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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung einer Brennkraftmaschine
zum Berechnen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und zur Verbesserung
der Startfähigkeit
des Verbrennungsmotors.
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Ein
Steuersystem einer Brennkraftmaschine berechnet eine Verbrennungsmotordrehzahl
in einem vorbestimmten Zyklus zum Erfassen eines Verbrennungsmotorbetriebszustands.
Beispielsweise berechnet ein Steuersystem, das in dem japanischen Patent
Nr. 3490541 beschrieben ist, eine Zeitdifferenz zwischen den Impulsen,
die von einem Sensor jedes Mal dann abgegeben werden, wenn eine
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors sich um einen vorbestimmten Kurbelwinkel
(KW) dreht, und berechnet die Verbrennungsmotordrehzahl auf der
Grundlage des Summenberechnungswerts einer vorbestimmten Anzahl
von Zeitdifferenzen entsprechend einem Verbrennungsmotortakt (180°KW). Somit
berechnet das Steuersystem die Verbrennungsmotordrehzahl unter Bildung
des Durchschnitts eines Einflusses einer Verstärkung und Verringerung einer
Erzeugungsfrequenz der Impulssignale (Schwankung eines Impulssignalerzeugungszyklus)
während
eines Takts.
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In
den vergangenen Jahren war eine genaue Steuerung eines Verbrennungszustands
oder eines erzeugten Drehmoments des Verbrennungsmotors erforderlich,
um den Kraftstoffverbrauch, die Abgasemission, die Fahrbarkeit des
Verbrennungsmotors und dergleichen zu verbessern. Daher ist es notwendig,
den tatsächlichen
Verbrennungszustand oder das erzeugte Drehmoment genau zu erfassen.
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Im
Allgemeinen ändert
sich das erzeugte Drehmoment gemäß dem Verbrennungszustand
des Verbrennungsmotors und ändert
sich die Verbrennungsmotordrehzahl. Daher ist die Verbrennungsmotordrehzahl
eine Information zum Bewerten des Verbrennungszustands oder des
erzeugten Drehmoments. Da jedoch das Steuersystem von dem japanischen
Patent Nr. 3490541 die Verbrennungsmotordrehzahl unter Durchschnittsbildung
des Einflusses der Erhöhung
oder Verringerung der Erzeugungsfrequenz der Impulssignale während eines
Takts berechnet (eine Verbrennungsmotorrotationsschwankung aufgrund
der Änderung
des Verbrennungsmotorzustands oder des erzeugten Drehmoments), wird eine
Korrelation zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und dem Verbrennungsmotorzustand
oder dem erzeugten Drehmoment verringert. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl,
die eine verringerte Korrelation mit dem Verbrennungszustand oder
dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors hat, als Information
des Verbrennungszustands oder des erzeugten Drehmoments verwendet
wird, wenn der Verbrennungszustand oder das erzeugte Drehmoment
gesteuert wird, kann der Verbrennungszustand oder das erzeugte Drehmoment
nicht genau gesteuert werden.
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Während eines
Starts der Brennkraftmaschine oder vor dem Abschluss eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors
nach dem Start besteht die Möglichkeit,
dass eine Kraftstoffmenge (Feuchtigkeitsmenge), die an einer Wandfläche bei
einem Lufteinlassanschluss anhaftet, aufgrund einer Veränderung
einer Eigenschaft (Flüchtigkeit)
des verwendeten Kraftstoffs verändert
und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
eines Gasgemischs (ein Verbrennungsluft-Kraftstoff-Gemisch) in einem
Zylinder von einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweicht. Das kann die Startfähigkeit
oder die Abgasemission verschlechtern. Als Gegenmaßnahme misst
das in JP-A-H08-285708 beschriebene Steuersystem eine Rotationsschwankung
für jeden
Verbrennungstakt unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors und
lernt eine Verbrennungseigenschaft auf der Grundlage von Summationsdaten,
die durch Summieren der Rotationsschwankungen für eine vorbestimmte Anzahl
von Malen erhalten werden. Das Steuersystem korrigiert eine Kraftstoffeinspritzmenge
auf der Grundlage des Lernwerts der Verbrennungseigenschaft.
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Ein
in dem japanischen Patent Nr. 3498392 beschriebenes Steuersystem
führt eine
Korrektur zum Erhöhen
der Kraftstoffeinspritzmenge aus, wenn das Steuersystem einen Start
des Verbrennungsmotors misst, der nicht optimal ist, auf der Grundlage
einer Zeit, die notwendig ist, damit die Drehzahl eine vorbestimmte
Drehzahl nach dem Start erreicht, der Anfangsmaximaldrehzahl unmittelbar
nach dem Start, einer Drehzahländerungsrate,
seit die Drehzahl die vorbestimmte Drehzahl erreicht, bis die Drehzahl
die maximale Drehzahl unmittelbar nach dem Start erreicht, der minimalen
Drehzahl nach der maximalen Drehzahl und dergleichen.
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Jedoch
kann das Steuersystem von JP-A-H08-284708 eine geeignete Kraftstoffkorrektur gemäß der Kraftstoffeigenschaft
nicht durchführen, bevor
das Lernen der Kraftstoffeigenschaft ausreichend nach dem Start
des Verbrennungsmotors voranschreitet. Demgemäß besteht die Möglichkeit, dass
eine Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
aufgrund der Kraftstoffeigenschaft erzeugt wird und die Drehzahlschwankung
verursacht wird.
