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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es aus der
EP 1 221 544 A2 bekannt ist.
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In der
JP 2001-289029 A ist ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung vorgeschlagen worden. In dem Motor ist die Öffnungs- und Schließsteuerzeit eines Einlassventils und eines Auslassventils jedes Zylinders variabel konfiguriert. Ferner wird in dem Steuersystem – unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen der Zeit des Auftretens der Selbstzündung und der Temperatur von Arbeitsmedium (von Arbeitsgasen) zu Beginn eines Verdichtungstakts, dass die Selbstzündungszeit vorverlagert wird, wenn die Temperatur des Arbeitsmediums zu Beginn des Verdichtungstakts höher ist – die Temperatur des Arbeitsmediums gesteuert, um die Zeitgebung des Auftretens der Selbstzündung zu steuern. Insbesondere wird durch Vorverlagerung der Ventilschließzeit der Auslassventile und Verzögern der Ventilöffnungszeit der Einlassventile bewirkt, dass ein Teil der Verbrennungsgase in einer Brennkammer verbleibt (interne AGR). Ferner wird die Menge der Abgase, die in der Brennkammer verbleiben (nachfolgend als ”die interne AGR-Menge” bezeichnet) gemäß der Temperatur der Abgase gesteuert, die durch einen in einem Auspuffrohr vorgesehenen Sensor erfasst wird, wodurch die Temperatur des Arbeitsmediums gesteuert/geregelt wird. Dies bewirkt, dass die Selbstzündung mit einer geeigneten Zeitgebung stattfindet, wodurch verhindert wird, dass Klopfen und Fehlzündungen auftreten.
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Wie oben beschrieben, ist das herkömmliche Steuersystem derart konfiguriert, dass die Wärme der Verbrennungsgase dazu genutzt wird, zu einer geeigneten Zeitgebung eine Selbstzündung hervorzurufen, und die Temperatur des Arbeitsmediums wird durch Steuern der internen AGR-Menge gesteuert. Die Temperatur der Abgase wird als Parameter benutzt, der die Temperatur der Verbrennungsgase anzeigt. Jedoch ist in dem Steuersystem der Sensor zum Erfassen der Abgastemperatur in dem Auspuffrohr vorgesehen, was bedeutet, dass die Temperatur der Abgase, die bereits aus der Brennkammer abgegeben wurden, durch den Sensor erfasst wird. Daher spiegelt die durch den Sensor erfasste Temperatur der Abgase die Temperatur der Verbrennungsgase nicht richtig wider, die durch die folgende Verbrennung erzeugt werden sollen und in der Brennkammer verbleiben. Die obige Differenz zwischen der erfassten Temperatur der Abgase und der Temperatur der Restabgase wird tendenziell größer, insbesondere während eines Übergangsbetriebs des Motors, da der Grad der Änderung in der Temperatur der Verbrennungsgase aufgrund von Änderungen der Betriebszustände des Motors ansteigt.
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Wenn, wie oben beschrieben, die erfasste Temperatur der Abgase sich von der Temperatur der restlichen Verbrennungsgase unterscheidet, ist es unmöglich, die Temperatur des Arbeitsmediums zu Beginn des Verdichtungstakts richtig zu steuern, auch wenn die interne AGR entsprechend der erfassten Temperatur der Abgase gesteuert/geregelt wird. Im Ergebnis kann die Selbstzündung nicht zur geeigneten Zeitgebung bewirkt werden, was es unmöglich macht, zu verhindern, dass Klopfen und Fehlzündungen auftreten.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung anzugeben, das in der Lage ist, die Temperatur der Abgase richtig zu schätzen, und um hierdurch die Temperatur von Arbeitsmedium entsprechend der geschätzten Temperatur der Verbrennungsgase genau zu steuern/zu regeln, um hierdurch zu verhindern, dass Klopfen und Fehlzündungen auftreten, und ferner in der Lage ist, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Zur Lösung der obigen Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung gemäß Anspruch 1 an.
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Mit der Anordnung dieses Steuer/Regelsystems wird die Menge der AGR-Gase, welche Verbrennungsgase sind, deren Vorhandensein in der Brennkammer nach der Verbrennung hervorgerufen wird, geschätzt, und die Soll-Temperatur der Verbrennungsgase, die durch die Verbrennung des Arbeitsmediums einschließlich des Luft/Kraftstoff-Gemischs und der AGR-Gase erzeugt werden soll, wird gemäß der geschätzten Menge der AGR-Gase geschätzt. Dann wird die Soll-AGR-Gasmenge, deren Vorhandensein in der Brennkammer hervorgerufen werden sollte, gemäß der geschätzten Temperatur der Verbrennungsgase bestimmt. In diesem Fall soll der Begriff ”AGR-Gase” Verbrennungsgase beinhalten, deren Verbleib durch interne AGR hervorgerufen wird, sowie Verbrennungsgase, die durch Abgasrückführung rückgeführt werden. Da, wie oben beschrieben, die Soll-Temperatur der Verbrennungsgase, die durch die Verbrennung von Arbeitsmedium einschließlich AGR-Gasen erzeugt werden soll, gemäß der AGR-Gasmenge geschätzt wird, die in der Brennkammer vorhanden ist (verbleiben oder rückgeführt wird), ist es möglich, die Temperatur der Abgase richtig vorherzusagen, während bewirkt wird, dass sich darin die Wärmemenge der AGR-Gase richtig widerspiegelt.
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Da ferner die Soll-AGR-Gasmenge, deren Vorhandensein in der Brennkammer hervorgerufen werden sollte, gemäß der wie oben geschätzten Temperatur der Verbrennungsgase bestimmt wird, kann die AGR-Gasmenge entsprechend der Temperatur der Verbrennungsgase richtig eingestellt werden, deren tatsächliches Vorhandensein in der Brennkammer hervorgerufen werden soll, in einer Weise, die für die veränderliche Temperatur geeignet ist. Daher kann, im Unterschied zu dem herkömmlichen Steuersystem, die Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des nächsten Verdichtungstaks genau gesteuert/geregelt werden, ohne durch eine scharfe Änderung in der Temperatur der Verbrennungsgase nachteilig beeinträchtigt zu werden, auch während eines Übergangsbetriebs des Motors. Dies macht es möglich, die Temperatur des Arbeitsmediums zu Beginn des Verdichtungstakts auf eine zur Selbstzündung geeignete Temperatur genau zu steuern, wodurch sich verhindern lässt, dass Klopfen und Fehlzündungen auftreten.
