DE102005026724A1

DE102005026724A1 - Steuerung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005026724A1
Application number: DE102005026724A
Authority: DE
Inventors: Sumiko Kariya Kohira; Hiroshi Kariya Haraguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: FR2871522B1; FR2871522A1; US20050274358A1; FR2882790A1; JP4367248B2; US7117082B2; JP2005351161A; FR2882790B1; DE102005026724B4

Abstract

Eine ECU (16) wandelt einen Zylinderdruck P und ein Zylindervolumen V entsprechend einem Kurbelwinkel THETA zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt in einen logarithmischen Wert log P und einen logarithmischen Wert log V jeweils um, um einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf herauszufinden, und schätzt einen Motorlaufkurvenverlauf, der durch Subtrahieren eines Druckanstiegs, der sich durch die Verbrennung in einem Zylinder entwickelt, vom logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf, d. h. entsprechend einem Nicht-Verbrennungs-Zustand, erlangt wird. Des Weiteren errechnet die ECU (16) eine Bestimmungslinie Y einer Zündzeit Tbrenn auf der Basis der Basislinie X und des geschätzten Motorlaufkurvenverlaufs und bestimmt die Zündzeit Tbrenn auf der Basis dieser Bestimmungslinie Y und des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für einen Verbrennungsmotor, welche eine Zündzeit (Zeit des Starts der Verbrennung) eines Verbrennungsmotors auf der Basis von Ausgaben eines Zylinderdrucksensors und eines Kurbelwinkelsensors ermittelt.

In einem Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einem Dieselmotor und einem Benzinmotor, ist es wichtig, die Zündzeit von Kraftstoff in einem Zylinder zu ermitteln, um die Zeit des Einspritzens von Kraftstoff in einen Zylinder optimal zu steuern. Diese Zündzeit des Kraftstoffs kann bestimmt werden, indem ein Zylinderdruckkurvenverlauf, wenn Kraftstoff verbrannt wird, mit einem Zylinderdruckkurvenverlauf, wenn kein Kraftstoff verbrannt wird, (als Motorlaufkurvenverlauf bezeichnet) (siehe JP-2001-55595A) verglichen wird. Hierbei kann der Motorlaufkurvenverlauf unter Verwendung einer bekannten Polytropengleichung (PVⁿ = konstant, wobei P der Zylinderdruck und V das Zylindervolumen ist) berechnet werden.

Insbesondere wird, wie in den 21A bis 21C dargestellt, ein Zylinderdruck zum Zeitpunkt des Verbrennungszyklus durch den Zylindersensor gemessen, um einen Zylinderkurvenverlauf herauszufinden, der eine Veränderung des Zylinderdrucks gegenüber einer Veränderung des Kurbelwinkels darstellt (21A). Als nächstes wird ein Motorlaufkurvenverlauf von dem gefundenen Zylinderdruck subtrahiert, um einen Differenzialkurvenverlauf (21B) herauszufinden. Dieser Differenzialkurvenverlauf zeigt eine Veränderung des Verbrennungsdrucks, der durch die Verbrennung in dem Zylinder entwickelt wird, d.h. einen Verbrennungsdruckkurvenverlauf. Dann wird ein Veränderungspunkt, der eine Erhöhung des Verbrennungsdrucks darstellt, aus dem Verbrennungsdruckkurvenverlauf herausgefunden, um eine Zündzeit Tbrenn aus dem Veränderungspunkt zu ermitteln (21C).

Übrigens wird der Motorlaufkurvenverlauf, wenn Kraftstoff nicht verbrannt wird, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Polytropengleichung berechnet (geschätzt), aber ein Koeffizient, der in dieser Polytropengleichung verwendet wird (Polytropenexponent n) variiert aufgrund von Verbrennungsmotorenabweichungen oder Variationen aufgrund von Variationen im Betriebszustand des Verbrennungsmotors (Motordrehzahl, Ladedruck, Kühlwassertemperatur) u.Ä., beispielsweise für jeden Verbrennungszyklus. Aus diesem Grund wurde herkömmlicher Weise ein Verfahren zum Bereitstellen des Polytropenexponents n in einer Zuordnung verwendet.

Um des Weiteren die vorstehend beschriebene Zündzeit Tbrenn des Kraftstoffs zu messen, muss die korrekte Kurbelposition (Winkel) des Verbrennungsmotors herausgefunden werden und folglich wird der Kurbelwinkelsensor für diesen Zweck verwendet.

Jedoch existiert dabei das Problem, dass sich die Messgenauigkeit der Zündzeit Tbrenn verschlechtert, wenn eine Position, an welcher der Kurbelwinkelsensor montiert ist, oder Vibrationen in den Motoren einen Fehler beim durch den Kurbelwinkelsensor gemessenen Wert (Kurbelwinkel) verursachen, wie in 22 dargestellt.

Im Gegensatz dazu offenbart JP-11-210546A ein Verfahren zum Korrigieren des Messfehlers eines Kurbelwinkels durch den Zylinderdruck des Verbrennungsmotors (als Zylinderdruck bezeichnet). Das heißt, es ist ein Verfahren zum Korrigieren des Kurbelwinkels auf die folgende Art und Weise dargestellt: wie in 23 dargestellt, wird ein Punkt, bei dem ein durch den Zylinderdrucksensor gemessener Zylinderdruck, wenn Kraftstoff nicht verbrannt wird, (als Motorlaufdruck bezeichnet) im Verbrennungsmotor (der Verbrennungsdruck wird durch die Verbrennung im Zylinder entwickelt) maximal wird, als oberer Totpunkt (TDC) angenommen und der obere Totpunkt wird mit einem TDC verglichen, der vom Kurbelwinkelsensor herausgefunden wird, um den Kurbelwinkel zu korrigieren.

Jedoch weist das Verfahren zum Messen einer Zündzeit, welches in JP-2001-55955A offenbart ist, das folgende Problem auf.

Wenn nämlich ein Polytropenexponent „n" aus einer Zuordnung herausgefunden wird, können eine Veränderung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, insbesondere Verbrennungsmotorenabweichungen, nicht ausreichend korrigiert werden und folglich kann der Motorlaufkurvenverlauf nicht korrekt geschätzt werden (berechnet werden), so dass ein Messfehler in der Zündzeit verursacht wird. Weil es darüber hinaus erforderlich ist, den Exponenten der Polytropengleichung zu berechnen, ist eine Rechenlast groß. Folglich ist es schwierig für eine ECU (elektronische Steuereinheit), die an ein tatsächliches Fahrzeug montiert ist, den Exponenten der Polytropengleichung mit Hochgeschwindigkeit für jeden Verbrennungszyklus zu berechnen. Deshalb ist es schwierig, das in JP-2001-55955A beschriebene Verfahren anzuwenden.

Andererseits, gemäß der öffentlich bekannten Technologie, wie in JP-11-210546A offenbart und wie in 24 dargestellt, wird in der Umgebung eines maximalen Druckpunktes, wo der Zylinderdruck maximal wird, eine Veränderung des Zylinderdrucks zu einer Veränderung des Kurbelwinkels sehr mäßig. Wenn folglich Störungen im Messwert des Zylinderdrucksensors durch einige Faktoren verursacht werden, wird ein Fehler in der Messposition des TDC verursacht. In anderen Worten ausgedrückt, wenn sich im Messwert des Zylinderdrucksensors keine Störungen entwickeln, wird ein Druckmaximalpunkt hinsichtlich der Zeichnung in der Umgebung des Kurbelwinkels θx gemessen, wohingegen wenn Störungen im Messwert des Zylinderdrucksensors verursacht werden, ein Druckmaximalpunkt beispielsweise bei einem Kurbelwinkel θy gemessen wird. Deshalb stellt dies das Problem der Verursachung eines Fehlers beim TDC zwischen θx und θy dar.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht. Die erste Aufgabe der Erfindung ist es, einen Motorlaufkurvenverlauf in einem tatsächlichen Betriebszustand mit hoher Genauigkeit zu messen und zwar unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors oder von Motorenabweichungen und eine Zündzeit innerhalb kurzer Zeit mit hoher Genauigkeit zu messen, indem eine Rechenlast zum Schätzen des Motorlaufkurvenverlaufs verringert wird. Die zweite Aufgabe der Erfindung ist es, einen korrekten oberen Kompressionstotpunkt (TDC) ohne Störungseffekte zu messen und zwar zur Zeit, bei der der Winkelfehler eines Kurbelwinkelsensors durch den von einem Zylinderdrucksensor gemessenen Zylinderdruck im Verbrennungsmotor korrigiert wird.