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Das
in dem japanischen Patent Nr. 3498392 beschriebene Steuersystem
führt die
Korrektur zum Erhöhen
der Kraftstoffeinspritzmenge nach dem Start des Verbrennungsmotors
durch, der als nicht optimal gemessen wird. Daher besteht die Möglichkeit,
dass die Drehzahlschwankung verursacht wird, bevor der Start gemessen
wird, der nicht optimal ist. Darüber hinaus
verringert sich, wie in 6 gezeigt
ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ von dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt in Richtung
auf eine magere Seite während
des Starts des Verbrennungsmotors aufgrund einer Kraftstoffeigenschaft
des verwendeten Kraftstoffs, einer zeitlichen Änderung des Verbrennungsmotors
und dergleichen abweicht, das erzeugte Drehmoment entsprechend von
dem Drehmoment Tt, das bei dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt erhalten
werden sollte. In 6 stellt
C einen Bereich dar, in dem das Verbrennungsdrehmoment nicht ansteigt,
auch wenn der Kraftstoff vermehrt wird, ist D ein Bereich, in dem
das Verbrennungsmotordrehmoment ansteigt, wenn die Kraftstoffmenge vergrößert wird,
ist Qc eine Kraftstoffvermehrung, die zum Korrigieren des Drehmoments
notwendig ist und ist Tf eine Verringerung des Drehmoments beispielsweise
aufgrund von schwerem Kraftstoff. Die vorstehend beschriebenen Steuersysteme
berücksichtigen die
Drehmomentschwankung während
des Starts nicht. Daher kann, auch wenn das erzeugte Drehmoment
von dem geeigneten Drehmoment entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis abgewichen
ist, die Abweichung des Drehmoments nicht korrigiert werden. Als
Folge kann der Verbrennungsmotor nicht problemlos mit einem geeigneten
Drehzahlverhalten gestartet werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung einer
Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Drehzahl des Verbrennungsmotors mit
einer hohen Korrelation mit einem Verbrennungszustand oder einem
erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors berechnen kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung
einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die ein erzeugtes Drehmoment
auf ein geeignetes Drehmoment entsprechend einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in
einem frühen
Stadium eines Starts des Verbrennungsmotors genau steuern kann und
den Verbrennungsmotor mit einem geeigneten Drehzahlverhalten problemlos
starten kann.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung stellt eine Intervalleinstellvorrichtung ein
Drehzahlberechnungsintervall über
einen oberen Totpunkt eines Verbrennungstakts einer Brennkraftmaschine
ein und berechnet eine Drehzahlberechnungsvorrichtung eine Drehzahl
des Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Winkelgeschwindigkeit
einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors oder einer Information,
die mit der Winkelgeschwindigkeit korrigiert, in dem Drehzahlberechnungsintervall.
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Die
Brennkraftmaschine verursacht eine Verbrennung eines Gasgemischs
in der Nähe
eines oberen Totpunkts eines Verbrennungstakts. Ein Drehmoment wird
durch einen Verbrennungsdruck erzeugt und eine Winkelbeschleunigung
(AA) (Änderungsrate
einer Winkelgeschwindigkeit) einer Kurbelwelle ändert sich gemäß dem erzeugten
Drehmoment, wie in 2 gezeigt ist. Demgemäß gibt die
Winkelgeschwindigkeitsinformation (Winkelgeschwindigkeit oder Information,
die mit der Winkelgeschwindigkeit korreliert) der Kurbelwelle in
dem Drehzahlberechnungsintervall, das über den oberen Totpunkt des Verbrennungstakts
eingestellt ist, genau einen Verbrennungszustand oder das erzeugte
Drehmoment wieder. Daher kann durch Berechnen der der Drehzahl des
Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation
die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit hoher Korrelation mit dem Verbrennungszustand
oder dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors berechnet werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung berechnet eine
Anstiegsberechnungsvorrichtung einen Drehzahlanstieg oder eine Drehzahlanstiegsinformation,
die mit dem Drehzahlanstieg korreliert, für jede Verbrennung des Verbrennungsmotors
in einer Dauer, in der die Drehzahl unmittelbar nach einem Beginn
eines Starts des Verbrennungsmotors ansteigt, und berechnet eine Schwankungsberechnungsvorrichtung
eine Drehmomentschwankung des Verbrennungsmotors durch Vergleichen
der Drehzahlanstiegsinformation, die durch die Anstiegsberechnungsvorrichtung
berechnet wird, mit einer Soll-Drehzahlanstiegsinformation entsprechend
einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Wenn
das erzeugte Drehmoment größer als oder
geringer als ein geeignetes Drehmoment entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis während der
Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des Starts des
Verbrennungsmotors wird, wird der Drehzahlanstieg entsprechend größer oder
geringer als der Soll-Drehzahlanstieg
entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Der Soll-Drehzahlanstieg ist ein Drehzahlanstieg in dem Fall, dass
der Start durchgeführt
wird, während
das Verbrennungsluft-Kraftstoffverhältnis mit dem Soll-Luft-Kraftstoffverhältnis von
dem Beginn des Starts übereinstimmt.
Demgemäß kann durch
Vergleichen der Drehzahlanstiegsinformation und der Soll-Drehzahlanstiegsinformation
die Schwankung des Ist-Drehmoments
mit Bezug auf das geeignete Drehmoment entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis genau
berechnet werden.
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Somit
kann eine Korrektursteuerung, um das erzeugte Drehmoment mit dem
geeigneten Drehmoment in Übereinstimmung
zu bringen, entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf
der Grundlage der Drehmomentschwankung von dem Zeitpunkt gestartet
werden, wenn die Drehmomentschwankung während der Drehzahlanstiegsdauer
unmittelbar nach dem Beginn des Starts des Verbrennungsmotors berechnet
wird. Das erzeugte Drehmoment kann genau auf das geeignete Drehmoment
in dem frühzeitigen
Stadium des Starts gesteuert werden. Als Folge kann der Verbrennungsmotor
mit einem geeigneten Drehzahlverhalten problemlos gestartet werden,
was die Startfähigkeit
des Verbrennungsmotors verbessert.
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Merkmale
und Vorteile der Ausführungsbeispiele
werden ebenso wie Verfahren zum Betrieb und die Funktion von zugehörigen Teilen
aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den Zeichnungen erkennbar, die alle einem Teil dieser Anmeldung
bilden.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das ein Verbrennungsmotorsteuersystem
gemäß einem ersten
beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem erzeugten Drehmoment
und einer Winkelbeschleunigung zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das eine Berechnungszeitabstimmung einer Zeit, die
für eine
Rotation um 30°KW
notwendig ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das Prozessschritte eines Verbrennungsmotordrehzahlberechnungsprogramms
gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Ausführung der Verbrennungsmotordrehzahlberechnung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 zeigt;
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6 ist
eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis und
einem erzeugten Drehmoment zeigt;
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Start-Drehmoment-Korrektursteuerung gemäß einem
zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Ablaufdiagramm, das Prozessschritte eines Start-Drehmoment-Korrektursteuerprogramms
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 7 zeigt;
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das Prozessschritte eines Drehmomentschwankungsberechnungsprogramms
gemäß dem Ausführungsbeispiel von 7 zeigt;
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das Prozessschritte eines Kraftstoffeinspritzkorrekturwertberechnungsprogramms
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 7 zeigt;
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11 ist
eine Grafik, die ein Beispiel eines Drehmomentschwankungskennfelds
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 7 zeigt;
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12 ist
eine Grafik, die ein Beispiel eines Verbrennungsluft-Kraftstoffverhältnis-Kennfels
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 7 zeigt; und
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13 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel zur Ausführung der Startdrehmomentkorrektursteuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 7 zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsteuersystem
gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Luftreiniger 13 ist
an dem stromaufwärtigsten
Abschnitt eines Einlassrohrs 12 einer Brennkraftmaschine 11 vorgesehen.