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Da ferner die Temperatur der Verbrennungsgase durch Schätzung derselben bestimmt wird, ist es möglich, ohne einen Sensor zum Erfassen der Temperatur der Verbrennungsgase auszukommen, um es hierdurch möglich zu machen, das Steuer/Regelsystem mit reduzierten Kosten aufzubauen.
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Wenn der bestimmte Verbrennungsmodus der Verdichtungszünd-Verbrennungsmodus ist, wird die Temperatur der Verbrennungsgase gemäß der geschätzten AGR-Gasmenge geschätzt, wohingegen dann, wenn der bestimmte Verbrennungsmodus der Funkenzünd-Verbrennungsmodus ist, die Temperatur der Verbrennungsgase gemäß der erfassten Temperatur der Ansaugluft geschätzt wird. Allgemein wird in dem Funkenzünd-Verbrennungsmodus das Luft/Kraftstoff-Gemisch mittels einer Zündkerze gezündet, und daher ist, im Unterschied zu dem Fall, wo der Verdichtungszünd-Verbrennungsmodus angewendet wird, es nicht erforderlich, die Temperatur des Arbeitsmediums auf einer Temperatur zu halten, die zur leichten Durchführung der Selbstzündung geeignet ist, so dass das Verhältnis der AGR-Gasmenge zur Ansaugluftmenge sehr klein ist. Und daher kann in dem Funkenzünd-Verbrennungsmodus die Temperatur der Verbrennungsgase richtig geschätzt werden, indem die Temperatur gemäß der Ansauglufttemperatur geschätzt wird.
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Ferner ist es bekannt, dass allgemein dann, wenn die Temperatur der Abgase aufgrund sehr hoher Ausgangsleistung des Motors sehr hoch ist, eine größere Kraftstoffmenge als gewöhnlich eingespritzt wird (Kraftstoffanreicherungssteuerung), im Hinblick darauf, die Verbrennungstemperatur durch unverbrannt belassenen Kraftstoff zu senken, um die Temperatur der Abgase zu senken und hierdurch einen Temperaturanstieg einer katalytischen Vorrichtung zu unterdrücken, welche Abgasemissionen reduziert, zum Schutz der katalytischen Vorrichtung. Im Gegensatz hierzu kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Temperatur der Verbrennungsgase richtig geschätzt werden, wie oben beschrieben, so dass die vorgenannte Kraftstoffanreicherungssteuerung zum Senken der Abgastemperatur nur dann ausgeführt werden braucht, wenn die Temperatur der Abgase tatsächlich sehr hoch wird, was es möglich macht, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Bevorzugt umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Ladegasmengen-Schätzmittel zum Schätzen einer Menge an Arbeitsmedium, die in die Brennkammer geladen wird; und worin das Verbrennungsgastemperatur-Schätzmittel die Temperatur der Verbrennungsgase weiter gemäß der geschätzten Menge des geladenen Arbeitsmediums schätzt.
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Mit der Anordnung dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Temperatur der Verbrennungsgase gemäß der geschätzten Menge des geladenen Arbeitsmediums, zusätzlich zur geschätzten Menge der AGR-Gase, geschätzt. Dies macht es möglich, die Temperatur der Verbrennungsgase richtiger vorherzusagen, während bewirkt wird, dass sich ein Verhältnis der AGR-Gasmenge zu der Menge des Arbeitsmediums, d. h. ein Anstieg in der Temperatur des Arbeitsmediums, die durch die AGR-Gase hervorgerufen wird, darin widerspiegelt.
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Weiter bevorzugt schätzt das Verbrennungsgastemperatur-Schätzmittel die Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstaks gemäß der geschätzten AGR-Gasmenge und der erfassten Ansauglufttemperatur, wenn der bestimmte Verbrennungsmodus der Verdichtungszünd-Verbrennungsmodus ist, und schätzt die Temperatur der Verbrennungsgase gemäß der geschätzten Temperatur des Arbeitsmediums und einem vom Motor angeforderten Drehmoment.
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Bevorzugt ist die AGR-Vorrichtung eine interne AGR-Vorrichtung, die bewirkt, dass ein Teil der durch die Verbrennung erzeugten Verbrennungsgase als AGR-Gas in der Brennkammer vorhanden ist.
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Mit dieser Anordnung der bevorzugten Ausführung werden die AGR-Gase dazu gebracht, durch interne AGR in der Brennkammer zu verbleiben, was ermöglicht, dass die Temperatur der Verbrennungsgase, die als AGR-Gase verwendet werden, direkt geschätzt wird, so dass die oben genannten vorteilhaften Effekte, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, noch effizienter erhalten werden können.
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Die obigen und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm mit schematischer Anordnung der Darstellung eines Steuer/Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung und eines Verbrennungsmotors, auf das das Steuer/Regelsystem angewendet wird;
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2 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Verbrennungsmodus-Bestimmungsprozesses;
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3 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Sollarbeitsmediumtemperatur-Berechnungsprozesses;
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4 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines AGR-Gasmengen-Schätzprozesses;
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5 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Arbeitsmediumtemperatur-Schätzprozesses;
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6 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Verbrennungsgastemperatur-Schätzprozesses;
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7 ist ein Diagramm mit Darstellung eines TEXGASSIM-Kennfelds, das im Prozess von 6 verwendet wird;
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8 ist ein Diagramm mit Darstellung eines TEXGASCIM-Kennfelds, das im Prozess von 6 verwendet wird;
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9 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Soll-AGR-Gasmengen-Berechnungsprozesses und
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10 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung eines Sollventilsteuerzeit-Berechnungsprozesses.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die Erfindung wird nun im Detail in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführung davon zeigen. Zuerst ist in 1 schematisch die Anordnung eines Steuer/Regelsystems 1 der vorliegenden Erfindung und eines Verbrennungsmotors mit Verdichtungszündung (nachfolgend einfach als ”der Motor” bezeichnet) 3, auf den das Steuer/Regelsystem angewendet wird, gezeigt.