Die vorliegende Erfindung hat eine Zündzeit-Erfassungseinrichtung zum Messen der Zündzeit eines Verbrennungsmotors auf der Basis von Informationen, die von einem Zylinderdrucksensor und einem Kurbelwinkelsensor erlangt werden, und die Zündzeit-Erfassungseinrichtung hat eine Zylinderdruck-Umwandlungseinrichtung, eine Zylindervolumen-Umwandlungseinrichtung, eine Zylinderdruck-Kurvenverlauf-Logarithmusdarstellungseinrichtung, eine Motorlaufkurvenverlauf-Schätzeinrichtung, eine Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung und eine Zündzeit-Bestimmungseinrichtung.

Die Zylinderdruck-Umwandlungseinrichtung hat eine Umwandlungszuordnung P zum logarithmischen Umwandeln eines zuvor gesetzten Drucks und wandelt solch einen Zylinderdruck zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt, der durch den Zylinderdrucksensor gemessen wird, durch eine Umwandlungszuordnung P in einen logarithmischen Wert log P um.

Die Zylindervolumen-Umwandlungseinrichtung hat eine Umwandlungszuordnung V zum logarithmischen Umwandeln eines Zylindervolumens entsprechend einem zuvor gesetzten Kurbelwinkel und wandelt ein Zylindervolumen entsprechend solch einem Kurbelwinkel zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt, der durch den Kurbelwinkelsensor gemessen wird, durch die Umwandlungszuordnung V in einen logarithmischen Wert log V um.

Die Zylinderdruck-Kurvenverlauf-Logarithmusdarstellungseinrichtung hat eine Logarithmuszuordnung mit Koordinatenachsen mit einem logarithmischen Werts log V des Zylindervolumens entsprechend zu einem Kurbelwinkel und einem logarithmischen Wert log P des Zylinderdrucks, und liest den logarithmischen Wert log P und den logarithmischen Wert log V in die Logarithmuszuordnung, um eine Veränderung des Zylinderdrucks zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt als einen logarithmisch umgewandelte Zylinderdruckkurvenverlauf auf der logarithmischen Zuordnung darzustellen.

Die Motorlaufkurvenverlauf-Schätzeinrichtung schätzt einen Nicht-Verbrennungs-Zylinderdruckkurvenverlauf (als „Motorlaufkurvenverlauf" bezeichnet), der durch Subtrahieren einer Druckerhöhung, die sich durch die Verbrennung im Zylinder des Verbrennungsmotors entwickelt, von dem logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlauf, d.h. entspricht einem Zustand ohne Verbrennung, erlangt wird.

Die Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung errechnet die Bestimmungslinie der Zündzeit auf der Basis der Basislinie des geschätzten Motorlaufkurvenverlaufs.

Die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung bestimmt die Zündzeit auf der Basis der errechneten Bestimmungslinie und des logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlaufs.

Gemäß des vorstehend beschriebenen Aufbaus werden solch ein durch den Zylinderdrucksensor gemessener Zylinderdruck zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Expansionstakt und das einem Kurbelwinkel entsprechende durch den Kurbelwinkelsensor gemessene Zylindervolumen zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Expansionstakt jeweils durch die Umwandlungszuordnung P und die Umwandlungszuordnung V zum logarithmischen Wert log P und zum logarithmischen Wert log V umgewandelt und dann kann durch Einlesen des logarithmischen Werts log P und des logarithmischen Werts log V in die Logarithmuszuordnung eine Veränderung des Zylinderdrucks zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Expansionstakt als logarithmisch umgewandelte Zylinderdruckkurvenverlauf auf der Logarithmuszuordnung dargestellt werden. Somit ist es möglich, den Motorlaufkurvenverlauf durch den logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlauf zu schätzen, ohne eine Polytropengleichung, die eine exponentielle Berechnung erfordert, zu verwenden, und folglich eine Rechenleistung zu verringern.

Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein herkömmliches Verfahren zum Absuchen einer Zuordnung nach einem Polytropenexponent n gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors oder Verbrennungsmotorenabweichungen nicht verwendet, sondern die logarithmisch umgewandelte Zylinderkurvenverlauf wird für jeden Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors herausgefunden und der Motorlaufkurvenverlauf wird aus dem herausgefundenen Zylinderdruckkurvenverlauf geschätzt. Folglich wird der Motorlaufkurvenverlauf nicht durch eine Veränderung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, insbesondere eine Veränderung der Verbrennungsmotorenabweichungen, beeinflusst. Infolgedessen ist es möglich, den Motorlaufkurvenverlauf für jeden Verbrennungszyklus mit hoher Genauigkeit zu schätzen und folglich die Messgenauigkeit der Zündzeit zu verbessern.

Des Weiteren hat die vorliegende Erfindung eine Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung, welche einen Kompressionstotpunkt durch den Messwert (Zylinderdruck) des Zylinderdrucksensors in einem bestimmten Betriebszustand misst, bei dem der Zylinderdruck sich entsprechend einer Hin- und Herbewegung des Kolbens verändert, ohne durch einen Verbrennungsdruck, der sich durch die Verbrennung im Zylinder entwickelt, beeinflusst zu werden, und eine TDC-Korrektureinrichtung, welche ein TDC-Signal, das durch den Kurbelwinkelsensor ausgegeben wird, auf der Basis des gemessenen Kompressionstotpunkts korrigiert.

Die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert des Zylinderdrucksensors (als „Basisdruck" bezeichnet), der bei einem bestimmten Basiskurbelwinkel gemessen wird (als „Basiswinkel" bezeichnet), wenn sich der Kolben im Zylinder nach oben bewegt, dorthinein eingegeben wird und dann einen Kurbelwinkel misst (als „objektiver Winkel" bezeichnet), bei dem der Messwert des Zylinderdrucksensors gleich zum Basisdruck wird, wenn sich der Kolben im Zylinder nach unten bewegt und dadurch einen Mittelpunkt zwischen dem Basiswinkel und dem objektiven Winkel als Kompressionstotpunkt misst.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau, wird ein Basiswinkel gesetzt, bei dem eine Veränderung im Zylinderdruck gegenüber dem Kurbelwinkel groß wird, verglichen mit einer Veränderung in der Umgebung des TDC und der Zylinderdruck beim Basiswinkel gemessen. Folglich ist es unwahrscheinlicher, dass Störungen Fehler beim Messwert des Zylinderdrucksensors verursachen. Deshalb ist es möglich, einen korrekten TDC (Kompressionstotpunkt) zu messen.