Ein Luftdurchlassmessgerät 14 zum
Messen einer Lufteinlassmenge ist stromabwärts von dem Luftreiniger 13 vorgesehen.
Ein Drosselventil 16, dessen Öffnungsgrad (Drosselöffnungsgrad)
durch einen Motor 15 reguliert wird, und ein Drosselöffnungsgradsensor 17 zum
Messen des Öffnungsgrads
des Drosselventils 16 sind stromabwärts von dem Durchflussmessgerät 14 vorgesehen.
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Ein
Ausgleichstank 18 ist stromabwärts von dem Drosselventil 16 vorgesehen.
Ein Einlassrohrdrucksensor 19 zum Messen des Einlassrohrdrucks ist
in dem Ausgleichstank 18 vorgesehen. Der Ausgleichstank 18 ist
mit einem Einlasskrümmer 20 zum Einführen der
Luft in die jeweiligen Zylinder der Verbrennungsmotors 11 versehen.
Kraftstoffeinspritzventile 21 zum Einspritzen des Kraftstoffs
sind in der Nähe
der Einlassanschlüsse
des Einlasskrümmers 20 entsprechend
den jeweiligen Zylindern angebracht. Zündkerzen 22 sind an
einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 11 für die Zylinder
montiert. Ein Gasgemisch in dem Zylinder wird durch eine Funkenentladung
jeder Zündkerze 22 gezündet.
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Ein
Abgassensor 24 (ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor,
ein Sauerstoffsensor oder Ähnliches) zum
Messen eines Luft- Kraftstoff-Verhältnisses,
des fetten/mageren Zustands des Abgases oder Ähnlichem ist in einem Abgasroh 23 des
Verbrennungsmotors 11 vorgesehen. Ein Katalysator 25,
wie zum Beispiel ein Drei-Wege-Katalysator zum Reinigen des Abgases
ist stromabwärts
von dem Abgassensor 24 vorgesehen.
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Ein
Kühlmitteltemperatursensor 26 zum Messen
der Kühltemperatur
und ein Kurbelwinkelsensor 28 zum Abgeben eines Kurbelwinkelsignals (Impulssignals)
jedes Mal dann, wenn sich die Kurbelwelle 27 des Verbrennungsmotors 11 um
einen vorbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 6°KW) dreht,
sind an dem Zylinderblock des Verbrennungsmotors 11 angebracht.
Die Einheit [°KW]
gibt einen Kurbelwinkel an, der die gleiche Einheit wie die allgemeine
Einheit [°]
hat, was den Grad eines Winkels darstellt. Der Kurbelwinkel und
die Verbrennungsmotordrehzahl werden auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals
des Kurbelwinkelsensors 28 gemessen.
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Die
Abgaben der verschiedenartigen Sensoren werden in eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU) 29 eingegeben.
Die ECU 29 ist hauptsächlich aus
einem Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 29 führt verschiedenartige
Verbrennungsmotorsteuerprogramme aus, die in dem ROM (einem Speichermedium)
gespeichert sind, der in der ECU 29 eingebaut ist. Somit
steuert die ECU 29 eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 und eine
Zündzeitabstimmung
der Zündkerze 22 gemäß dem Verbrennungsmotorbetriebszustand.
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Zu
diesem Zeitpunkt führt
die ECU 29 ein Drehzahlberechnungsprogramm aus, das in 4 gezeigt
ist. Somit berechnet die ECU 29 eine Winkelgeschwindigkeitsinformation
der Kurbelwelle 27 während
eines vorbestimmten Drehzahlberechnungsintervalls, das in der Nähe eines
Verbrennungs-OT (oberer Totpunkt des Verbrennungstakts) jedes Zylinders
des Verbrennungsmotors 11 eingestellt ist. Das vorbestimmte
Drehzahlberechnungsintervall ist ein Drehzahlberechnungsintervall,
das über
den Verbrennungs-OT oder ein Drehzahlberechnungsintervall, das unmittelbar
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt ist. Die Winkelgeschwindigkeitsinformation
der Kurbelwelle 27 ist eine Zeit, die notwendig ist, damit
sich die Kurbelwelle 27 beispielsweise durch das Drehzahlberechnungsintervall
dreht. Die ECU 29 berechnet eine Verbrennungsmotordrehzahl
auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation.
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Der
Verbrennungsmotor 11 verursacht eine Verbrennung eines
Gasgemischs in der Nähe
des Verbrennungs-OT (OT in 3). Drehmoment
wird gemäß einem
Verbrennungszustand erzeugt. Eine Winkelbeschleunigung (AA: Änderungsrate
einer Winkelgeschwindigkeit) der Kurbelwelle 27 ändert sich
gemäß dem erzeugten
Drehmoment, wie in 2 gezeigt ist. Daher gibt die
Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle 27 in
dem Drehzahlberechnungsintervall, das in der Nähe des Verbrennungs-OT eingestellt
ist, den Verbrennungszustand oder das erzeugte Drehmoment mit hoher
Genauigkeit wieder. Durch Berechnen der Verbrennungsmotordrehzahl
NE auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation kann
die Verbrennungsmotordrehzahl NE, die in hoher Korrelation mit dem Verbrennungszustand
oder dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors 11 steht,
berechnet werden.
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Beispielsweise
wird jedes Mal dann, wenn sich die Kurbelwelle 27 um 30°KW dreht,
eine Zeit T30, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 um
30°KW dreht,
auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals (KW-Signals) des Kurbelwinkelsensors 28 berechnet,
wie in 3 gezeigt ist. Wie in 3 gezeigt
ist, wird die Zeit T30 des Kurbelwinkelbereichs von 30°KW vor dem
Verbrennungs-OT bis zu dem Verbrennungs-OT als T30(1) bezeichnet
und wird die Zeit T30 des Kurbelwinkelbereichs von dem Verbrennungs-OT
zu 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT als T30(2) bezeichnet. Die Zeit T30 des
Kurbelwinkelbereichs von 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT wird als T30(3) bezeichnet und die Zeit
T30 des Kurbelwinkelbereichs von 60°KW nach dem Verbrennungs-OT
bis 90°KW
nach dem Verbrennungs-OT wird als T30(4) bezeichnet.
