt wird, die dem gegenwärtigen Level an Abscheidungen entspricht, wobei die Ratenlernbreite gemäß dem gesetzten Wert der Ventilbetätigung korrigiert wird, der basierend auf dem Grad der Veränderung des Zündzeitpunkts verändert worden ist, und wobei, wenn die korrigierte Ratenlernbreite nicht mehr als ein festgelegter Bestimmungswert ist, ein Auffrischen des ersten Lernwerts verhindert wird.