1A ist eine Umwandlungszuordnung zum logarithmischen Umwandeln eines Zylinderdrucks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
1B ist eine Umwandlungszuordnung zum logarithmischen Umwandeln eines Zylindervolumens entsprechend einem Kurbelwinkel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
1C ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf darstellt, der durch eine Logarithmuszuordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgedrückt wird;
2 ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf darstellt, der durch eine Logarithmuszuordnung ausgedrückt wird, die sich auf die Berechnung einer Basislinie und einer Bestimmungslinie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bezieht;
3A ist eine Zuordnung zum Herausfinden eines logarithmischen Wertes log V für eine Zündzeit und 3B ist eine Umwandlungszuordnung zum Herausfinden eines Kurbelwinkels entsprechend einer Zündzeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 zeigt den Aufbau eines Dieselmotors;
5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur zum Messen einer Zündzeit darstellt;
6A ist ein Graph, der ein Einspritzmuster darstellt, wenn eine Vielzahl an Einspritzungen während eines einzigen Verbrennungstaktes eingespritzt werden;
6B ist ein Graph eines Zylinderdruckkurvenverlaufs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, der eine Veränderung des Zylinderdrucks darstellt, die sich durch die Vielzahl an Einspritzungen entwickelt hat;
7 ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf gemäß einer Vielzahl an Einspritzungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
8 ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf bezüglich einem Verfahren zum Korrigieren einer Basislinie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
9 ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf bezüglich eines Verfahrens zum Bestimmen einer Verbrennungsabschlusszeit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;
10 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen dem Gradienten eines logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs und einer Verbrennungsabschlusszeit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;
11 ist ein Graph, der einen logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf bezüglich eines Verfahrens zum Errechnen der Verbrennungsquantität gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt;
12A bis 12D zeigen Einspritzdüsenhübe hinsichtlich verschiedener Arten an Verbrennungsmustern;
13A bis 13E sind Graphen, welche Zylinderdruckkurvenverläufe darstellen;
14A bis 14E sind Graphen, welche logarithmische Umwandlungskurvenverläufe darstellen;
15 ist ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur zum Messen eines TDC gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt;
16 ist ein Graph, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf bezüglich eines TDC gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt;
17 ist ein Graph gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf in einem Bereich darstellt, wo eine Veränderungsrate des Zylinderdrucks groß ist;
18 ist ein Graph gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf darstellt, welcher eine Phasenverzögerung aufweist, die durch einen Filterprozess verursacht wird;
19 ist ein Graph gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf darstellt, der eine Phasenverzögerung zeigt, welche durch einen Filterprozess verursacht wird;
20 ist ein Graph gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, der ein Verhältnis zwischen einer Motordrehzahl und einem Messfehler eines TDC darstellt;
21A ist ein Graph, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf zur Zeit der Verbrennung darstellt, 21B ist ein Graph, der einen Motorlaufkurvenverlauf darstellt, und 21C ist ein Graph, der einen Verbrennungsdruckkurvenverlauf bezüglich einer Bestimmung einer Zündzeit darstellt (Stand der Technik);
22 ist ein Graph, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf zur Zeit der Verbrennung bezüglich der Messung einer Zündzeit darstellt (Stand der Technik);
23 ist ein Graph, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf zur Zeit ohne Verbrennung bezüglich der Messung eines TDC darstellt (Stand der Technik); und
24 ist ein Graph, der einen Zylinderdruckkurvenverlauf nahe eines TDC mit aufgezeigter Störungswirkung darstellt (Stand der Technik).
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung werden detailliert durch die folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
4 zeigt einen Aufbau eines Dieselmotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise ein Mehrzylinder-Dieselmotor 1, der ein Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem, wie in 4 dargestellt, verwendet.
In diesem Dieselmotor 1, ist ein Kolben 4 in einem Zylinder 3 aufgenommen, der in einem Zylinderblock 2 ausgebildet ist und die Bewegung des Kolbens 4, der sich im Zylinder 3 hin und her bewegt, wird als Drehbewegung über eine Verbindungsstange 5 zur Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Dieselmotors 1 übertragen.
Die obere Endfläche des Zylinderblocks 2 ist an einen Zylinderkopf 7 fixiert, wodurch ein Brennraum 6 oberhalb der Oberseite des Kolbens 4 ausgebildet wird. Der Zylinderkopf 7 hat eine Ansaugöffnung 8 und eine Auslassöffnung 9, die in den Brennraum 6 münden.
Die Ansaugöffnung 8 und die Auslassöffnung 9 werden durch ein Ansaugventil 10 und ein Auslassventil 11, die jeweils durch Nocken (nicht dargestellt) angesteuert werden, geöffnet oder geschlossen.
Ein Ansaugrohr 12 zum Ansaugen von Außenluft über einen Luftfilter (nicht dargestellt) ist mit der Ansaugöffnung 8 verbunden und wenn der Kolben 4 sich im Zylinder 3 nach unten bewegt, um in einem Ansaugtakt, in dem das Ansaugventil 10 die Ansaugöffnung 8 öffnet, einen Unterdruck im Zylinder zu erzeugen, strömt die durch das Ansaugrohr 12 angesaugte Außenluft durch die Ansaugöffnung 8 in den Zylinder 3.
Des Weiteren ist ein Auslassrohr 13 zum Abführen des Verbrennungsgases mit der Auslassöffnung 9 verbunden und das Verbrennungsgas, das aus dem Brennraum 6 (Zylinder) durch den sich nach oben bewegenden Kolben 4 heraus gedrückt wird, wird über die Auslassöffnung 9 im Auslasstakt, in dem das Auslassventil 11 die Auslassöffnung 9 öffnet, zum Auslassrohr 13 abgeführt.
Ein Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem ist mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (Common-Rail) 14 zum Ansammeln von Kraftstoff hohen Drucks entsprechend einem Einspritzdruck, einer Kraftstoffzuführpumpe (nicht dargestellt) zum Fördern des Hochdruckkraftstoffs zur gemeinsamen Kraftstoffleitung 14, einer Einspritzvorrichtung 15 zum Einspritzen des in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 14 angesammelten Hochdruckkraftstoffs in den Brennraum 6 des Dieselmotors 1 versehen und wird durch eine elektronische Steuereinheit (als ECU 16 bezeichnet) gesteuert.
Die gemeinsame Kraftstoffleitung 14 sammelt den Hochdruckkraftstoff, der durch die Kraftstoffzuführpumpe zugeführt wird, auf einen Zielleitungsdruck an und führt den gespeicherten Hochdruckkraftstoff über ein Kraftstoffrohr 17 an die Einspritzvorrichtung 15 zu. Die ECU 16 bestimmt den Zielleitungsdruck der gemeinsamen Kraftstoffleitung 14. Insbesondere wird der Betriebszustand des Dieselmotors 1 durch eine Gaspedalposition (Motorlast), eine Motordrehzahl u.Ä. erfasst, und dann wird ein Zielleitungsdruck eingestellt, der für den Betriebszustand geeignet ist.