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Dann
wird mit einem Verfahren entsprechend der Anzahl der Zylinder des
Verbrennungsmotors 11 die Intervallrotationszeit Tx [s],
die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht, als Winkelgeschwindigkeitsinformation
der Kurbelwelle 27 des Drehzahlberechnungsintervalls, das
in der Nähe
des Verbrennungs-OT eingestellt ist, unter Verwendung der Zeiten
T30(1) bis T30(4) in der Nähe
des Verbrennungs-OT berechnet. Die Intervallrotationszeit Tx wird
in die Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] umgewandelt.
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Im
Fall eines Acht-Zylinder-Verbrennungsmotors (das Verbrennungsintervall
beträgt
90°KW) wird
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von
dem Verbrennungs-OT zu 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt, um das Drehzahlberechnungsintervall
kürzer
als das Verbrennungsintervall einzustellen. In diesem Fall wird
die Zeit T30(2) von dem Verbrennungs-OT bis 30°KW nach dem Verbrennungs-OT
als Intervallrotationszeit Tx [s] verwendet, die notwendig ist,
damit sich die Kurbelwelle 27 durch das Drehzahlberechnungsintervall
dreht (Tx = T30(2)). Die Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] wird
unter Verwendung der Intervallrotationszeit Tx [s] wie folgt berechnet:
NE = 60/(Tx × 360/30).
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Alternativ
kann das Drehzahlberechnungsintervall bei dem Kurbelwinkelbereich
von 30°KW
von 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt werden. In diesem Fall wird
die Zeit T30(3) von 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT als Intervallrotationszeit Tx [s] verwendet, die
notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch das
Drehzahlberechnungsintervall dreht (Tx = T30(3)). Die Verbrennungsmotordrehzahl
NE [U/min] wird unter Verwendung der Intervallrotationszeit Tx [s]
wie folgt berechnet: NE = 60/(Tx × 360/30).
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Im
Fall eines Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors (das Verbrennungsintervall
beträgt
180°KW) oder
im Fall eines Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors (das Verbrennungsintervall
beträgt
120°KW) wird
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von
60°KW von
dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt, um das Drehzahlberechnungsintervall kürzer als
das Verbrennungsintervall einzustellen. In diesen Fällen werden
die Zeit T30(2) von dem Verbrennungs-OT bis 30°KW nach dem Verbrennungs-OT
und die Zeit T30(3) von 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT addiert, um die Intervallrotationszeit
Tx [s] zu berechnen, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht (Tx = T30(2) + T30(3)). Die
Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] wird unter Verwendung der Intervallrotationszeit
Tx [s] wie folgt berechnet: NE = 60/(Tx × 360/60).
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Alternativ
kann das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich
von 60°KW
von 30°KW
vor dem Verbrennungs-OT bis 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt werden. In diesem Fall werden
die Zeit T30(1) von 30°KW
vor dem Verbrennungs-OT zu dem Verbrennungs-OT und die Zeit T30(2)
von dem Verbrennungs-OT bis 30°KW nach
dem Verbrennungs-OT addiert, um die Intervallrotationszeit Tx [s]
zu berechnen, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht (Tx = T30(1) + T30(2)). Die Verbrennungsmotordrehzahl
NE [U/min] wird unter Verwendung der Intervallrotationszeit Tx [s]
wie folgt berechnet: NE = 60/(Tx × 360/60).
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Im
Fall des Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors oder des Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors kann
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von
90°KW von
dem Verbrennungs-OT bis 90°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt werden, um das Drehzahlberechnungsintervall
kürzer
als das Verbrennungsintervall einzustellen. In diesem Fall werden
die Zeit T30(2) von dem Verbrennungs-OT bis 30°KW nach dem Verbrennungs-OT,
die Zeit T30(3) von 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT und die Zeit T30(4) von 60°KW nach dem Verbrennungs-OT
bis 90°KW
nach dem Verbrennungs-OT addiert, um die Intervallrotationszeit
Tx [s] zu berechnen, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht (Tx = T30(2) + T30(3) + T30(4)).
Die Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] wird unter Verwendung der
Intervallrotationszeit Tx [s] wie folgt berechnet: NE = 60/(Tx × 360/90).
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Alternativ
kann das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich
von 90°KW
von 30°KW
vor dem Verbrennungs-OT bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt werden. In diesem Fall werden
die Zeit T30(1) von 30°KW
vor dem Verbrennungs-OT zu dem Verbrennungs-OT, die Zeit T30(2)
von dem Verbrennungs-OT bis 30°KW
nach dem Verbrennungs-OT und die Zeit T30(3) von 30°KW nach dem Verbrennungs-OT
bis 60°KW
nach dem Verbrennungs-OT addiert, um die Intervallrotationszeit
Tx [s] zu berechnen, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht (Tx = T30(1) + T30(2) + T30(3)). Die
Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] wird unter Verwendung der Intervallrotationszeit
Tx [s] wie folgt berechnet: NE = 60/(Tx × 360/90).
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Das
Drehzahlberechnungsintervall kann abgewandelt werden. Beispielsweise
kann im Fall des Acht-Zylinder-Verbrennungsmotors
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von 30°KW von 10°KW vor dem
Verbrennungs-OT bis 20°KW
nach dem Verbrennungs-OT eingestellt werden. Im Fall des Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors oder
des Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors
kann das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich
von 60°KW
von 10°KW
vor dem Verbrennungs-OT bis 50°KW
nach dem Verbrennungs-OT oder den Kurbelwinkelbereich von 90°KW von 10°KW vor dem
Verbrennungs-OT bis 80°KW nach
dem Verbrennungs-OT eingestellt werden.
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Die
vorstehend beschriebene Berechnung der Verbrennungsmotordrehzahl
NE wird durch die ECU 29 auf der Grundlage des in 4 gezeigten Verbrennungsmotordrehzahlberechnungsprogramms
durchgeführt.
Das in 4 gezeigte Drehzahlberechnungsprogramm wird in
einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt, während die Energiezufuhr zu
der ECU 29 eingeschaltet ist.
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Wenn
das Programm von 4 gestartet wird, berechnet
Schritt 51 zuerst die Zeit T30, die notwendig ist, damit
sich die Kurbelwelle 27 durch 30°KW dreht, auf der Grundlage
des Kurbelwinkelsignals des Kurbelwinkelsensors 28 jedes
Mal dann, wenn sich die Kurbelwelle 27 um 30°KW dreht.