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Der Motor 3 ist ein Reihenvierzylinder-Benzinmotor, der in einem nicht gezeigten Fahrzeug angebracht ist. Der Motor 3 hat vier Zylinder (von denen nur einer gezeigt ist), in deren jedem eine Brennkammer 3c zwischen einem Kolben 3a und einem Zylinderkopf 3b definiert ist. Ein Mittelabschnitt einer Deckfläche des Kolbens 3a ist mit einer Vertiefung 3d ausgebildet. Von dem Zylinderkopf 3b weg erstreckt sich ein Ansaugrohr 4 und ein Auspuffrohr 5. In dem Auspuffrohr 5 ist ein Dreiwegekatalysator 11 vorgesehen, um Abgasemissionen zu reduzieren.
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In den Zylinderkopf 3b sind eine Einspritzdüse 6 und eine Zündkerze 7 derart eingesetzt, dass sie zu einer Brennkammer 3c weisen. Die Einspritzdüse 6 ist mit einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe verbunden, und deren Kraftstoffeinspritzzeitdauer (Zeitdauer, über die die Einspritzdüse 6 offen ist) wird durch eine ECU 2 gesteuert, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Ferner wird an die Zündkerze 7 eine Hochspannung mit einer Zeitgebung angelegt, die einer Zündzeitgebung durch ein Treibersignal von der ECU 2 entspricht, und die anschließende Unterbrechung der Hochspannungsanlage bewirkt, dass sich ein Funken entlädt, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder zu zünden. Der Motor 3 ist so konfiguriert, dass er in der Lage ist, seinen Verbrennungsmodus umzuschalten zwischen einem Funkenzünd-Verbrennungsmodus (nachfolgend als ”der SI-Verbrennungsmodus” bezeichnet), in dem das Gemisch in der Brennkammer 3c durch den Funken der Zündkerze 7 gezündet wird, und einem Verdichtungszünd-Verbrennungsmodus (nachfolgend als ”der CI-Verbrennungsmodus” bezeichnet), in dem das Gemisch in der Brennkammer 3c durch Selbstzündung gezündet wird.
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Ein Einlassventil 8 und ein Auslassventil 9 für jeden Zylinder werden jeweils durch elektromagnetische Ventilmechanismen 10 (AGR-Vorrichtung) aktiviert. Jedes der elektromagnetischen Ventilmechanismen 10 enthält zwei nicht gezeigte Elektromagnete. Die Zeitgebung der Erregung und Entregung der Elektromagneten wird durch Treibersignale von der ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 derart aktiviert werden, dass sie in einer nach Wunsch gesteuerten Zeitgebung geöffnet und geschlossen werden (nachfolgend als ”Ventilsteuerzeit” bezeichnet).
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Ferner ist es durch Vorsehen einer derartigen Steuerung/Regelung, dass die Ventilschließsteuerzeit des Auslassventils 9 weiter als gewöhnlich vorverlagert wird und die Ventilöffnungssteuerzeit des Einlassventils 8 weiter als gewöhnlich verzögert wird, möglich, zu bewirken, dass ein Teil der Verbrennungsgase als AGR-Gase in der Brennkammer 3c verbleibt (nachfolgend wird dieser Vorgang als ”interne AGR” bezeichnet), und ferner die AGR-Gasmenge zu steuern/zu regeln, welche die Menge der verbleibenden Verbrennungsgase ist.
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In dem elektromagnetischen Ventilmechanismus 10 zum Aktivieren des Auslassventils 9 ist ein Ventilhubsensor 21 angebracht. Der Ventilhubsensor 21 erfasst einen Istventilhubbetrag EVL des Auslassventils 9 und liefert der ECU 2 ein Signal, das den sensierten Ventilhubbetrag anzeigt.
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Die ECU 2 empfängt Pulse eines CRK-Signals und eines OT-Signals als Pulssignal, die von einem Kurbelwinkelsensor 22 geliefert werden. Jeder Puls des CRK-Signals wird entsprechend der Drehung einer nicht gezeigten Kurbelwelle des Motors 3 immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle um einem vorbestimmten Winkel dreht. Die ECU 2 bestimmt eine Motordrehzahl NE auf der Basis des CRK-Signals. Ferner bestimmt die ECU 2 eine Istventilschließsteuerzeit CAEVC des Auslassventils 9 auf der Basis des Ventilhubbetrags EVL und des CRK-Signals. Das OT-Signal zeigt an, dass jeder Kolben 3a des zugeordneten Zylinders sich in einer vorbestimmten Kurbelwinkelstellung in der Nähe der OT-Stellung (oberem Totpunkt) zu Beginn des Ansaugtakts befindet, und jeder Puls des OT-Signals wird immer dann ausgegeben, wenn sich die Kurbelwelle, im Falle des dargestellten Vierzylindermotors 3, um 180 Grad dreht.
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Ferner empfängt die ECU 2 ein elektrisches Signal, das die Temperatur TA (nachfolgend als ”die Ansauglufttemperatur TA” bezeichnet) von Ansaugluft anzeigt, die in die Brennkammer 3c gesaugt wird, von einem Ansauglufttemperatursensor 23 (Ansauglufttemperatur-Erfassungsmittel) sowie ein elektrisches Signal, das den Grad der Öffnung oder den Betätigungsbetrag AP (nachfolgend als ”Akzeleratoröffnung AP” bezeichnet) eines nicht gezeigten Gaspedals von einem Akzeleratoröffnungssensor 24 anzeigt.
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In der vorliegenden Ausführung bildet die ECU 2 ein AGR-Gasmengen-Schätzmittel, ein Verbrennungsgastemperatur-Schätzmittel, ein Soll-AGR-Gasmengen-Bestimmungsmittel, ein Ladegasmengen-Schätzmittel sowie ein Verbrennungsmodus-Bestimmungsmittel. Die ECU 2 ist durch einen Mikrocomputer implementiert, einschließlich einer I/O-Schnittstelle, einer CPU, einem RAM und einem ROM, die alle nicht spezifisch gezeigt sind. Die Signale, die von den oben beschriebenen Sensoren 21 bis 24 zu der ECU 25 geliefert werden, werden jeweils in die I/O-Schnittstelle nach A/D-Wandlung und Wellenform eingegeben und dann zur CPU eingegeben.