Die Einspritzvorrichtung 15 ist mit einem durch die ECU 16 elektronisch gesteuerten Magnetspulenventil und einer Düse zum Einspritzen von Kraftstoff durch die Ventilöffnungswirkung dieses Magnetspulenventils versehen und ist an den Zylinderkopf 7 in einem Zustand fixiert, wo die Spitze dieser Düse in den Brennraum 6 hervorsteht.
In die ECU 16 werden Sensorinformationen eingegeben, die durch verschiedene Arten an Sensoren gemessen werden (Kurbelwinkelsensor 18, Gaspedalpositionssensor 19, Kraftstoffdrucksensor 20, Zylinderdrucksensor 21, Ansaugluftdrucksensor 22, u.Ä.) und die ECU 16 steuert den Betriebszustand des Dieselmotors 1 auf der Basis der Informationen dieser Sensoren.
Der Kurbelwinkelsensor 18 ist nahe eines Impulsgebers 23 angeordnet, der synchron mit der Kurbelwelle des Dieselmotors 1 dreht und eine Vielzahl an Pulssignalen entsprechend der Anzahl an Zähnen, die an der Außenperipherie des Impulsgebers 23 angeordnet sind, ausgibt, während sich der Impulsgeber 23 zusammen mit der Kurbelwelle dreht. Das heißt der Kurbelwinkelsensor 18 gibt ein Pulssignal für jeden vorherbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 1° KW) aus. Ein spezifisches Pulssignal wird als TDC-Signal ausgegeben, wenn der Kolben 4 den oberen Totpunkt in einem Kompressionstakt (oberer Kompressionstotpunkt: TDC) erreicht. Die ECU 16 misst das Zeitintervall der Pulssignale, die vom Kurbelwinkelsensor 18 ausgegeben werden, um eine Motordrehzahl NE zu messen.
Der Gaspedalpositionssensor 19 misst den Betätigungsbetrag (den Betrag der Niederdrückung) des Gaspedals 24, das durch einen Fahrer betätigt wird, und gibt es an die ECU 16 aus.
Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist an eine gemeinsame Kraftstoffleitung 14 fixiert und misst den Kraftstoffdruck (tatsächlicher Leitungsdruck), der in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 14 angesammelt ist und gibt ihn an die ECU 16 aus.
Der Zylinderdrucksensor 21 ist an den Zylinderkopf 7 fixiert und misst den Zylinderdruck des Dieselmotors 1 und gibt ihn an die ECU 16 aus.
Der Ansaugluftdrucksensor 22 ist an das Ansaugrohr 12 fixiert und misst einen Ansaugluftdruck im Ansaugrohr 12 und gibt ihn an die ECU 16 aus.
Die ECU 16 führt eine Einspritzdrucksteuerung und eine Einspritzmengensteuerung auf der Basis der vorstehend beschriebenen Sensorinformationen durch. Die Einspritzdrucksteuerung funktioniert derart, dass sie den in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 14 angesammelten Kraftstoffdruck steuert und die Ausstoßmenge einer Kraftstoffzuführpumpe (Pumpenausstoß) derart zurückführt, dass der tatsächliche Leitungsdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 gemessen wird, mit einem Zielleitungsdruck übereinstimmt.
Die Einspritzmengensteuerung funktioniert derart, dass sie die Einspritzmenge und die Einspritzzeit des von der Einspritzvorrichtung 15 eingespritzten Kraftstoffs steuert und die optimale Einspritzmenge und die optimale Einspritzzeit gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors 1 errechnet und das Magnetspulenventil der Einspritzvorrichtung 15 gemäß dem errechneten Ergebnis ansteuert.
Des Weiteren ist die ECU 16 mit der Funktion einer Zündzeit-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Zündzeit Tbrenn des Kraftstoffs versehen, um die Zündzeit der Einspritzvorrichtung 15 optimal zu steuern. Diese Zündzeit-Erfassungseinrichtung ist so aufgebaut, dass sie die Funktionen der Zylinderdruck-Umwandlungseinrichtung, der Zylindervolumen-Umwandlungseinrichtung, der Zylinderdruckkurvenverlauf- Logarithmusdarstellungseinrichtung, der Motorlaufkurvenverlauf-Schätzeinrichtung, der Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung und der Zündzeit-Bestimmungseinrichtung der vorliegenden Erfindung enthält.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Erfassen der Zündzeit Tbrenn durch die ECU 16 (Zündzeit-Erfassungseinrichtung) unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm, welches in 5 und in 1 bis 3 dargestellt ist, beschrieben.
Bei Schritt S10, werden der Messwert (Zylinderdruck P) des Zylinderdrucksensors 21 zumindest von einem Kompressionstakt bis zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt und der Messwert (Kurbelwinkel θ) des Kurbelwinkelsensors 18 eingelesen.
Bei Schritt S20 werden die logarithmischen Werte log P und log V entsprechend zu Zylinderdruck P und Kurbelwinkel θ vom Kompressionstakt zum Verbrennungs- und Expansionstakt jeweils von einer Umwandlungszuordnung P und einer Umwandlungszuordnung V eingelesen und ein Zylinderdruckkurvenverlauf, der logarithmisch umgewandelt ist (nachfolgend als Logarithmusumwandlungskurvenverlauf bezeichnet) wird in einer Logarithmuszuordnung erstellt (dargestellt), wie in 1C dargestellt.
Die bei Schritt S20 beschriebene Umwandlungszuordnung P, wie in 1A dargestellt, ist eine Zuordnung zum logarithmischen Umwandeln des Zylinderdrucks P und speichert logarithmische Werte log P entsprechend zu zuvor festgesetzten Drücken P. Andererseits ist die Umwandlungszuordnung V, wie in 1B dargestellt, eine Zuordnung zum logarithmischen Umwandeln des Zylindervolumens V entsprechend zum Kurbelwinkel θ und speichert logarithmische Wert log V entsprechend zu zuvor festgesetzten Kurbelwinkeln θ.
Die Logarithmuszuordnung, wie in 1C dargestellt, ist eine Zuordnung mit Koordinatenachsen mit logarithmischen Werten des Zylindervolumens entsprechend einem Kurbelwinkel θ und den logarithmischen Wert des Zylinderdrucks P. Durch Einlesen des logarithmischen Werts log P und des logarithmischen Werts log V in diese Logarithmuszuordnung, wird eine Veränderung im Zylinderdruck P vom Kompressionstakt zum Verbrennungs- und Expansionstakt als ein Logarithmusumwandlungskurvenverlauf dargestellt.
Bei Schritt S30 wird eine Basislinie X aus dem Logarithmusumwandlungskurvenverlauf, der in der Logarithmuszuordnung dargestellt ist, errechnet. Diese Basislinie X zeigt einen Nicht-Verbrennungs-Zylinderdruck (Motorlaufkurvenverlauf), der durch Subtrahieren einer sich durch eine Zylinderverbrennung entwickelten Druckerhöhung vom Logarithmusumwandlungskurvenverlauf erlangt wird, d.h. er entspricht einem Nicht-Verbrennungs-Zustand und wird durch die folgende Gleichung (1) auf der Basis von log P1, log V1 und log P2, log V2 zumindest bei zwei im Voraus gesetzten Punkten (Punkte „a" und „b" in der Zeichnung), wie in 2 dargestellt, berechnet. X = A × log Vx + B A = (log P1 – log P2)/(log V1 – log V2) B = log P1 – log V1 × (log P1 – log P2)/(log V1 – log V2) (1)
Bei Schritt S40 wird eine Bestimmungslinie Y zum Bestimmen der Zündzeit Tbrenn durch die folgende Gleichung (2) auf der Basis der Basislinie X bei Schritt S30 berechnet. Diese Bestimmungslinie Y kann durch paralleles Bewegen der Basislinie X um einen Schwellwert K in der Richtung der Vertikalachse der Logarithmuszuordnung (Koordinatenachse eines logarithmischen Werts log P) herausgefunden werden. Y = A × log Vx + B + K (2)