Dann berechnet Schritt S2 die Intervallrotationszeit Tx [s], die
notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch das
Drehzahlberechnungsintervall dreht, unter der Verwendung der Zeiten
T30(1) bis T30(4) in der Nähe des
Verbrennungs-OT als Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle 27 in
dem Drehzahlberechnungsintervall, das in der Nähe des Verbrennungs-OT für jeden
Verbrennungstakt des Verbrennungsmotor eingerichtet ist. Dann wandelt
Schritt S3 die Intervallrotationszeit Tx [s], die notwendig ist,
damit sich die Kurbelwelle 27 durch das Drehzahlberechnungsintervall
dreht, in die Verbrennungsmotordrehzahl NE [U/min] für jeden
Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors 11 um.
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In 5 stellt
A ein Intervall dar, in dem der Verbrennungsmotor angelassen (gestartet)
wird und stellt B ein Intervall dar, in dem die Drehzahl NE aufgrund
des Starts der Verbrennung ansteigt. Eine Linie aus zwei Strichen
stellt die Ist-Verbrennungsmotordrehzahl NE dar, eine gestrichelte
Linie stellt die Verbrennungsmotordrehzahl NE dar, die durch das herkömmliche
Berechnungsverfahren berechnet wird, und eine durchgezogene Linie
stellt die Verbrennungsmotorsdrehzahl NE dar, die durch ein Berechnungsverfahren
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
berechnet wird. Wie durch die gestrichelte Linie in 5 gezeigt
ist, berechnet das herkömmliche
Berechnungsverfahren der Verbrennungsmotordrehzahl NE die Verbrennungsmotordrehzahl
NE unter Durchschnittsbildung des Einflusses der Verbrennungsmotorrotationsschwankung aufgrund
der Änderung
des Verbrennungszustands oder des erzeugten Drehmoments des Verbrennungsmotors 11.
Demgemäß wird die
Korrelation zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl NE und dem Verbrennungszustand
oder dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors 11 verringert.
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Dagegen
wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wie durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt
ist, die Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle 27 in
dem Drehzahlberechnungsintervall, das in der Nähe des Verbrennungs-OT (OT
in 5) jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 11 eingestellt
ist, berechnet. Das Drehzahlberechnungsintervall ist das Drehzahlberechnungsintervall,
das um den Verbrennungs-OT eingestellt ist, oder das Drehzahlberechnungsintervall,
das unmittelbar nach dem Verbrennungs-OT eingestellt ist. Die Winkelgeschwindigkeitsinformation
ist die Zeit, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 beispielsweise
durch das Drehzahlberechnungsintervall dreht. Die Verbrennungsmotordrehzahl
NE wird auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation
berechnet und mit einer Zeitabstimmung "Aktualisieren" aktualisiert, wie in 5 gezeigt
ist. Demgemäß wird die
Verbrennungsmotordrehzahl NE berechnet, die in hoher Korrelation
mit dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors 11 steht.
Somit kann, wenn der Verbrennungszustand oder das erzeugte Drehmoment
des Verbrennungsmotors 11 gesteuert wird, die Verbrennungsmotordrehzahl
mit hoher Korrelation mit dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten Drehmoment
als Information des Verbrennungszustands oder des erzeugten Drehmoments
verwendet werden. Als Folge kann das erzeugte Drehmoment des Verbrennungsmotors 11 mit
einer hohen Genauigkeit auch unter einer Bedingung, wie zum Beispiel eines
Starts oder eines Übergangsbetriebs
des Verbrennungsmotors gesteuert werden, indem sich das erzeugte
Drehmoment rasch ändert.
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In
dem Fall des Acht-Zylinder-Verbrennungsmotors (Verbrennungsintervall
beträgt
90°KW) wird das Drehzahlberechnungsintervall
auf den Kurbelwinkelbereich von 30°KW unmittelbar nach dem Verbrennungs-OT
oder auf den Kurbelwinkelbereich von 30°KW über den Verbrennungs-OT eingestellt.
Demgemäß wird auch
in dem Fall des Acht-Zylinder-Verbrennungsmotors,
der ein relativ kurzes Verbrennungsintervall hat, das Drehzahlberechnungsintervall
kürzer
als das Verbrennungsintervall eingestellt, so dass die Verbrennungsmotordrehzahl
mit hoher Korrelation mit dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten
Drehmoment in dem gegenwärtigen
Verbrennungstakt berechnet wird, ohne dass es durch den vorherigen
oder folgenden Verbrennungstakt beeinträchtigt wird.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
im Fall des Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors (das Verbrennungsintervall
beträgt
180°KW)
oder des Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors (das Verbrennungsintervall
beträgt
120°KW)
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von 60°KW oder 90°KW unmittelbar
nach dem Verbrennungs-OT oder den Kurbelwinkelbereich von 60°KW oder 90°KW über den
Verbrennungs-OT eingestellt. Somit wird das Drehzahlberechnungsintervall
kürzer als
das Verbrennungsintervall eingestellt. Als Folge kann die Berechnungsgenauigkeit
der Verbrennungsmotordrehzahl durch geeignetes Verlängern des
Drehzahlberechnungsintervalls verbessert werden, während die
Verbrennungsmotordrehzahl mit hoher Korrelation mit dem Verbrennungszustand oder
dem erzeugten Drehmoment des gegenwärtigen Verbrennungstakts berechnet
wird, ohne durch den vorherigen oder folgenden Verbrennungstakt
beeinträchtigt
zu werden.
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Im
Fall des Vier-Zylinder-Verbrennungsmotors oder des Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotors kann
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von
30°KW unmittelbar
nach dem Verbrennungs-OT oder den Kurbelwinkelbereich von 30°KW über den
Verbrennungs-OT eingestellt werden. Im Fall des Acht-Zylinder-Verbrennungsmotors kann
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich von
60°KW unmittelbar
nach dem Verbrennungs-OT oder den Kurbelwinkelbereich von 60°KW über den
Verbrennungs-OT eingestellt werden. Somit ist das Drehzahlberechnungsintervall nicht
auf den Kurbelwinkelbereich beschränkt, der in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, sondern kann frei wählbar abgewandelt werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
das Drehzahlberechnungsintervall auf den Kurbelwinkelbereich auf
der Grundlage des Verbrennungs-OT eingestellt. Alternativ kann das
Drehzahlberechnungsintervall auf einen Kurbelwinkelbereich unmittelbar
nach einer Zündzeitabstimmung
auf der Grundlage der Zündzeitabstimmung
eingestellt werden (beispielsweise den Kurbelwinkelbereich von der Zündzeitabstimmung
bis 30°KW
nach der Zündzeitabstimmung
oder einen Kurbelwinkelbereich von 30°KW nach der Zündzeitabstimmung
bis 60°KW nach
der Zündzeitabstimmung).