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In Antwort auf diese Eingangssignale bestimmt die CPU die Betriebszustände des Motors 3, um zu bestimmen, welcher vom SI-Verbrennungsmodus und CI-Verbrennungsmodus als Verbrennungsmodus des Motors 3 ausgewählt werden soll, auf der Basis der bestimmten Betriebszustände entsprechend Steuerprogrammen, die aus dem ROM ausgelesen werden, und steuert/regelt zum Beispiel die AGR-Gasmenge in dem CI-Verbrennungsmodus in Abhängigkeit vom Bestimmungsergebnis.
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Nun wird eine Beschreibung des Umrisses der durch die ECU 2 ausgeführten Steuerprozesse angegeben. Zuerst bestimmt die ECU 2 den Verbrennungsmodus des Motors 3 (2) und berechnet eine Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC, die ein Sollwert der Temperatur des Arbeitsmediums (von Arbeitsgasen) einschließlich des Luft/Kraftstoff-Gemischs und der AGR-Gase bei Beginn des Verdichtungstakts ist (3). Ferner schätzt die ECU 2 die Istmenge der AGR-Gase, die in der Brennkammer 3c verbleiben, als geschätzte AGR-Gasmenge NEGR (4), sowie eine Isttempertur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstakts als geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS (5). Ferner schätzt (vorhersagt) die ECU 2 die Temperatur von Verbrennungsgasen, die durch eine Verbrennung des Arbeitsmediums erzeugt werden, als eine geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS (geschätzte Temperatur der Verbrennungsgase) (6). Schließlich berechnet die ECU 2 eine Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD (Menge von AGR-Gasen, deren Vorhandensein in der Brennkammer hervorgerufen werden sollte) unter Verwendung der berechneten Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC und der geschätzten Verbrennungsgastemperatur TEXGAS (9). Details jedes der obigen Prozesse werden nachfolgend beschrieben.
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Ein in 2 gezeigter Verbrennungsmodus-Bestimmungsprozess wird mit vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. 20 msec) ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 1 ein angefordertes Drehmoment PMECMD des Motors 3 zur Verwendung der Motordrehzahl NE durch die folgende Gleichung (1) berechnet: PMECMD = CONST·PSE/NE (1) worin CONST eine Konstante repräsentiert und PSE eine angeforderte Ausgangsleistung des Motors 3 repräsentiert. Die angeforderte Ausgangsleistung PSE wird durch Abfragen einer nicht gezeigten PSE-Tabelle gemäß der Akzeleratoröffnung AP und der Motordrehzahl NE gesetzt. Die PSE-Tabelle ist aus einer Mehrzahl von Tabellen aufgebaut, die jeweils für vorbestimmte Werte der Akzeleratoröffnung AP innerhalb eines Bereichs zwischen 0 und 100% konfiguriert sind. Wenn der Akzeleratoröffnung AP einen Zwischenwert zwischen zwei vorbestimmten Werten der PSE-Tabelle anzeigt, wird die angeforderte Ausgangsleistung PSE durch Interpolation berechnet. Ferner wird in den obigen Tabellen die angeforderte Ausgangsleistung PSE auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Motordrehzahl NE größer wird und die Akzeleratoröffnung AP größer wird.
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Dann wird der Verbrennungsmodus bestimmt (Schritt 2), wonach der vorliegende Prozess beendet wird. Die Bestimmung des Verbrennungsmodus wird auf der Basis eines nicht gezeigten Verbrennungsmodus-Setzkennfelds ausgeführt, gemäß dem berechneten angeforderten Drehmoment PMECMD und der Motordrehzahl NE. In dem Verbrennungsmodus-Setzkennfeld wird der Verbrennungsmodus auf den CI-Verbrennungsmodus gesetzt, wenn das angeforderte Drehmoment PMECMD in einem Niederlast-zu-Mittellast-Bereich liegt und gleichzeitig die Motordrehzahl NE in einem Nieder-zu-Mitteldrehzahl-Bereich liegt, und wird andernfalls auf den SI-Verbrennungsmodus gesetzt. Wenn ferner der Verbrennungsmodus auf den CI-Verbrennungsmodus gesetzt ist, wird ein CI-Verbrennungsmodus-Flag F_HCCI auf 1 gesetzt, und wird andernfalls auf 0 gesetzt.
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Angemerkt werden sollte, dass für den Fall, dass der Verbrennungsmodus der SI-Verbrennungsmodus ist, wenn die geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 800°C) überschritten hat, die vorgenannte Kraftstoffeinspritzzeitdauer derart gesteuert/geregelt wird, dass eine größere Kraftstoffmenge als gewöhnlich eingespritzt wird (Kraftstoffanreicherungssteuerung), wodurch die Temperatur der Abgase gesenkt wird, um zu verhindern, dass die Temperatur des Dreiwegekatalysators 11 zu hoch wird, um diesen zu schützen.
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Ein in 3 gezeigter Sollarbeitsmediumtemperatur-Berechnungsprozess wird zu vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. 10 msec) ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 5 bestimmt, ob das obige CI-Verbrennungsmodus-Flag F_HCCI gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. Wenn der Motor 3 in dem SI-Verbrennungsmodus ist, wird der gegenwärtige Prozess sofort beendet.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 5 positiv ist (JA), d. h. Wenn der Motor 3 in dem CI-Verbrennungsmodus ist, wird in Schritt 6 die Sollarbeitsmediumtemperatur TCLGASC gemäß der Motordrehzahl NE und dem angeforderten Drehmoment PMECMD durch Absuchen eines nicht gezeigten Kennfelds berechnet. Die Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC wird gesetzt, um die Temperatur des Arbeitsmediums zu Beginn des Verdichtungstaks auf eine geeignete Temperatur zu steuern, damit leicht eine Selbstzündung stattfindet. In diesem Kennfeld wird die Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Motordrehzahl NE niedriger ist und das angeforderte Drehmoment PMECMD kleiner ist. Wenn nämlich die Motordrehzahl NE niedriger ist, wird die Wiederholdauer des Verbrennungszyklus in jedem Zylinder länger, wodurch die Selbstzündung schwieriger auftritt, und ferner, wenn das angeforderte Drehmoment PMECMD kleiner wird, wird die eingespritzte Kraftstoffmenge kleiner, wodurch eine Selbstzündung schwieriger auftritt, so dass erforderlich ist, die Temperatur des Arbeitsmediums anzuheben, so dass die Selbstzündung leichter auftritt.