K:: zuvor gesetzter Schwellwert

Bei Schritt S50 wird bestimmt, ob der logarithmische Wert log P, der aus der Umwandlungszuordnung P bei Schritt S20 gelesen wird, größer als die bei Schritt S40 berechnete Bestimmungslinie Y ist. In anderen Worten ausgedrückt, wird im Verbrennungszyklus bestimmt, ob eine Verbrennungskurvenverlaufslinie Z, d.h. kontinuierliche Daten des logarithmischen Werts log P, der von der Umwandlungszuordnung P bei Schritt S20 gelesen wird, die Bestimmungslinie Y schneidet.
Wenn hierbei bestimmt wird, dass die folgende Beziehung (3) gilt (Bestimmungsergebnis JA ist), d.h. der logarithmische Wert log P die Bestimmungslinie Y überschreitet, fährt die Routine zum nächsten Schritt S60 fort und wenn bestimmt wird, dass das folgende Verhältnis (3) nicht gilt, d.h. der logarithmische Wert log P die Bestimmungslinie Y nicht überschreitet, fährt die Routine zu Schritt S70 fort. log P ≥ Y (3)
Bei Schritt S60 wird die Zündzeit bestimmt. Insbesondere wird zunächst, wie in 3A dargestellt, ein logarithmischer Wert log V über ein Punkt herausgefunden, wo der logarithmische Wert log P (die Ortslinie kontinuierlicher Daten des logarithmischen Werts log P ist eine Verbrennungskurvenverlaufslinie Z) mit der Bestimmungslinie Y übereinstimmt. Dieser Punkt ist ein Punkt Pi, der in 3A dargestellt ist und es wird bestimmt, dass dieser Punkt Pi die Zündzeit ist. In 2 ist ein Punkt Pi, wo sich die Verbrennungskurvenverlaufslinie Z (gestrichelte Linie) mit der Bestimmungslinie Y (Strichpunktlinie) schneidet, ein Punkt, der eine Zündzeit sein soll.
Hierbei kennzeichnet die Vertikalachse des in 3A dargestellten Graphen den logarithmischen Wert log P, wenn die Basislinie X auf eine „0"-Position der Vertikalachse gesetzt wird. In anderen Worten ausgedrückt, der Wert der Vertikalachse wird „logarithmischer Wert log P – Basislinie X". Als nächstes wird aus der Umwandlungszuordnung V, die in 3B dargestellt ist, ein Kurbelwinkel θ, der einem in 3A herausgefundenen logarithmischen Wert log V entspricht, herausgefunden und dieser Kurbelwinkel θ wird als Zündzeit bestimmt, wodurch der vorliegende Prozess fertig gestellt wird.
Bei Schritt S70 wird bestimmt, ob der bei Schritt S10 eingelesene Kurbelwinkel θ größer als eine zuvor festgesetzte Zündzeitbestimmungs-Abschlusszeit (Kurbelwinkel θEnde) ist. Wenn hierbei die folgende Beziehung (4) gilt (Bestimmungsergebnis JA ist), fährt die Routine zum nächsten Schritt S80 fort, und wenn die folgende Beziehung (4) nicht gilt (Bestimmungsergebnis NEIN ist), kehrt die Routine zu Schritt S10 zurück. θ ≥ θEnde (4)
Es wird bei Schritt S80 bestimmt, dass der Dieselmotor 1 sich im Zustand einer Fehlzündung befindet, weil der Kurbelwinkel θ, der bei Schritt S10 eingelesen wird, die Zündzeitbestimmungs-Abschlusszeit θEnde übersteigt und die vorliegende Routine wird fertig gestellt.
[Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels]
Im ersten Ausführungsbeispiel werden der Zylinderdruck P und das Zylindervolumen V entsprechend zum Kurbelwinkel θ zumindest vom Kompressionstakt bis zum Verbrennungs- und Expansionstakt in den logarithmischen Wert log P und den logarithmischen Wert log V jeweils aus der Umwandlungszuordnung P und der Umwandlungszuordnung V umgewandelt und der logarithmische Wert log P und der logarithmische Wert log V werden aus den Logarithmuszuordnungen gelesen, wobei eine Veränderung des Zylinderdrucks P vom Kompressionstakt zum Verbrennungs- und Expansionstakt als ein Logarithmusumwandlungskurvenverlauf ausgedrückt werden kann. Dieser Logarithmusumwandlungskurvenverlauf wird, bevor ein sich aus einer Verbrennung im Zylinder entwickelnder Druckanstieg beginnt, d.h. während der Zylinderdruck P nur entsprechend der Bewegung des Kolbens 4 variiert durch eine gerade Linie mit einem vorgegebenen Gradienten ausgedrückt. Deshalb kann der Motorlaufkurvenverlauf leicht durch ein lineares Annäherungsverfahren aus dem Logarithmusumwandlungskurvenverlauf geschätzt werden.
Auf Details eingehend, kann der Motorlaufkurvenverlauf durch eine gerade Linie mit einem vorgegebenen Gradienten ausgedrückt werden, indem der Zylinderdruck P und das Zylindervolumen V entsprechend einem Kurbelwinkel θ logarithmisch umgewandelt werden, und eine parallele Linie, die um einen vorherbestimmten Wert K zu dieser geraden Linie parallel verschoben wird, wird zu einem Schwellwert als Bestimmungslinie Y gemacht. Folglich kann ein Schnittpunkt dieser Bestimmungslinie Y und der sich unregelmäßig verändernden Verbrennungskurvenverlaufslinie Z stabil erlangt werden. Infolgedessen ist es möglich, ein exzellentes Ergebnis der Erfassung der Zündzeit mit hoher Genauigkeit zu erzeugen, während die Rechenlast verringert wird.
Des Weiteren ist es gemäß diesem Verfahren möglich, den Motorlaufkurvenverlauf ohne die Verwendung der Polytropengleichung zu schätzen, welche eine exponentielle Berechnung erfordert und somit ist es möglich, die Rechenlast zu verringern.
Des Weiteren wird gemäß dem Verfahren zum Messen der Zündzeit, das im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ein herkömmliches Verfahren zum Absuchen einer Zuordnung nach einem Polytropenexponenten n gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors oder Verbrennungsmotorenabweichungen nicht verwendet, sondern der logarithmische Umwandlungskurvenverlauf wird für jeden Verbrennungszyklus des Dieselmotors 1 herausgefunden und der Motorlaufkurvenverlauf wird aus dem herausgefundenen Logarithmusumwandlungskurvenverlauf geschätzt.
Folglich wird der Motorlaufkurvenverlauf nicht durch eine Veränderung des Betriebszustands des Dieselmotors 1, insbesondere eine Veränderung von Abweichungen der Dieselmotoren 1, beeinflusst. Infolgedessen ist es möglich, den Motorlaufkurvenverlauf für jeden Verbrennungszyklus mit hoher Genauigkeit zu schätzen und folglich die Messgenauigkeit der Zündzeit zu verbessern.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel beschrieben, in welchem eine Vielzahl an Einspritzungen während eines Verbrennungstaktes eingespritzt werden, beispielsweise wird die zweite Einspritzung nach der ersten Einspritzung eingespritzt, und in welchem eine Zündzeit Tbrenn zu einer zweiten Einspritzung gemessen wird.
Wenn beispielsweise, wie in 6A dargestellt, die zweite Einspritzung oder Haupteinspritzung Qm nach der ersten Einspritzung oder Voreinspritzung Qp eingespritzt wird, wie in 6B dargestellt, tritt ein Druckanstieg, der sich durch die Verbrennung der Haupteinspritzung Qm entwickelt, nach einem Druckanstieg auf, der sich durch die Verbrennung der Voreinspritzung Qp entwickelt und folglich variiert ein logarithmischer Umwandlungskurvenverlauf derart, wie in 7 dargestellt. Wenn in diesem Fall die Bestimmungslinie Y der Zündzeit Tbrenn zur Haupteinspritzung Qm (zweite Einspritzung) unter Verwendung des Motorlaufkurvenverlaufs als Basislinie X errechnet wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, variiert die Bestimmungslinie für jeden Verbrennungszyklus aufgrund der Wirkung (Variationen) der Voreinspritzung Qp (erste Einspritzung), was im Problem resultiert, dass die Zündzeit Tbrenn für die Haupteinspritzung Qm nicht mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
Folglich wird die Basislinie X gemäß einer Befehlseinspritzzeit Tm für die Haupteinspritzung Qm korrigiert und die Bestimmungslinie Y wird auf der Basis der korrigierten Basislinie X errechnet. Insbesondere wird, wie in 8 dargestellt, die Basislinie X so korrigiert, dass sie zur Befehlseinspritzzeit Tm für die Haupteinspritzung Qm durch den logarithmischen Wert log P hindurch führt. Somit kann die Basislinie X gesetzt werden (korrigiert werden) ohne durch die Voreinspritzung Qp beeinflusst zu werden. Folglich kann durch Errechnen der Bestimmungslinie Y auf der Basis der korrigierten Basislinie X die Zündzeit Tbrenn für die Haupteinspritzung Qm mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
Des Weiteren ist es als anderes Beispiel des Messens der Zündzeit Tbrenn für die zweite Einspritzung ebenso empfehlenswert, die Basislinie X gemäß der Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung zu korrigieren. Insbesondere wird die Basislinie X so korrigiert, dass der logarithmische Wert log P bei der Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung (Voreinspritzung Qp im vorstehend beschriebenen Beispiel) hindurch führt. Der logarithmische Umwandlungskurvenverlauf wird unter Verwendung des logarithmischen Werts log P bei der Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung und des logarithmischen Werts log P bei der Befehlseinspritzzeit Tm für die zweite Einspritzung (Haupteinspritzung Qm im vorstehend beschriebenen Beispiel) linear angenähert.