Somit kann das Drehzahlberechnungsintervall gemäß der Änderung der Verbrennungsdauer
entsprechend der Zündzeitabstimmung
geändert
werden. Als Folge kann die Verbrennungsmotordrehzahl mit hoher Korrelation mit
dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten Drehmoment berechnet
werden, ohne durch die Zündzeitabstimmung
beeinträchtigt
zu werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
die Zeit, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht, als Winkelgeschwindigkeitsinformation
der Kurbelwelle 27 in dem Drehzahlberechnungsintervall verwendet,
um die Verbrennungsmotordrehzahl NE zu berechnen. Alternativ kann
die Verbrennungsmotordrehzahl NE unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit
oder der Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle 27 in dem
Drehzahlberechnungsintervall berechnet werden.
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Die
Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor, den
Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotor
und den Acht-Zylinder-Verbrennungsmotor beschränkt. Die vorliegende Erfindung
kann auf jeden Verbrennungsmotor mit einer anderen Anzahl von Zylindern
angewendet werden (einen Drei-Zylinder-Verbrennungsmotor, einen
Fünf-Zylinder-Verbrennungsmotor,
einen Zehn-Zylinder-Verbrennungsmotor,
einen Zwölf-Zylinder-Verbrennungsmotor
und dergleichen).
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Als
Nächstes
wird ein Steuersystem des Verbrennungsmotors 11 gemäß einem
zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Wenn
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ von einem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt in Richtung
auf eine magere Seite aufgrund einer Kraftstoffeigenschaft des verwendeten
Kraftstoffs oder einer zeitlichen Änderung des Verbrennungsmotors 11 während des
Starts des Verbrennungsmotors 11 abweicht, wird im Allgemeinen
das erzeugte Drehmoment entsprechend geringer als das geeignete
Drehmoment Tt entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt, wie in 6 gezeigt
ist. Das geeignete Drehmoment Tt ist das Drehmoment, das in dem
Fall erzeugt wird, wenn der Start durchgeführt wird, während das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt vom Beginn
des Starts übereinstimmt.
In diesem Fall kann, wie durch eine gestrichelte Linie in 7 gezeigt
ist, die Verbrennungsmotordrehzahl NE nicht ausreichend während des
Starts des Verbrennungsmotors 11 erhöht werden. Als Folge besteht
die Möglichkeit,
dass der Verbrennungsmotor 11 nicht mit einem geeigneten
Verhalten der Drehzahl NE gestartet werden kann. Eine Linie aus
zwei Strichen in 7 stellt die Verbrennungsmotordrehzahl
NE in dem Fall dar, in dem der Start durchgeführt wird, während das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt vom Beginn
des Starts übereinstimmt.
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Daher
führt die
ECU 29 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Programme
für die
Drehmomentkorrektursteuerung während
des Starts aus, wie in den 8 bis 10 gezeigt
ist. Die ECU 29 berechnet einen Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNE für jede Verbrennung
des Verbrennungsmotors 11 während einer Drehzahlanstiegsdauer
unmittelbar nach dem Beginn des Starts des Verbrennungsmotors 11 und
integriert den Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNE. Die ECU 29 berechnet
eine Drehmomentschwankung Tf des Verbrennungsmotors 11 auf
der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE und einem
Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt entsprechend dem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis Δt. Der Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt ist ein
Integrationswert des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegs ΔNE in dem
Fall, dass der Start durchgeführt
wird, während
das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt vom Beginn
des Starts übereinstimmt.
Die Drehmomentschwankung Tf des Verbrennungsmotors 11 stellt
einen Überschuss
oder einen Mangel des erzeugten Drehmoments mit Bezug auf das geeignete
Drehmoment dar. Die ECU 29 berechnet einen Kraftstoffeinspritzkorrekturwert
Qc, damit das erzeugte Drehmoment mit dem geeigneten Drehmoment
entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt übereinstimmt, auf der Grundlage
der Drehmomentschwankung Tf.
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Wenn
das erzeugte Drehmoment größer oder
kleiner als das geeignete Drehmoment entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt während der
Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des Starts des
Verbrennungsmotors 11 wird, wird der Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNE entsprechend
größer oder
kleiner als der Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNEt entsprechend dem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt. Der Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNEt ist ein
Verbrennungsmotordrehzahlanstieg in dem Fall, dass der Start durchgeführt wird,
während
das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt vom Beginn
des Starts übereinstimmt.
Durch Vergleichen des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts ΣΔNE und des
Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts ΣΔNEt kann
die Drehmomentschwankung Tf (Überschuss
oder Mangel des erzeugten Drehmoments mit Bezug auf das geeignete
Drehmoment) genau berechnet werden.
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Somit
kann, wie durch die eine durchgezogene Linie in 7 gezeigt
ist, die Drehmomentkorrektursteuerung auf der Grundlage der Drehmomentschwankung
Tf von dem Zeitpunkt gestartet werden, wenn die Drehmomentschwankung
Tf während
der Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des Starts
des Verbrennungsmotors 11 berechnet wird, um das erzeugte
Drehmoment mit dem geeigneten Drehmoment in Übereinstimmung zu bringen.
Somit kann das erzeugte Drehmoment genau auf das geeignete Drehmoment
in dem frühzeitigen Stadium
des Starts gesteuert werden. Als Folge kann der Verbrennungsmotor 11 problemlos
mit einem geeigneten Drehzahlverhalten gestartet werden. In 7 stellt
E ein Intervall dar, in dem der Drehmomentmangel gemessen wird und
ist F ein Intervall, in dem die Verbrennung bei dem geeigneten Drehmoment
ermöglicht
wird.
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Als
Nächstes
werden Prozessinhalte der Programme für die Startdrehmomentkorrektursteuerung
unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben.
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Das
in 8 gezeigte Startdrehmomentkorrektursteuerprogramm
wird in einem vorbestimmten Zyklus während des Starts des Verbrennungsmotors 11 ausgeführt. Wenn
die Routine von 8 gestartet wird, liest zuerst
Schritt S101 die Verbrennungsmotorzustände ein, wie zum Beispiel die
Kühlmitteltemperatur,
die durch den Kühlmitteltemperatursensor 26 gemessen
wird. Dann berechnet Schritt S102 das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt auf der
Grundlage der Verbrennungsmotorzustände (der Kühlmitteltemperatur und dergleichen).
Dann berechnet Schritt S103 eine Basiskraftstoffeinspritzmenge Q
auf der Grundlage des Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λt und dergleichen.