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Dann wird der Sollladegrad ETACC (geschätzte Ladegasmenge) auf der Basis der berechneten Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC durch Absuchen einer nicht gezeigten Tabelle in Schritt 7 bestimmt, wonach der vorliegende Prozess beendet wird. Der Sollladegrad ETACC repräsentiert einen Sollwert des Ladegrads von Arbeitsmedium (das Verhältnis der in die Brennkammer 3c zu ladenden Arbeitsmediummenge in Bezug auf die Summe der Kapazität der Brennkammer 3c und des Kolbenhubraums). In der obigen Tabelle wird der Sollladegrad ETACC auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC höher wird. Wenn nämlich die Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC höher wird, ist es notwendig, dass eine größere Menge von AGR-Gasen in der Brennkammer 3c verbleibt, um die Temperatur des Arbeitsmediums anzuheben.
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Ein in 4 gezeigter AGR-Gasmengen-Schätzprozess wird nur in dem CI-Verbrennungsmodus durch eine Unterbrechungsabhandlungsroutine synchron mit der Eingabe jedes Pulses des OT-Signals ausgeführt. In diesem Prozess wird in Schritt 11 die geschätzte AGR-Gasmenge NEGR gemäß der Istventilschließsteuerzeit CAEVCACT des Auslassventils 9 und des angeforderten Drehmoments PMECMD durch Absuchen eines nicht gezeigten Kennfelds bestimmt. In dem Kennfeld wird die geschätzte AGR-Gasmenge NEGR auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Ventilschließsteuerzeit CAEVCACT des Auslassventils 9 vorverlagert wird und das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird. Wenn nämlich die Ventilschließsteuerzeit des Auslassventils 9 vorverlagert ist, ist es schwierig, dass die Verbrennungsgase in das Auspuffrohr 5 abgegeben werden, was die AGR-Gasmenge erhöht, und ferner, wenn das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird, wird eine größere Menge der Verbrennungsgase erzeugt, was die Menge der verbleibenden AGR-Gase erhöht.
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Ähnlich dem oben beschriebenen AGR-Gasmengen-Schätzprozess wird ein in 5 gezeigter Arbeitsmediumtemperatur-Schätzprozess nur in dem CI-Verbrennungsmodus durch eine Unterbrechungsabhandlungsroutine synchron mit der Eingabe jedes Pulses des OT-Signals ausgeführt. In diesem Prozess wird in Schritt 15 die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS unter Verwendung der Ansauglufttemperatur TA, der in Schritt 11 in 4 bestimmten geschätzten AGR-Gasmenge NEGR und dem in Schritt 7 in 3 bestimmten Sollladegrad ETACC durch die folgende Gleichung (2) berechnet: TCYLGAS = (TEXGASZ – TA)·NEGR/ETACC·NTCYLMAX + TA (2) worin TEXGASZ den unmittelbar vorhergehenden Wert der im Prozess von 6 berechneten geschätzten Verbrennungsgastemperatur TEXGAS repräsentiert, und NTCYLMAX die Summe der Kapazität der Brennkammer 3c und des Kolbenhubraums repräsentiert (nachfolgend als ”die maximale Ladegasmenge” bezeichnet).
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(TEXGASZ – TA) an der rechten Seite der Gleichung (2) repräsentiert die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Brenngase und jener von Frischluft, und NEGR/ETACC·NTCYLMAX repräsentiert ein Verhältnis der AGR-Gasmenge zur Menge des Arbeitsmediums einschließlich der AGR-Gase. Daher repräsentiert das Produkt dieser, d. h. der erste Term an der rechten Seite der Gleichung (2), einen Temperaturanstieg des Arbeitsmediums, der durch die AGR-Gase hervorgerufen wird. Durch Addieren der Ansauglufttemperatur TA zu dem ersten Term ist es möglich, die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS richtig zu berechnen, welche die tatsächliche Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstakts ist.
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Ein in 6 gezeigter Verbrennungsgastemperatur-Schätzprozess wird durch eine Unterbrechungsabhandlungsroutine synchron mit der Eingabe jedes Pulses des OT-Signals ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 21 die gegenwärtig geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS auf ihren unmittelbar vorhergehenden Wert TEXGASZ gesetzt. Angemerkt werden sollte, dass der obige unmittelbar vorhergehende Wert TEXGASZ beim Start des Motors 3 auf eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 150°C) gesetzt wird. Dann wird in Schritt 22 bestimmt, ob ein Kraftstoffsperr-Flag F_FC gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. Wenn der Kraftstoffsperrbetrieb (nachfolgend als ”F/C” bezeichnet) des Motors 3 ausgeführt wird, wird ein vorläufiger Verbrennungsgastemperaturwert TEXGAST auf den vorbestimmten Wert TCYLWAL gesetzt (Schritt 23). Angemerkt werden sollte, dass dann, wenn die Verbrennung aufgrund des F/C-Betriebs nicht ausgeführt wird, der vorbestimmte Wert TCYLWAL der Temperatur des Zylinderblocks des Motors 3 entspricht, der durch die in soweit ausgeführte Verbrennung erhitzt ist und z. B. 80°C beträgt.
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Dann wird die gegenwärtig geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS unter Verwendung des unmittelbar vorhergehenden Werts TEXGASZ und des wie oben gesetzten vorläufigen Verbrennungsgastemperaturwerts TEXGAST durch die folgende Gleichung (3) (Schritt 23) berechnet, wonach der gegenwärtige Prozess beendet wird. TEXGAS = TEXGAST·(1 – TDTGAS) + TEXGASZ·TDTGAS (3) worin TDTGAS einen vorbestimmten Mittelwertbildungskoeffizienten (z. B. 0,9) repräsentiert, der kleiner als ein Wert von 1,0 ist.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 22 negativ ist (NEIN), d. h. Wenn F_FC = 0 gilt, was bedeutet, dass der F/C-Betrieb nicht ausgeführt wird, wird in Schritt 25 bestimmt, ob ein CI-Verbrennungsmodusflag F_HCCI gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. Wenn der Motor 3 in dem SI-Verbrennungsmodus ist, geht der Prozess zu Schritt 26 weiter, worin ein Kennfeldwert TEXGASSIM durch Absuchen eines TEXGASSIM-Kennfelds für den SI-Verbrennungsmodus gemäß der Ansauglufttemperatur TA und dem angeforderten Drehmoment PMECMD bestimmt wird und auf einen Zwischenverbrennungsgastemperaturwert TEXGASα gesetzt wird. Der Zwischenverbrennungsgastemperaturwert TEXGASα entspricht der Temperatur der Verbrennungsgase, die direkt aus der Verbrennung des Arbeitsmediums erhalten werden (unter der Annahme, dass die Temperatur der Verbrennungsgase von außen nicht beeinflusst wird).