Folglich kann durch Korrigieren der Basislinie X, so dass sie durch den logarithmischen Wert log P bei der Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung hindurch führt und durch Errechnen der Bestimmungslinie Y auf der Basis der korrigierten Basislinie X, die Zündzeit Tbrenn für die Haupteinspritzung Qm mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
Diesbezüglich kann das im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren nicht nur für einen Fall angewendet werden, in dem zwei Einspritzungen (die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung) während eines Verbrennungstaktes eingespritzt werden, sondern auch in einem Fall, in dem eine Vielzahl (drei oder mehr) Einspritzungen während eines Verbrennungstaktes eingespritzt werden, und wo die Vielzahl (drei oder mehr) an Einspritzungen die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung enthalten.
Des Weiteren können die Beispiele der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung nicht nur die Voreinspritzung Qp und die Haupteinspritzung Qm enthalten, sondern beispielsweise auch die Haupteinspritzung Qm oder die erste Einspritzung und eine Nacheinspritzung Qnach oder die zweite Einspritzung nach der Haupteinspritzung Qm.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
In diesem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Verbrennungsabschlusszeit beschrieben.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, bevor ein Druckanstieg, der sich durch die Verbrennung im Zylinder entwickelt, beginnt, d.h. während der Zylinderdruck P sich nur durch die Bewegung des Kolbens 4 verändert, gilt PVⁿ = konstant (wobei P der Zylinderdruck und V das Zylindervolumen und n ein Polytropenexponent ist). Aus diesem Grund wird der logarithmische Umwandlungskurvenverlauf (Motorlaufkurvenverlauf), der in der in 9 dargestellten Logarithmuszuordnung dargestellt ist, durch eine gerade Linie mit gegebenem Gradienten ausgedrückt. Wenn hierbei der Gradient des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs zum logarithmischen Wert log V durch einen Graphen ausgedrückt wird, wie in 10 dargestellt (die Vertikalachse ist der Gradient und die Horizontalachse ist der logarithmische Wert log V), wird der Motorlaufkurvenverlauf (Basislinie X, die im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde) durch eine gerade Linie mit einem konstanten Gradienten ausgedrückt und ist in der Zeichnung parallel zur Horizontalachse.
Danach steigt ein Verbrennungsdruck an, wenn im Zylinder eine Verbrennung auftritt, und der Gradient des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs steigt ebenso rapide an, so dass er einen Maximalwert aufzeigt, und dann nimmt der Verbrennungsdruck ab und der Gradient des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs nimmt auch ab und konvergiert auf einen konstanten Wert gemäß der vorstehend beschriebenen Beziehung von PVⁿ = konstant.
Um folglich die Verbrennungsabschlusszeit zu bestimmen, wie in 9 dargestellt, wird, wenn der Veränderungsbetrag des logarithmischen Werts log P durch dlog P ausgedrückt wird und der Veränderungsbetrag des logarithmischen Werts log V durch dlog V ausgedrückt wird und dlog P und dlog V durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) (wobei i = natürliche ganzzahlige Zahl) ausgedrückt werden, der Gradient des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs durch die folgende Gleichung (7) errechnet. dlog P = log P(i) – log P(i – 1) (5) dlog V = log V(i) – log V(i – 1) (6) dlog P/dlog V (7)
Die ECU 16 hat erfindungsgemäß die Funktion einer Einrichtung zum Bestimmen der Verbrennungsabschlusszeit und bestimmt, dass eine Zeit, zu der der Gradient des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs, der durch die vorstehende Gleichung (7) errechnet wird, beinahe konstant wird, nachdem die Verbrennung beginnt, eine Verbrennungsabschlusszeit Tende ist (siehe 10).
Die Bestimmung der Verbrennungsabschlusszeit Tende kann auch angewendet werden, wenn die Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung, die in dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, bestimmt wird.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
In diesem vierten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Errechnen der Verbrennungsquantität in einem einzelnen Verbrennungstakt im Dieselmotor 1 beschrieben.
Die Verbrennungsquantität in einem einzigen Verbrennungstakt entspricht dem Produkt aus Zylinderdruck P und Zylindervolumen V. Folglich kann die Verbrennungsquantität errechnet werden, indem das Produkt aus Zylinderdruck P und Zylindervolumen V gefunden wird. Die Errechnung der Verbrennungsquantität wird durch die ECU 16 durchgeführt, welche erfindungsgemäß die Funktion einer Einrichtung zum Errechnen der Verbrennungsquantität hat.
Insbesondere wird, wie in 11 dargestellt, in einem Fall, in dem der Motorlaufkurvenverlauf die Basislinie X ist, wenn der Erhöhungsbetrag des logarithmischen Wertes log P nach einer vorherbestimmten Stunde von der Verbrennungsabschlusszeit oder der Zündzeit Tbrenn als Δlog P zu dieser Basislinie X ausgedrückt wird, die Verbrennungsquantität durch die folgende Gleichung (8) errechnet. Verbrennungsquantität = Δlog P + log V (8)
Im ersten bis vierten Ausführungsbeispiel wurden Verfahren zum Messen der Zündzeit Tbrenn, zum Bestimmen der Verbrennungsabschlusszeit, und zum Berechnen der Verbrennungsquantität auf der Basis des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs beschrieben. Jedoch sind die logarithmischen Umwandlungskurvenverläufe, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, nur für Beispielzwecke und deshalb ist es offensichtlich, dass wenn beispielsweise ein Verbrennungsmuster gemäß einer Einspritzzeit, der Verbrennungsquantität und der Anzahl an Einspritzungen variiert, ebenso die logarithmischen Umwandlungskurvenverläufe gemäß diesen variieren.
Hierbei sind die logarithmischen Umwandlungskurvenverläufe gemäß zahlreicher Verbrennungsmuster in den 12 bis 14 dargestellt. Die 12A bis 12D zeigen den Einspritzdüsenhub der Einspritzvorrichtung 15, und die 13A bis 13E zeigen den Zylinderdruckkurvenverlauf, der eine Veränderung des tatsächlichen Zylinderdrucks gemäß dem Kurbelwinkel θ aufzeigt, und die 14A bis 14E zeigen den logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf.
Die 12A, 13A und 14A zeigen einen Fall, in dem eine einzige Einspritzung während eines einzigen Verbrennungstaktes eingespritzt wird und er ist ein Beispiel, bei dem der Einspritzdüsenhub kurz vor dem TDC durchgeführt wird.
Die 12B, 13B und 14B zeigen ähnlich einen Fall, in dem eine einzige Einspritzung während eines einzigen Verbrennungstaktes eingespritzt wird und er ist ein Beispiel, bei dem der Einspritzdüsenhub kurz nach dem TDC durchgeführt wird.
Die 12C, 13C und 14C zeigen einen Fall, in dem zwei Einspritzungen (beispielsweise die Voreinspritzung Qp und die Haupteinspritzung Qm) während eines einzigen Verbrennungstaktes eingespritzt werden und er ist ein Beispiel, bei dem der Einspritzdüsenhub hinsichtlich der Voreinspritzung Qp kurz vor dem TDC durchgeführt wird und bei dem der Einspritzdüsenhub hinsichtlich der Haupteinspritzung Qm kurz nach dem TDC durchgeführt wird.
Die 12D, 13D und 14D zeigen ähnlich einen Fall, in dem zwei Einspritzungen (beispielsweise die Haupteinspritzung Qm und die Nacheinspritzung Qnach) während einem einzigen Verbrennungstakt eingespritzt werden und er ist ein Beispiel, bei dem der Einspritzdüsenhub hinsichtlich der Haupteinspritzung Qm beinahe an der Position des TDC durchgeführt wird und bei dem der Einspritzdüsenhub hinsichtlich der Nacheinspritzung Qnach kurz nach dem TDC durchgeführt wird.
Die 13E und 14E zeigen Motorlaufkurvenverläufe, wenn kein Einspritzdüsenhub vorliegt, d.h. wenn kein Kraftstoffeinspritzen durchgeführt wird. In diesem Fall wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, der logarithmische Umwandlungskurvenverlauf durch eine gerade Linie mit einem vorgegebenen Gradienten dargestellt.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
Im ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Verfahren zum Messen der Einspritzzeit Tbrenn von Kraftstoff auf der Basis von Informationen, die vom Zylinderdrucksensor 21 und dem Kurbelwinkelsensor 18 erlangt wurden, beschrieben. Wenn jedoch ein Fehler im Messwert des Kurbelwinkelsensors 18 durch die Position, an welcher der Kurbelwinkelsensor 18 montiert ist und die Motorenabweichungen verursacht wird, wird die Messgenauigkeit der Einspritzzeit Tbrenn unvermeidbar durch den Fehler beeinflusst.