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Dann
führt Schritt
S104 ein Drehmomentschwankungsberechnungsprogramm aus, das in 9 gezeigt
ist. Der Drehzahlanstieg ΔNE
wird für jede
Verbrennung des Verbrennungsmotors 11 in der Drehzahlanstiegsdauer
unmittelbar nach dem Beginn des Starts des Verbrennungsmotors 11 berechnet
und der Drehzahlanstieg ΔNE
wird integriert. Die Drehmomentschwankung Tf (der Überschuss
oder der Mangel des erzeugten Drehmoments mit Bezug auf das geeignete
Drehmoment) wird auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem
Drehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE und einem
Soll-Drehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt berechnet.
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Dann
führt Schritt
S105 ein Kraftstoffeinspritzkorrekturwertberechnungsprogramm aus,
das in 10 gezeigt ist. Somit wird der Kraftstoffeinspritzkorrekturwert
Qc, damit das erzeugte Drehmoment mit dem geeigneten Drehmoment
entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt übereinstimmt, auf der Grundlage
der Drehmomentschwankung Tf berechnet.
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Das
in 9 gezeigte Drehmomentschwankungsberechnungsprogramm
ist eine Subroutine, die bei Schritt S104 des Startdrehmomentkorrektursteuerprogramms
ausgeführt
wird, das in 8 gezeigt ist. Wenn das Drehmomentschwankungsberechnungsprogramm
von 9 ausgeführt
wird, führt Schritt
S201 ein (nicht gezeigtes) Verbrennungsmotordrehzahlberechnungsprogramm
aus. Somit wird die Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle 27 in
einem vorbestimmten Drehzahlberechnungsintervall, das in der Nähe des Verbrennungs-OT
(oberer Totpunkt des Verbrennungstakts) jedes Zylinders eingestellt
wird, für
jede Verbrennung des Verbrennungsmotors 11 in der Drehzahlanstiegsdauer
unmittelbar nach dem Beginn des Starts des Verbrennungsmotors 11 berechnet.
Das Drehzahlberechnungsintervall ist ein Drehzahlberechnungsintervall,
das über
den Verbrennungs-OT eingestellt wird, oder ein Drehzahlberechnungsintervall, das
unmittelbar nach dem Verbrennungs-OT eingestellt wird.
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Die
Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle 27 ist
eine Zeit, die notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle 27 beispielsweise
durch das Drehzahlberechnungsintervall dreht. Die Verbrennungsmotordrehzahl
NE wird auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation
berechnet. Somit wird die Verbrennungsmotordrehzahl NE, die in hoher
Korrelation mit dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten Drehmoment
des Verbrennungsmotors 11 steht, berechnet.
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Dann
berechnet Schritt S202 den Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNE durch
Abziehen eines vorherigen Werts der Verbrennungsmotordrehzahl NE
von einem gegenwärtigen
Wert der Verbrennungsmotordrehzahl NE für jede Verbrennung des Verbrennungsmotors 11 in
der Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des Starts
des Verbrennungsmotors 11. Dann berechnet Schritt S203 den
Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE durch
Integrieren des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegs ΔNE einer
vorbestimmten Dauer (beispielsweise von acht Verbrennungen) von dem
Start der Verbrennung bei dem Verbrennungsmotor 11.
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Dann
durchsucht Schritt S204 ein Kennfeld des Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts ΣΔNEt, um den Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt entsprechend
dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt zu berechnen.
Der Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt ist ein
Integrationswert des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegs ΔNE in dem
Fall, dass der Start durchgeführt
wird, während
das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt vom Beginn
des Starts übereinstimmt.
Das Kennfeld des Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts ΣΔNEt wird
für jeden
Bereich der Verbrennungsmotorzustände (zumindest einem von einer Startkühlmitteltemperatur,
einer Anzahl der Verbrennungen, einer Kühlmitteltemperatur, des Einlassrohrdrucks,
der Einlassventilzeitabstimmung, einer Verbrennungsmotorlast, einer
Einlasslufttemperatur und dergleichen) auf der Grundlage von Experimentdaten,
Auslegungsdaten und dergleichen eingestellt und wird in dem ROM
der ECU 29 im voraus gespeichert.
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Alternativ
kann ein Basis-Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert
entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt berechnet werden und kann
dann der abschließende
Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt durch
Korrigieren des Basis-Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts
gemäß den Verbrennungsmotorzuständen berechnet
werden (zumindest einer von der Startkühlmitteltemperatur, der Anzahl
der Verbrennungen, der Kühlmitteltemperatur,
dem Einlassrohrdruck, der Einlassventilzeitabstimmung, der Verbrennungsmotorlast,
der Einlasslufttemperatur und dergleichen).
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Dann
durchsucht Schritt S205 ein Kennfeld der Drehmomentschwankung Tf,
das in 11 gezeigt ist, um die Drehmomentschwankung
Tf (Überschuss
oder Mangel des erzeugten Drehmoments mit Bezug auf das geeignete
Drehmoment) entsprechend einer Abweichung zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE und dem
Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt zu berechnen. Das
Kennfeld der Drehmomentschwankung Tf, das in 11 gezeigt
ist, wird für
jeden Bereich der Verbrennungsmotorzustände (zumindest eines von einer Startkühlmitteltemperatur,
der Anzahl der Verbrennungen, der Kühlmitteltemperatur, dem Einlassrohrdruck,
der Einlassventilzeitabstimmung, der Verbrennungsmotorlast, der
Einlasslufttemperatur und dergleichen) auf der Grundlage von Experimentdaten,
Auslegungsdaten und dergleichen eingestellt und in dem ROM der ECU
im voraus gespeichert.
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Alternativ
kann eine Basisdrehmomentschwankung entsprechend der Abweichung
zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt berechnet
werden und kann dann die abschließende Drehmomentschwankung
Tf durch Korrigieren der Basisdrehmomentschwankung gemäß den Verbrennungsmotorzuständen berechnet werden
(zumindest eines von der Startkühlmitteltemperatur,
der Anzahl der Verbrennungen, der Kühlmitteltemperatur, dem Einlassrohrdruck,
der Einlassventilzeitabstimmung, der Verbrennungsmotorlast, der Einlasslufttemperatur
und dergleichen).
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Das
Kraftstoffeinspritzkorrekturwertberechnungsprogramm, das in 10 gezeigt
ist, ist eine Subroutine, die bei Schritt S105 des in 8 gezeigten
Startdrehmomentkorrektursteuerprogramms ausgeführt wird. Wenn das Programm
von 10 gestartet wird, durchsucht zuerst Schritt S301
ein Kennfeld des Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnisses λ, das in 12 gezeigt
ist, um das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ (Ist-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs
in dem Zylinder) entsprechend der Drehmomentschwankung Tf zu berechnen.