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7 zeigt das TEXGASSIM-Kennfeld für den SI-Verbrennungsmodus. In diesem Kennfeld wird, wenn die Ansauglufttemperatur TA höher wird und das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird, der Kennfeldwert TEXGASSIM auf einen größeren Wert gesetzt. Wenn nämlich die Ansauglufttemperatur TA höher wird, ist die Temperatur des in die Brennkammer 3c gefüllten Gemischs höher, wodurch die Temperatur der Verbrennungsgase höher wird, und ferner, wenn das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird, wird die Ausgangsleistung des Motors 3 größer, wodurch die durch Verbrennung erzeugte Wärmemenge, d. h. Die Temperatur der Verbrennungsgase, höher wird. Angemerkt werden sollte, dass der Kennfeldwert TEXGASSIM in Bezug auf insgesamt sechs vorbestimmte Werte der Ansaugtemperatur TA zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert TAL (z. B. –10°C) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert TAH (z. B. 100°C) gesetzt wird, und wenn die erfasste Ansauglufttemperatur TA nicht gleich irgendeinem der vorbestimmten Werte ist, wird der Kennfeldwert TEXGASSIM durch Interpolation berechnet.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 25 positiv ist (JA), d. h. Wenn F_HCCL = 1 gilt, was bedeutet, dass der Motor 3 in dem CI-Verbrennungsmodus ist, geht der Prozess zu Schritt 27 weiter, worin ein Kennfeldwert TEXGASCIM durch Absuchen eines TEXGASCIM-Kennfelds für den CI-Verbrennungsmodus gemäß der in Schritt 15 berechneten geschätzten Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS und dem angeforderten Drehmoment PMECMD bestimmt wird und auf den Zwischenverbrennungsgastemperaturwert TEXGASα gesetzt wird.
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8 zeigt das TEXGASCIM-Kennfeld für den CI-Verbrennungsmodus. In diesem Kennfeld wird, wenn das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird und wenn die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS höher wird, der Kennfeldwert TEXGASCIM auf einen größeren Wert gesetzt. Wenn nämlich die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS höher wird, wird die Temperatur des Arbeitsmediums beim Beginn des Verdichtungstakes höher, wodurch die Temperatur der durch die Verbrennung des Arbeitsmediums erzeugter Verbrennungsgase höher wird, und wenn ferner, wie oben beschrieben, das angeforderte Drehmoment PMECMD größer wird, wird die Temperatur der Verbrennungsgase höher.
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In einem Schritt 28, der Schritt 26 oder 27 folgt, wird der vorläufige Verbrennungsgastemperaturwert TEXGAST unter Verwendung des in Schritt 26 oder 27 gesetzten Zwischenverbrennungsgastemperaturwerts TEXGASα und des in Schritt 23 verwendeten vorbestimmten Werts TCYLWAL durch die folgende Gleichung (4) berechnet, wonach der gegenwärtige Prozess beendet wird. TEXGAST = TEXGASα·[1 – KTEXGME·(TDCME – TDCMEα)]
+ TCYLWAL·KTEXGME·(TDCME – TDCMEα) (4) worin KTEXGME einen vorbestimmten Mittelwertbildungskoeffizienten (z. B. 0,01) repräsentiert, der kleiner als ein Wert von 1,0 ist, und TDCME eine Wiederholperiode des gegenwärtigen OT-Signals repräsentiert. Ferner repräsentiert TDCMEα einen Wert der Wiederholperiode TDCME, die auf jene des OT-Signals gesetzt ist, das erzeugt wird, wenn die Motordrehzahl NE gleich einer Grenzmotordrehzahl (z. B. 6000 UpM) ist, in der ein Hochmotordrehzahl-F/C-Betrieb ausgeführt wird.
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Der erste Term an der rechten Seite der Gleichung (4) entspricht der Temperatur der Verbrennungsgase, die direkt aus der Verbrennung von Arbeitsmedium erhalten wird, und der zweite Term derselben entspricht dem Einfluss der Temperatur des Zylinderblocks des Motors 3 auf die Temperatur der Verbrennungsgase. Ferner ist, wie aus Gleichung (4) ersichtlich, ein Verhältnis des zweiten Terms zur Summe der Terms an der rechten Seite größer, wenn die Wiederholperiode TDCME des OT-Signals länger ist. Wenn nämlich die Wiederholperiode TDCME des OT-Signals länger ist, ist die Wiederholperiode des Verbrennungszyklus jedes Zylinders länger, und daher wird der Grad des Einflusses der Temperatur des Zylinderblocks auf die Temperatur der Verbrennungsgase erhöht, was zu einem stärkeren Temperaturabfall der Verbrennungsgase führt.
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Wie oben beschrieben, wird in dem CI-Verbrennungsmodus der Sollladegrad ETACC als der Sollwert des Ladegrads des Arbeitsmediums bestimmt (Schritt 7 in 3), und die geschätzte AGR-Gasmenge NEGR wird als tatsächliche AGR-Gasmenge geschätzt, die in der Brennkammer 3c verbleibt (Schritt 11 in 4). Dann wird die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS als die tatsächliche Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstakts berechnet, gemäß der geschätzten AGR-Gasmenge NEGR und dem Sollladegrad ETACC (Schritt 15 in 5). Ferner wird die geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS als die geschätzte Temperatur der Verbrennungsgase gemäß der geschätzten Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS und dem angeforderten Drehmoment PMEDCMD berechnet (Schritte 27, 28 und 24 in 6).