Folglich wird in diesem fünften Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Messen eines noch korrekteren oberen Kompressionstotpunktes (TDC) auf der Basis des Messwertes des Zylinderdrucksensors 21 beschrieben.
Die ECU 16 ist mit der Funktion einer Einrichtung zum Messen eines oberen Kompressionstotpunktes versehen. Hierbei wird ein Verfahren zum Messen eines oberen Kompressionstotpunktes durch die ECU 16 (Einrichtung zum Messen eines oberen Kompressionstotpunktes) auf der Basis eines Flussdiagramms, das in 15 dargestellt ist, beschrieben.
Bei Schritt S100 wird bestimmt, ob der Betriebszustand zum Messen eines oberen Kompressionstotpunktes gilt oder nicht. Das Messen eines Kompressionstotpunktes wird in einem bestimmten Betriebszustand durchgeführt, wo der Zylinderdruck P nur gemäß der Hin- und Herbewegung des Kolbens 4 variiert, ohne durch den Verbrennungsdruck aufgrund der Verbrennung im Zylinder beeinflusst zu werden.
Der vorstehend beschriebene „bestimmte Betriebszustand" bedeutet beispielsweise ein Zustand ohne Verbrennung, wo Kraftstoffeinspritzen unterbrochen ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird oder dergleichen, oder ein Zustand, wo eine Verbrennungsstartzeit im Zylinder 3 mehr als gewöhnlich verzögert wird.
Wenn das Bestimmungsergebnis bei Schritt S100 JA ist, d.h. wenn der bestimmte Betriebszustand gilt, fährt die Routine zum nächsten Schritt 110 fort und wenn das Bestimmungsergebnis NEIN ist, wird die gegenwärtige Verarbeitung fertig gestellt.
Bei Schritt S110 wird der Messwert (Kurbelwinkel θ) des Kurbelwinkelsensors 18 eingelesen.
Wenn sich bei Schritt S120 der Kolben 4 im Zylinder 3 nach oben bewegt, wird der bei einem bestimmten Basiskurbelwinkel (als „Basiswinkel θ1" bezeichnet) gemessene Messwert (als Basisdruck „Pbasis") im Zylinderdrucksensor 21 eingelesen. Hierbei, wird wie in 16 und 17 dargestellt, der Basiswinkel 81 in einem Bereich gesetzt, wo eine Veränderungsrate (Erhöhungsrate) des Zylinderdrucks P groß ist, d.h. in einem Bereich, wo der Zylinderdruck P bezüglich des Kurbelwinkels θ stark ansteigt (beispielsweise 10°KW vor dem TDC). Hierbei ist 17 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes „A" aus 16 und zeigt einen Zylinderdruckkurvenverlauf nahe des Basiswinkels θ1.
Bei Schritt 5130 wird bestimmt, ob der Kurbelwinkel θ größer als der Kurbelwinkel θtdc bei TDC ist. Wenn hierbei das folgende Verhältnis (9) gilt (Bestimmungsergebnis ist JA), d.h. wenn der Kurbelwinkel θ größer als der Kurbelwinkel θtdc bei TDC ist, fährt die Routine zum nächsten Schritt S140 fort und wenn das folgende Verhältnis (9) nicht gilt (Bestimmungsergebnis NEIN ist), wird Schritt S130 wiederholt ausgeführt bis das folgende Verhältnis (9) gilt. θ ≥ θtdc (9)
Bei Schritt S140 wird der Messwert (Zylinderdruck P) des Zylinderdrucksensors 21 eingelesen.
Bei Schritt S150 wird bestimmt, ob der Basisdruck Pbasis, der bei Schritt S120 eingelesen wurde, nicht kleiner als der Zylinderdruck P, der bei Schritt S140 eingelesen wurde, ist. Wenn hierbei das folgende Verhältnis (10) gilt (Bestimmungsergebnis JA ist), d.h. wenn der Zylinderdruck P kleiner als der Basisdruck Pbasis ist, fährt die Routine zum nächsten Schritt S160 fort und wenn das folgende Verhältnis (10) nicht gilt (Bestimmungsergebnis NEIN ist), kehrt die Routine zu Schritt S140 zurück. P ≤ Pbasis (10)
Bei Schritt S160 wird ein Kurbelwinkel (als „objektiver Winkel θ2" bezeichnet), wenn der Zylinderdruck P gleich dem Basisdruck Pbasis wird, gemessen.
Bei Schritt S170 wird der Fehlerbetrag des TDC (Δθtdc) errechnet. Hierbei wird, wie in 16 dargestellt, ein Mittelpunkt des Basiswinkels θ1 und des objektiven Winkels θ2 als wahrer TDC angenommen und ein Unterschied zwischen dem wahren TDC und dem Kurbelwinkel θtdc bei TDC, der durch den Kurbelwinkelsensor 18 gemessen wird, als Fehlerbetrag des TDC (Δθtdc) errechnet. Insbesondere wird der Fehlerbetrag des TDC (Δθtdc) durch die folgende Gleichung (11) errechnet. Δθtdc = θtdc – (θ1 + θ2)/2 (11)
[Wirkungsweise des fünften Ausführungsbeispiels]
In diesem fünften Ausführungsbeispiel wird der Basiswinkel θ1 in einem Bereich gesetzt, wo der Zylinderdruck P bezüglich des Kurbelwinkels θ (beispielsweise 10°KW vor dem TDC) stark ansteigt und ein Mittelpunkt des Basiswinkels θ1 und der objektive Winkel θ2 wird als ein TDC gemessen. Folglich kann, verglichen mit der öffentlich bekannten Technologie, die in JP-11-210546A beschrieben ist, der Messfehler des Zylinderdrucksensors 21, der durch Störungseffekte verursacht wird, verringert werden, und folglich kann der TDC korrekter gemessen.
[Sechstes Ausführungsbeispiel]
Wenn der Messwert (Analogsignal) eines Zylinderdrucksensors 21 über einen Filterschaltkreis 25, wie in 18 dargestellt, im Verfahren zum Messen eines TDC, das im fünften Ausführungsbeispiel beschrieben ist, eingegeben wird, gibt es den Fall, bei dem eine Phasenverzögerung durch die Filtereigenschaften des Filterschaltkreises 25 verursacht wird. Wenn in diesem Fall der TDC auf der Basis des phasenverzögerten Signals (Zylinderdruck P) gemessen wird, wird unvermeidbar ein Fehler zwischen einem wahren TDC und dem erfassten TDC verursacht (Betrag der Phasenverzögerung, die durch einen Filterprozess verursacht wird).
Folglich wird in diesem sechsten Ausführungsbeispiel der TDC unter Verwendung eines Signals eines anderen Systems gemessen, das nicht durch einen Filterschaltkreis 25 verarbeitet wird. Das heißt, wenn die ECU 16 einen TDC misst, liest die ECU 16 ein vom Zylinderdrucksensor 21 ausgegebenes Analogsignal ein, ohne das Analogsignal zu filtern, und misst den TDC unter Verwendung des Analogsignals das nicht dem Filterprozess unterworfen wird. Damit kann ein wahrer TDC gemessen werden, ohne dass eine Phasenverzögerung verursacht wird.
[Siebtes Ausführungsbeispiel]
In dem vorstehenden sechsten Ausführungsbeispiel wurde ein Verfahren zum Messen eines TDC unter Verwendung eines Signals eines anderen Systems, das nicht durch einen Filterschaltkreis 25 verarbeitet wurde, beschrieben. Jedoch kann, selbst wenn ein TDC unter Verwendung eines Signals, das dem Filterprozess unterworfen wurde, einen TDC korrekt gemessen werden, indem der Betrag der Phasenverzögerung, der durch den Filterprozess verursacht wird, entfernt wird. In diesem siebten Ausführungsbeispiel wird dieses Verfahren beschrieben.
Im Allgemeinen hat die Eigenschaft des Filterschaltkreises 25 die Tendenz, dass je höher die Frequenz des Signals, welches durch den Filterschaltkreis 25 verarbeitet wird, desto größer ist der Betrag der Verschiebung (Verzögerung) der Phase (siehe 18).
Die Frequenz des Signals des Zylinderdrucks P, welches zum Messen eines TDC verwendet wird, ist proportional zu einer Motordrehzahl. Folglich werden die TDCs bei verschiedenen Motordrehzahlen gemessen, beispielsweise wie in 19 dargestellt, bei einer ersten Motordrehzahl A und einer zweiten Motordrehzahl B, um den durch den Filterprozess verursachten Betrag der Verzögerung zu errechnen.
Insbesondere wird die Filtereigenschaft (Zusammenhang zwischen Frequenz des Signals und der Phasenverzögerung) vom TDC, der bei der ersten Motordrehzahl A gemessen wird und dem TDC, der bei der zweiten Motordrehzahl B gemessen wird, erlangt, wodurch der Betrag der Verzögerung gemäß der Filtereigenschaft bei einer Motordrehzahl X herausgefunden werden kann. Gemäß diesem in 20 dargestellten Verfahren, kann der Betrag der Verzögerung des Filters, der zusammen mit der Motordrehzahl (Frequenz) variiert, vom Fehlerbetrag des TDC getrennt werden. Deshalb ist es möglich, einen Fehler des TDC mit hoher Genauigkeit zu messen und den Betrag der Verzögerung, der durch die Filterverarbeitung verursacht wird zu schätzen und folglich die Zündzeit Tbrenn mit hoher Genauigkeit zu messen.
Eine ECU (16) wandelt einen Zylinderdruck P und ein Zylindervolumen V entsprechend einem Kurbelwinkel θ zumindest von einem Kompressionstakt zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt in einen logarithmischen Wert log P und einen logarithmischen Wert log V jeweils um, um einen logarithmische Umwandlungskurvenverlauf herauszufinden und schätzt einen Motorlaufkurvenverlauf, der durch Subtrahieren eines Druckanstiegs, der sich durch die Verbrennung in einem Zylinder entwickelt, vom logarithmischen Umwandlungskurvenverlauf, d.h. entsprechend einem Nicht-Verbrennungs-Zustand, erlangt wird. Des Weiteren errechnet die ECU (16) eine Bestimmungslinie Y einer Zündzeit Tbrenn auf der Basis der Basislinie X und des geschätzten Motorlaufkurvenverlaufs und bestimmt die Zündzeit Tbrenn auf der Basis dieser Bestimmungslinie Y und des logarithmischen Umwandlungskurvenverlaufs.