Das Kennfeld des Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnisses λ, das in 12 gezeigt
ist, wird für
jeden Bereich der Verbrennungsmotorzustände (zumindest eines von der Startkühlmitteltemperatur,
der Anzahl der Verbrennungen, der Kühlmitteltemperatur, der Einlasslufttemperatur,
dem vorherigen Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ, einer Abweichung
zwischen dem vorherigen Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ und dem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt und dergleichen)
auf der Grundlage von Experimentdaten, Auslegungsdaten und dergleichen
eingestellt und in dem ROM der ECU im voraus gespeichert.
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Alternativ
kann ein Basis-Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis
entsprechend der Drehmomentschwankung Tf berechnet werden und kann dann
das Basis-Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß den Verbrennungsmotorzuständen berechnet
werden (zumindest eines von der Startkühlmitteltemperatur, der Anzahl
der Verbrennungen, der Kühlmitteltemperatur,
der Einlasslufttemperatur, dem vorherigen berechneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ, der Abweichung
zwischen dem vorherigen berechneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt und dergleichen),
um das abschließende
Verbrennungsluftkraftstoffverhältnis λ zu berechnen.
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Dann
berechnet Schritt S302 eine Abweichung zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt und dem
Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ. Dann berechnet
Schritt S303 den Kraftstoffeinspritzkorrekturwert Qc, um das Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ mit dem
Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt auf eine Übereinstimmung
zu bringen, auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt und dem
Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ. Somit wird
die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert, um das erzeugte Drehmoment
mit dem geeigneten Drehmoment in Übereinstimmung zu bringen.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
der Verbrennungsmotordrehzahlanstieg ΔNE für jede Verbrennung des Verbrennungsmotors 11 in
der Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des Starts
des Verbrennungsmotors 11 berechnet und wird der Verbrennungsmotordrehzahlanstieg integriert.
Die Drehmomentschwankung Tf des Verbrennungsmotors 11 (Überschuss
oder Mangel des erzeugten Drehmoments mit Bezug auf das geeignete
Drehmoment) wird auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNE und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert ΣΔNEt berechnet.
Dann wird der Kraftstoffeinspritzkorrekturwert Qc berechnet, damit
das erzeugte Drehmoment mit dem geeigneten Drehmoment übereinstimmt,
entsprechend dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt auf der
Grundlage der Drehmomentschwankung Tf.
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Somit
kann, wie in 13 gezeigt ist, auch wenn das
Verbrennungsluft-Kraftstoff-Verhältnis λ am Beginn
des Starts von dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis λt aufgrund der Kraftstoffeigenschaft des
verwendeten Kraftstoffs oder zeitlichen Änderung des Verbrennungsmotors 11 abweicht,
die Drehmomentkorrektursteuerung gestartet werden kann, da die Drehmomentschwankung
Tf in der Drehzahlanstiegsdauer unmittelbar nach dem Beginn des
Starts des Verbrennungsmotors 11 berechnet wird, um das
erzeugte Drehmoment mit dem geeigneten Drehmoment auf der Grundlage
der Drehmomentschwankung in Übereinstimmung
zu bringen. Somit kann das erzeugte Drehmoment genau auf das geeignete
Drehmoment in dem frühzeitigen Stadium
des Starts gesteuert werden. Als Folge kann der Verbrennungsmotor 11 problemlos
mit einem geeigneten Drehzahlverhalten gestartet werden, was die
Startfähigkeit
verbessert. 13 zeigt ein Beispiel, in dem
der Verbrennungsmotor 11 mit Schweröl bei der Kühlmitteltemperatur von 10°C gestartet
wird. Eine durchgezogene Linie ΔQ
in 13 stellt einen Anstieg der Kraftstoffeinspritzmenge
nach dem Start dar und NEt ist eine Solldrehzahl.
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Darüber hinaus
wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Drehmomentschwankung auf der Grundlage der Abweichung zwischen
dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert
berechnet. Demgemäß kann auch
dann, wenn der Verbrennungsmotordrehzahlanstieg, der für jede Verbrennung
berechnet wird, den Einfluss der Verbrennungsvariation zwischen den
Zylindern und dergleichen aufweist, der Einfluss unter Verwendung
des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswerts verringert
werden. Als Folge kann die Berechnungsgenauigkeit der Drehmomentschwankung
verbessert werden.
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Der
Berechnungsprozess der Drehmomentschwankung kann durch Berechnen
der Drehmomentschwankung auf der Grundlage der Abweichung zwischen
dem Verbrennungsmotordrehzahlanstieg und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstieg vereinfacht
werden. Alternativ kann die Drehmomentschwankung auf der Grundlage
von sowohl der Abweichung zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstieg
und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstieg
als auch der Abweichung zwischen dem Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert
und dem Soll-Verbrennungsmotordrehzahlanstiegsintegrationswert berechnet
werden, um die Berechnungsgenauigkeit der Drehmomentschwankung zu
verbessern.
-
In
dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel
wird die Drehmomentschwankung unter Verwendung des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegs bei
jeder Verbrennung berechnet. Alternativ kann die Drehmomentschwankung
unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeitsänderung oder der Winkelbeschleunigung
der Kurbelwelle von jeder Verbrennung als Information des Verbrennungsmotordrehzahlanstiegs
jeder Verbrennung verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
werden, sondern kann auf viele andere Arten ohne Abweichen von dem
Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
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Somit
wird das Drehzahlberechnungsintervall in der Nähe eines oberen Verbrennungstotpunkts jedes
Zylinders eines Verbrennungsmotors 11 eingestellt. Eine
Intervallrotationszeit, die notwendig ist, damit sich eine Kurbelwelle 27 durch
das Drehzahlberechnungsintervall dreht, wird als Winkelgeschwindigkeitsinformation
der Kurbelwelle in dem Drehzahlberechnungsintervall für jeden
Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors berechnet. Eine Verbrennungsmotordrehzahl
wird auf der Grundlage der Intervallrotationszeit berechnet. Die
Winkelgeschwindigkeitsinformation der Kurbelwelle in dem Drehzahlberechnungsintervall,
das in der Nähe
des oberen Verbrennungstotpunkts eingestellt ist, gibt einen Verbrennungszustand
oder ein erzeugtes Drehmoment wieder. Durch Berechnen der Verbrennungsmotordrehzahl
auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeitsinformation kann die
Verbrennungsmotordrehzahl berechnet werden, die in hoher Korrelation
mit dem Verbrennungszustand oder dem erzeugten Drehmoment des Verbrennungsmotors
steht.