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Da, wie oben beschrieben, die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS gemäß der geschätzten AGR-Gasmenge NEGR und dem Sollladegrad ETACC berechnet wird, ist es möglich, die Isttemperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstakts richtig zu schätzen, während sich hierin ein Verhältnis der AGR-Gasmenge in Bezug auf die Menge des Arbeitsmediums, d. h. ein Temperaturanstieg des Arbeitsmediums aufgrund der AGR-Gase widerspiegelt. Da ferner die geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS unter Verwendung der geschätzten Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS berechnet wird, die wie oben richtig geschätzt wird, kann die Temperatur der Verbrennungsgase richtig vorhergesagt werden.
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Ein in 9 gezeigter AGR-Gasmengen-Berechnungsprozess wird durch eine Unterbrechungsabhandlungsroutine synchron mit der Eingabe jedes Pulses des OT-Signals ausgeführt. Zuerst wird in Schritt 31 bestimmt, ob das CI-Verbrennungsmodus-Flag F_HCCI gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. Wenn der Motor 3 in dem SI-Verbrennungsmodus ist, wird eine Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD auf einen Wert von 0 gesetzt (Schritt 32), wonach der gegenwärtige Prozess beendet ist.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 31 positiv ist (JA), d. h. Wenn der Motor 3 in dem CI-Verbrennungsmodus ist, geht der Prozess zu Schritt 33 weiter, worin eine Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD unter Verwendung der Sollarbeitsmediumtemperatur TCYLGASC und des Sollladegrads ETACC, die in den jeweiligen Schritten 6 und 7 in 3 bestimmt sind, der maximalen Ladegasmenge NTCYLMAX, die in Schritt 15 in 5 verwendet wird, und der geschätzten Verbrennungsgastemperatur TEXGAS, die in Schritt 24 in 6 berechnet wird, durch die folgende Gleichung (5) berechnet wird, wonach der gegenwärtige Prozess beendet wird. NTEGRCMD = ETACC·NTCYLMAX·(TCYLGASC – TA)/(TEXGAS – TA) (5) worin (TCYLGASC – TA) an der rechten Seite von Gleichung (3) die Temperaturdifferenz zwischen der Sollarbeitsmediumtemperatur und der Temperatur von Frischluft repräsentiert, und (TEXGAS – TA) an der rechten Seite von Gleichung (5) die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Verbrennungsgase und jener von Frischluft repräsentiert. Daher repräsentiert (TCYLGASC – TA)/(TEXGAS – TA), was ein Verhältnis zwischen den zwei Temperaturdifferenzen ist, ein Verhältnis eines Temperaturanstiegs, das durch die AGR-Gase in Bezug auf einen Temperaturanstieg hervorgerufen wird, der durch die AGR-Gase hervorgerufen werden kann. Demzufolge ist es durch Multiplizieren dieses Verhältnisses mit ETACC·NTCYLMAX möglich, die Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD richtig zu berechnen.
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10 zeigt einen Sollventilsteuerzeit-Berechnungsprozess. Dieser Prozess dient zum Berechnen der Sollventilsteuerzeit für das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 jedes Zylinders, und wird durch eine Unterbrechungsabhandlungsroutine synchron mit der Eingabe jedes Pulses des OT-Signals ausgeführt. Ferner wird die Ventilsteuerzeit der Ventile derart gesteuert/geregelt, dass sie mit der berechneten Sollventilsteuerzeit übereinstimmt. Zuerst wird in Schritt 41 bestimmt, ob das CI-Verbrennungsmodus-Flag F_HCCI gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Rage negativ ist (NEIN), d. h. wenn der Motor 3 in dem SI-Verbrennungsmodus ist, wird eine Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 auf eine vorbestimmte Einlassventilöffnungszeit CAIVOST (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der oberen Totpunktstellung) für den SI-Verbrennungsmodus gesetzt (Schritt 42). Dann wird eine Sollventilschließzeit CAIVCCMD für das Einlassventil 8 auf eine vorbestimmte Einlassventilschließzeit CAIVCST (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der unteren Totpunktstellung) in Schritt 43 gesetzt.
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Dann wird eine Sollventilöffnungszeit CAEVOCMD für das Auslassventil 9 auf eine vorbestimmte Auslassventilöffnungszeit CAEVOST (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der unteren Totpunktstellung) für den SI-Verbrennungsmodus gesetzt (Schritt 44). Anschließend wird eine Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 auf eine vorbestimmte Auslassventilschließzeit CYEVCST (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der oberen Totpunktstellung) in Schritt 45 gesetzt, wonach der gegenwärtige Prozess beendet wird.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 41 positiv ist (JA), d. h. wenn F_HCCI = 1 gilt, was bedeutet, dass der Motor 3 in dem CI-Verbrennungsmodus ist, geht der Prozess zu Schritt 46 weiter, worin die Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 durch Absuchen eines nicht gezeigten Kennfelds gemäß der Motordrehzahl NE, dem angeforderten Drehmoment PMECMD und der in Schritt 33 in 9 berechneten Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD bestimmt wird.
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In dem obigen Kennfeld wird die Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 so gesetzt, dass sie stärker verzögert wird, wenn die Motordrehzahl NE niedriger ist, das angeforderte Drehmoment PMECMD kleiner ist und die Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD größer ist. Der Grund hierfür wird nachfolgend beschrieben.
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Anschließend wird die Sollventilschließzeit CAIVCCMD für das Einlassventil 8 auf eine vorbestimmte Einlassventilschließzeit CAIVCEC (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der unteren Totpunktstellung) für den CI-Verbrennungsmodus gesetzt (Schritt 47). Dann wird die Sollventilöffnungszeit CAEVOCMD für das Auslassventil 9 auf eine vorbestimmte Auslassventilöffnungszeit CAEVOEC (z. B. 30 Kurbelwinkelgrade vor der unteren Totpunktstellung) in Schritt 48 gesetzt.
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Dann wird in Schritt 49 die Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 durch Absuchen eines nicht gezeigten Kennfelds gemäß der Motordrehzahl NE, dem angeforderten Drehmoment PMECMD und der Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD bestimmt, wonach der gegenwärtige Prozess beendet wird.