Claims

Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Zylinderdrucksensor (21) zum Messen eines Zylinderdrucks, der einen Druck in einem Zylinder des Verbrennungsmotors (1) repräsentiert, einem Kurbelwinkelsensor (18) zum Messen eines Kurbelwinkels, der eine Kurbelposition des Verbrennungsmotors (1) repräsentiert, und einer Zündzeit-Messeinrichtung (16) zum Messen einer Zündzeit des Verbrennungsmotors (1) auf der Basis von Informationen, die vom Zylinderdrucksensor (21) und dem Kurbelwinkelsensor (18) erlangt werden, wobei die Zündzeit-Messeinrichtung (16) folgende Elemente aufweist: eine Zylinderdruck-Umwandlungseinrichtung (16), die eine Umwandlungszuordnung P zum logarithmischen Umwandeln eines zuvor festgesetzten Drucks aufweist und solch einen durch den Zylinderdrucksensor (21) gemessenen Zylinderdruck zumindest von einem Kompressionstakt bis zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt durch die Umwandlungszuordnung P in einen logarithmischen Wert log P umwandelt, eine Zylindervolumen-Umwandlungseinrichtung (16), die eine Umwandlungszuordnung V zum logarithmischen Umwandeln eines Zylindervolumens entsprechend eines zuvor festgesetzten Kurbelwinkels aufweist und solch ein durch den Kurbelwinkelsensor (18) gemessenes Zylindervolumen zumindest von einem Kompressionstakt bis zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt durch die Umwandlungszuordnung V in einen logarithmischen Wert log V umwandelt, eine Zylinderdruck-Kurvenverlauf-Logarithmusdarstellungseinrichtung (16), die eine Logarithmuszuordnung mit Koordinatenachsen mit einem Logarithmuswert log V des Zylindervolumens entsprechend einem Kurbelwinkel und einem Logarithmuswert log P des Zylinderdrucks aufweist, und den Logarithmuswert log P und den Logarithmuswert log V in die Logarithmuszuordnung einliest, um eine Veränderung im Zylinderdruck zumindest von einem Kompressionstakt bis zu einem Verbrennungs- und Expansionstakt als einen logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlauf auf der Logarithmuszuordnung darzustellen, eine Motorlaufkurvenverlauf-Schätzeinrichtung (16) zum Schätzen eines Motorlaufkurvenverlaufs, der einen Nicht-Verbrennungs-Zylinderdruckkurvenverlauf repräsentiert, welcher durch Subtrahieren einer Druckerhöhung, die sich durch die Verbrennung im Zylinder des Verbrennungsmotors (1) entwickelt, vom logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlauf, d.h. entsprechend einem Zustand ohne Verbrennung, erlangt wird, eine Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung (16) zum Errechnen einer Bestimmungslinie einer Zündzeit auf der Basis einer Basislinie des geschätzten Motorlaufkurvenverlaufs, und eine Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) zum Bestimmen der Zündzeit auf der Basis der errechneten Bestimmungslinie und des logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlaufs.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Motorlaufkurvenverlauf-Schätzeinrichtung (16) den Motorlaufkurvenverlauf aus dem logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlauf auf der Basis von zumindest zwei Punkten, dem logarithmischen Werts log P und dem logarithmischen Werts log V, schätzt.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) bestimmt, ob der logarithmische Wert log P, der in die logarithmische Zuordnung eingelesen wird, die Bestimmungslinie übersteigt und wobei wenn die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) bestimmt, dass der logarithmische Wert log P, der in die logarithmische Zuordnung eingelesen wird, die Bestimmungslinie übersteigt, die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) den logarithmischen Wert log V dort findet, wo der logarithmische Wert log P, der in die logarithmische Zuordnung eingelesen wird, die Bestimmungslinie übersteigt und bestimmt, dass der diesem logarithmischen Wert log V entsprechende Kurbelwinkel θ die Zündzeit ist.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 3, wobei wenn die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) bestimmt, dass der logarithmische Wert log P die Bestimmungslinie nicht übersteigt, die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) bestimmt, ob der Kurbelwinkel θ entsprechend zum logarithmischen Wert log V größer als ein Kurbelwinkel θEnde einer zuvor gesetzten Zündzeitbestimmungs-Abschlusszeit ist und wobei wenn die folgende Beziehung (a) gilt, θ ≥ θEnde (a)die Zündzeit-Bestimmungseinrichtung (16) bestimmt, dass sich der Verbrennungsmotor (1) im Zustand einer Fehlzündung befindet.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine zweite Einspritzung nach einer ersten Einspritzung während eines einzigen Verbrennungstaktes des Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird und wobei wenn eine Zündzeit für die zweite Einspritzung gemessen wird, die Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung die Basislinie gemäß einer Befehlseinspritzungszeit für die zweite Einspritzung korrigiert und die Bestimmungslinie auf der Basis der korrigierten Basislinie errechnet.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung (16) die Basislinie korrigiert, so dass die Basislinie durch den logarithmischen Wert log P bei der Befehlseinspritzungszeit für die zweite Einspritzung hindurchführt.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine zweite Einspritzung nach einer ersten Einspritzung während eines einzigen Verbrennungstaktes des Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird und wobei wenn eine Zündzeit für die zweite Einspritzung gemessen wird, die Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung (16) die Basislinie gemäß einer Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung korrigiert und die Bestimmungslinie auf der Basis der korrigierten Basislinie errechnet.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Bestimmungslinien-Errechnungseinrichtung (16) die Basislinie so korrigiert, dass die Basislinie durch den logarithmischen Wert log P bei einer Verbrennungsabschlusszeit der ersten Einspritzung hindurch führt.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, des Weiteren mit einer Verbrennungsabschlusszeit-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Verbrennungsabschlusszeit des Verbrennungsmotors (1), wobei wenn der Änderungsbetrag des logarithmischen Werts log P durch dlog P ausgedrückt wird und der Änderungsbetrag des logarithmischen Werts log V durch dlog V ausgedrückt wird und dlog P und dlog V jeweils durch die folgenden Gleichungen (b) und (c) ausgedrückt werden, dlog P = log P(i) – log P(i – 1) (b) dlog V = log V(i) – log V(i – 1) (c)die Verbrennungsabschlusszeit-Bestimmungseinrichtung (16) einen Gradienten des logarithmisch umgewandelten Zylinderdruckkurvenverlaufs durch die folgende Gleichung (d) errechnet, Gradient = dlog P/dlog V (d),und bestimmt, dass eine Zeit, wenn der Gradient der errechneten Zylinderdruckkurvenverlauf beinahe konstant ist, nachdem die Verbrennung begonnen hat, eine Verbrennungsabschlusszeit ist.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, des Weiteren mit einer Verbrennungsquantitäts-Errechnungseinrichtung (16) zum Errechnen der Verbrennungsquantität in einem einzigen Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors (1), wobei wenn der Erhöhungsbetrag des logarithmischen Werts log P bei einer Verbrennungsabschlusszeit oder nach einer vorherbestimmten Zeit von einer Zündzeit durch Δlog P bezüglich der Basislinie des Motorlaufkurvenverlauf ausgedrückt wird, die Verbrennungsquantitäts-Errechnungseinrichtung (16) die Verbrennungsquantität aus der folgenden Gleichung (e) errechnet. Δlog P + log V (e)
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, des Weiteren mit einer Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16), die einen oberen Kompressionstotpunkt des Kolbens misst, indem der Zylinderdruck mit dem Zylinderdrucksensor (21) in einem bestimmten Betriebszustand gemessen wird, in dem sich der Zylinderdruck nur entsprechend einer Hin- und Herbewegung des Kolbens verändert, ohne durch einen Verbrennungsdruck beeinflusst zu werden, der sich aus der Verbrennung in einem Zylinder entwickelt, und einer TDC-Korrektureinrichtung (16) zum Korrigieren eines TDC-Signals, das von einem Kurbelwinkelsensor (18) ausgegeben wird, auf der Basis des gemessenen oberen Kompressionstotpunktes, wobei in die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16) ein Basisdruck des Zylinderdrucksensors (21), der bei einem Basiswinkel, der einen bestimmten Basiskurbelwinkel repräsentiert, wenn der Kolben sich im Zylinder nach oben bewegt, dorthinein eingegeben wird, und dann einen objektiven Winkel misst, der einen Kurbelwinkel repräsentiert, bei dem ein Messwinkel des Zylinderdrucksensors (21) gleich zum Basisdruck wird, wenn der Kolben sich im Zylinder nach unten bewegt, und dadurch einen Mittelpunkt zwischen dem Basiswinkel und dem objektiven Winkel als oberen Kompressionstotpunkt misst.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Kurbelwinkelsensor (18), der einen Kurbelwinkel eines Verbrennungsmotors (1) misst und ein TDC-Signal ausgibt, wenn ein sich in einem Zylinder des Verbrennungsmotors (1) hin und her bewegender Kolben einen oberen Kompressionspunkt erreicht, der einen oberen Totpunkt eines Kompressionstaktes repräsentiert, einem Zylinderdrucksensor (21) zum Messen eines Zylinderdrucks, der einen Druck in dem Zylinder repräsentiert, einer Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16), die den oberen Kompressionspunkt durch den Zylinderdruck mit dem Zylinderdrucksensor (21) in einem bestimmten Betriebszustand misst, in dem der Zylinderdruck sich nur entsprechend einer Hin- und Herbewegung des Kolbens verändert, ohne durch einen Verbrennungsdruck beeinflusst zu werden, der sich durch die Verbrennung in dem Zylinder entwickelt, und einer TDC-Korrektureinrichtung (16), die das TDC-Signal, das durch den Kurbelwinkelsensor (18) ausgegeben wird, auf der Basis des gemessenen oberen Kompressionstotpunkts korrigiert, wobei in die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung ein Basisdruck des Zylinderdrucksensors (21), der bei einem Basiswinkel, der einen bestimmten Basiskurbelwinkel repräsentiert, wenn der Kolben sich im Zylinder nach oben bewegt, dorthinein eingegeben wird und dann ein objektiver Winkel gemessen wird, der einen Kurbelwinkel repräsentiert, bei dem ein Messwert des Zylinderdrucksensors (21) gleich einem Basisdruck wird, wenn sich der Kolben im Zylinder nach unten bewegt und dadurch einen Mittelpunkt zwischen dem Basiswinkel und dem objektiven Winkel als den oberen Kompressionstotpunkt misst.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der bestimmte Betriebszustand ein Zustand ohne Verbrennung ist, in dem kein Kraftstoffeinspritzen durchgeführt wird.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der bestimmte Betriebszustand ein Zustand ist, in dem eine Verbrennungsstartzeit verzögert ist.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16) den Basiswinkel in einem Bereich festsetzt, in dem eine Erhöhungsrate des Zylinderdrucks relativ groß ist.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 15, wobei ein Messanalogsignalwert des Zylinderdrucksensors (21) zur Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16) von einem Eingabeschaltkreis eines separaten Systems, das keinen Filterprozess durchführt, eingegeben wird, ohne einen Filterschaltkreis (25) zu passieren.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 15, wobei wenn ein Messanalogsignalwert des Zylinderdrucks in die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung über einen Filterschaltkreis (25) eingegeben wird, so dass durch einen Filterprozess eine Phasenverzögerung verursacht wird, die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16) den Kompressionstotpunkt durch Entfernen der Phasenverzögerung misst.
Steuerung für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 17, wobei die Kompressionstotpunkt-Messeinrichtung (16) eine Filtereigenschaft, die einen Zusammenhang zwischen einer Motordrehzahl und dem Betrag der Phasenverzögerung repräsentiert, auf der Basis eines oberen Kompressionstotpunktes, der bei einer ersten Motordrehzahl gemessen wird, und eines oberen Kompressionstotpunktes, der bei einer zweiten Motordrehzahl gemessen wird, herausfindet und den Betrag der Phasenverzögerung, der durch den Filterprozess verursacht wird, aus dieser Filtereigenschaft errechnet.