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In dem obigen Kennfeld wird die Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 so gesetzt, dass sie weiter vorverlagert wird, wenn die Motordrehzahl NE niedriger ist, das angeforderte Drehmoment PMECMD kleiner ist und die Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD größer ist. Der Grund hierfür ist wie folgt: Wenn, wie oben beschrieben, die Motordrehzahl NE niedriger ist und das angeforderte Drehmoment PMECMD kleiner ist, ist es schwieriger, dass eine Selbstzündung stattfindet, und daher wird in diesem Fall die Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 so gesetzt, dass sie weiter vorverlagert wird, um die AGR-Gasmenge im Hinblick auf den Temperaturanstieg des Arbeitsmediums anzuheben, damit die Selbstzündung leichter stattfindet. Ferner dient dies auch dazu, die AGR-Gasmenge in einer der Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD entsprechenden Weise anzuheben.
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Ferner wird die oben erwähnte Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 in einer Weise gesetzt, die der obigen Einstellung der Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 entspricht. Insbesondere wird die Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 wie oben beschrieben gemäß der Motordrehzahl NE, dem angeforderten Drehmoment PMECMD und der Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD gesetzt, wodurch die AGR-Gasmenge erhöht wird, um die Menge des der Brennkammer 3c zuzuführenden Gemischs um die erhöhte AGR-Gasmenge zu senken. Solange ferner die Ventilöffnungszeit des Einlassventils 8 nicht verzögert ist, wenn die Ventilschließzeit des Auslassventils 9 vorverlagert ist, können die Verbrennungsgase in das Ansaugrohr 4 fließen, und daher wird die Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 verzögert, um zu verhindern, dass die Verbrennungsgase in das Ansaugrohr 4 fließen.
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Wie oben beschrieben, werden in dem CI-Verbrennungsmodus die Sollventilöffnungszeit CAIVOCMD für das Einlassventil 8 und die Sollventilschließzeit CAEVCCMD für das Auslassventil 9 gemäß der Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD gesetzt, wodurch die Ist-AGR-Gasmenge derart geregelt wird, dass sie gleich der Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD wird.
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Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführung in dem CI-Verbrennungsmodus die geschätzte Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS gemäß dem Sollladegrad ETACC und der geschätzten AGR-Gasmenge NEGR berechnet, und die geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS wird gemäß der geschätzten Arbeitsmediumtemperatur TCYLGAS berechnet. Dies macht es möglich, die Temperatur der Verbrennungsgase richtig vorherzusagen. Da ferner die Soll-AGR-Gasmenge NTEGRCMD gemäß der geschätzten Verbrennungsgastemperatur TEXGAS berechnet wird, die wie oben bestimmt wird, kann die Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des nächsten Verdichtungstaks auch während eines Übergangsbetriebs des Motors 3 genau geregelt werden, ohne durch eine scharfe Temperaturänderung der Verbrennungsgase nachteilig beeinflusst zu werden. Dies macht es möglich, die Temperatur des Arbeitsmediums bei Beginn des Verdichtungstakts auf eine für die Selbstzündung geeignete Temperatur genau zu regeln, um es hierdurch möglich zu machen, das Auftreten von Klopfen und Fehlzündungen zu verhindern. Da ferner die Temperatur der Verbrennungsgase durch Schätzung derselben bestimmt wird, ist es möglich, ohne einen Sensor zum Erfassen der Temperatur der Verbrennungsgase auszukommen, wodurch es möglich gemacht wird, das Steuer/Regelsystem zu reduzierten Kosten aufzubauen.
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Ferner wird in dem SI-Verbrennungsmodus der geschätzte Verbrennungsgastemperaturwert TEXGASα gemäß der Ansauglufttemperatur TA bestimmt, und die geschätzte Verbrennungsgastemperatur TEXGAS wird gemäß dem Zwischenverbrennungsgastemperaturwert TEXGASα berechnet, so dass es möglich wird, die Temperatur der Verbrennungsgase richtig vorherzusagen. Im Ergebnis braucht die vorgenannte Kraftstoffanreicherungssteuerung zum Schutz des Dreiwegekatalysators 11 nur dann ausgeführt werden, wenn die Temperatur der Verbrennungsgase tatsächlich sehr hoch wird, was es möglich macht, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Angemerkt werden sollte, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt ist, sondern in verschiedenen Formen in die Praxis umgesetzt werden kann. Obwohl zum Beispiel in der Ausführung die vorliegende Erfindung auf einen Motor 3 angewendet wird, der interne AGR durchführt, schränkt dies nicht ein, sondern die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Motor angewendet werden, der die Verbrennungsgase unter Verwendung einer Abgasrückführungsvorrichtung rückführt. Obwohl ferner in der Ausführung der Sollladegrad ETACC als Parameter berechnet wird, der die geschätzte Menge an geladenem Arbeitsmedium einschließlich der AGR-Gase angibt, kann natürlich die tatsächliche Menge von Arbeitsmedium, die in die Brennkammer 3c geladen wird, geschätzt werden, anstatt den Sollladegrad ETACC zu berechnen. Ferner kann die vorliegende Erfindung auch auf verschiedene Typen industrieller Verbrennungsmotoren mit Verdichtungszündung angewendet werden, einschließlich Motoren für Schiffsantriebsmaschinen, wie etwa einen Außenbordmotor mit einer vertikal angeordneten Kurbelwelle.
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Ein Steuer/Regelsystem für einen Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung, das in der Lage ist, die Temperatur von Verbrennungsgasen richtig zu schätzen, und hierdurch die Temperatur von Arbeitsmedium gemäß der geschätzten Temperatur der Verbrennungsgase genau zu steuern/zu regeln, um hierdurch zu verhindern, dass Klopfen und Fehlzündungen auftreten. Ein Verbrennungsmotor mit Verdichtungszündung bewirkt eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs durch Selbstzündung in einer Brennkammer und enthält eine AGR-Vorrichtung, die bewirkt, dass ein Teil der durch die Verbrennung erzeugten Verbrennungsgase als AGR-Gase in der Brennkammer vorhanden ist. Das Steuer/Regelsystem schätzt die in der Brennkammer vorhandene AGR-Gasmenge, schätzt die Temperatur der Verbrennungsgase, die durch Verbrennung von Arbeitsmedium einschließlich des Luft/Kraftstoff-Gemischs und der AGR-Gase erzeugt wird, gemäß der geschätzten AGR-Gasmenge, und bestimmt die AGR-Gasmenge, deren Vorhandensein in der Brennkammer hervorgerufen werden sollte, gemäß der geschätzten Temperatur der Verbrennungsgase.
